为你的运动系统选择联轴器并不会完全超出你的工程学位的限制。这就是为什么我们大多数人都不深入探究，看看我们是否做出了最好的选择。以下内容来自两位领先的行业专家关于耦合选择最佳实践的介绍。兰迪金伯里那销售和营销副总裁为螺旋产品公司和罗伯特柯林斯那技术销售工程师在伺服仪， 给我们看一看如何分开一个良好的耦合选择，从最好的选择。设计世界杂志编辑Mike Santora Superates：
桑:
大家好，感谢大家参加今天由《设计世界》杂志举办的关于正确选择耦合的网络研讨会。闲话少说，我就不把话筒交给第一位演讲者了，兰迪·金斯伯里。
金斯伯里:我要做的是分享一点我在应用工程小组27年的经验。尽早将耦合作为系统设计的一部分。你无法相信我们会接到多少电话，人们会说，“我有这个系统。一切都很好。我要把发动机挂在轴上。我们说:“没问题。”我们可以解决这个问题。”然后，他们回来说，“嗯，我也需要库存，它需要在未来三天内交付，因为我忘记了计划耦合。”尽管如此，请记住。把它们放在一起，一开始就考虑耦合，而不是在组装时的事后考虑。
可能会有几点即将提出，这是特定于螺旋产品和我们的设计，但我确实想说有许多类型的联轴器。所有这些都有他们的利益。所有这些都有一些限制。我会说没有“完美”的耦合，这是每个应用程序的完美答案。其中大部分地归功于在该时间到来时为您的应用程序进行最佳耦合。
这些联轴器有各种未对准，扭矩容量。尺寸全部在地图上。它们中的一些直径非常大，因为它们传输的扭矩量，然后它们中的一些相对较小。我稍后会触摸物料一点点，并为您提供一些要点，以确保您正在进行新设计，并且您需要考虑材料选项。
在选择耦合时要记住一点:在如何对耦合进行评级方面没有管理机构。它不像NEMA为马达分类之类的系统。这是最好的估计或最好的计算或每个制造商的测试结果。
在查看耦合的规范时，一定要仔细阅读数据。例如，一个制造商可能列出扭矩额定值，当你看脚注时，他们的扭矩额定值是静态扭矩。然后你有另一家公司，如我们使用的螺旋产品动态扭矩，我们根据高周期环境对联轴器进行评级。我们实际上降低了联轴器的扭矩能力基于意识到它们将会经历数百万转。这只是在你研究不同耦合时要记住的一点。当工程师进入他们的耦合设计规范时，这些是他们通常非常清楚的一些要点。他们知道轴的直径，他们是否将电机连接到丝杠，滚珠丝杠，或某种定位装置，或泵轴，或类似的东西。他们通常会在组件到达耦合之前提前选择这些组件。
当它们调整它们的耦合或确定它们需要的耦合尺寸时，它们的关键是它们时，它们将会看扭矩。如果工程师正在使用定位类型的应用程序，运动控制，他们也会考虑他们在其应用中所需的扭转灵活性或扭转刚度。这将是他们通常有所了解的一个因素。在一点点，我将在您正在寻找可能没有想过的扭转灵活性时给您一些其他因素来考虑。
当你带着设计时，你必须记得对你所有公差的最坏情况，以及你可以面临的最多的错位是什么？
当您查看一个组装时，在您将耦合耦合到连接电机和轴时，在这种情况下有两件需要考虑的事情。让我们说你可以看到有13个千分之一的偏移量。让我们说作为工程师，你发现这个耦合对于应用程序是完美的，但它只能处理5千分之一的偏移量。它每耦合耗费50美元。你发现这个耦合，它将处理13千分之一，因为它有更多的错位要求，需要花费，让我们说，55或60美元。
您必须考虑的一件事：是否值得缩回您的加工零件的零件的容差是值得持有的，并达到较少的错位能力？这只是牢记的一般点。您如何在机器零件上保持容忍？它确实需要更严格的公差成本，但是更容易获得更容易的耦合与更大的错位并保持相对标准的公差？当你进入设计时，这就是考虑因素。
更常见类型的未对准的另一个例子是棱角。将角度作为两个轴之间的角度测量，其中共线中心线是理想的。并行偏移 -中心线是平行的，但偏远的距离有一定距离。一般来说，联轴器在10千分之一和低于偏移量下做得非常好。一旦开始击中20千分之一或更多的偏移量，您将更加难以确定要适合和相对紧凑的包装的耦合。
The other thing is, if you find a coupling that has a large parallel offset capability, be sure and check what it’s RPM, or speed rating, is because usually when they handle extremely large offset, some of the designs are limited in what they can handle as far as RPM.
当我们看轴向运动时，这实际上是一个操作上的考虑。实际上在我们的目录中,我们称之为错位,但是这是一个情况,我们邀请工程师设计时不考虑这些事情,一个共同的轴向运动可以热膨胀作为机器设备正在运行,加热或者在加热和冷却时的环境条件,实际上，连接的轴之间会有一些相对运动。这一点之所以重要，是因为并非所有耦合解决方案都能够具有轴向顺应性。它们在轴向是刚性的。它能做的是把很多负荷放在电机的轴承上。推力载荷也是如此。如果你有一个运动控制系统在丝杠上有一点重放但是你在那里有一个推力轴承，如果你有一个轴向刚性联轴器，你就不会把负载放到轴承座的推力轴承上。你真的会的传送到马达。
在轴向运动注意事项之后，您需要考虑系统在内部工作的惯性。
温度
当你考虑环境条件时，你必须考虑温度。很多人认为这仅仅是某物有多热，但另一个考虑因素是有多冷。在某些情况下，弹性材料可能会遇到一些极低的温度。也许在太空环境中，这显然是一个大问题。对我们来说，温度一旦达到200度，铝联轴器的强度就会下降。我们的收视率下降了。这就是为什么我们有一个高强度的17-4耦合可用。
当您查看温度方面时，还要考虑的另一件事是无论是热还是寒冷，而且温度摆动有多大。其中一些返回热膨胀和轴向运动。
要考虑的第二点是化学。环境恶劣吗?它是腐蚀性很强的大气吗?我们在这里用MP35N材料做了很多工作，这种材料用于非常恶劣的井下环境。一定要考虑到要接触哪些材料。是在盐水里吗?如果它靠近海洋或船上，你可能需要一种特殊的材料或钛。另外，如果你在一个需要清洗的环境中，你是否需要一些不会被腐蚀的东西?离食物近吗?
另一个需要考虑的是，如果你是在医学领域。我不知道它是否适用于耦合但我们做过一些弹簧是医疗植入设备。在那里，你需要一种独特的材料，但是，如果你要在一个医疗设备或一个实际用于手术的工具中做耦合，你可能需要一种特殊的材料来处理高压灭菌和消毒的温度。
当你在这样的应用程序中时，扭矩的情况可能不是唯一的考虑因素。更重要的是，更重要的是，它会在灭菌时清洁哪种温度？。
继续。想想速度，rpm。某些应用相对容易解决，在5,000的大多数耦合下解决，也许高达10,000 rpm。偶尔，你达到25,000 rpm。我们遇到了达到75,000,80,000 rpm的应用程序。The consideration you’ll need to factor in there is again, not just torque capacity but how well balanced is the coupling for that type of speed because if it’s not either a balanced coupling or design that’s symmetrical by nature, that makes it a statically balanced part, you’re going to be running into a vibration situation due to the imbalance of the weight. That’s an important consideration. We run into that more and more as these positioning devices are accelerating faster and faster.
更多的考虑因素。当你开始看时，很多思想需要进入耦合，因为这里有很多因素。我想指出我们遇到的一些更常见的附件，我认为大多数耦合制造商都与之合作。首先，最重要的是一个螺钉。人们经常想到这些，因为它们的成本相对较低。固定螺钉的问题是它会在轴上留下毛刺，会在那里造成一些问题。实际上，如果您使用的是设置螺钉附件，则要确定，至少一个固定螺钉设置在平面上。我们不建议我们不建议的一件事是在运动控制类型环境中使用集合螺钉附件，因为当它反转并且这些负载正在颠倒时，固定螺钉实际上将实际放松。有些人试图用键槽赔偿这一点。可以帮助，特别是防止设定螺钉松动。
远离将轴连接到耦合的最常见方法是我们称之为夹具附件。中间是一个单件联接器，在那里我们实际上将夹紧机器堆进到零件中。较低的是可拆卸帽。您想要可移动盖子的原因是因为它允许您在一侧撤消两个盖子螺钉。然后，盖子出现下来，你可以直接拉出耦合，而不会使电机或轴或轴或分开的任何配合组件。这是可移动帽的原因。
有了那么说，我要谢谢你。希望我在我的时间分配。我会把它回到你身边，迈克。
桑:精彩的。非常感谢你，兰迪。现在，我们将把它交给罗宾林。
柯林斯：嗨。谢谢你,迈克。谢谢你,兰迪。我叫罗伯·柯林斯。我在Servometer作为技术支持工程师工作了5年。希望我能和大家分享一些我们现有的知识。
基本上，我们有很多股票成分。当然，我们也做定制工程接头。我们很高兴听到你的声音，并帮助你与类似Helical的应用程序。
我想讨论的东西是可用的伺服仪波纹管联轴器，标准和定制波纹管耦合。应用示例，适当的耦合选择，几何，扭矩，灵活性，互补性的相互排除，用于指定定制设计的手机环境和指南。
波纹管联轴器是两个端部件的组装到电沉积的镍金属波纹管上。使用镍的电沉积在铝心轴上制造波纹管。这是通过从铝制股票开始实现的。然后，我们将铝心轴机加工，具有波纹管的内部尺寸。然后将铝心轴用电沉积的镍镀，称为FlexNickel。一旦镀，切割镍以限定波纹管的端部并在镍下暴露铝。
最后，化学除去铝，留在镍金属波纹管后面。成品镍金属波纹管也可以用金，银或铜镀，以增强耐腐蚀性或导电性。
标准波纹管联轴器不作为成品储存，准备装运。然而，不同的轮毂尺寸和波纹管库存，以便大多数尺寸的订单可以在订购后一到两周内组装和发货，这取决于所需的数量。
从库存来看，我们有许多接头可供选择，尺寸从1/4英寸到2.4英寸不等。直径从0.48到2.4英寸。长，内径小至2mm，长至1英寸。直径。
我们的库存联轴器的可用最大扭矩传递变化从2英寸不同。盎司高达4,000英寸盎司。请注意这里的单位。我们不是用英镑，但英寸盎司。
标准波纹管联轴器适用于应用温度从-58到260的任何地方变化的服务ºF和诸如腐蚀器和小型执行器和电机等应用。标准波纹管联轴器的温度限制是有限的，因为组装用环氧树脂完成将端部粘合到波纹管上。波纹管联轴器Excel，其中应用要求零间隙，低卷绕和高扭转刚度。提供100,000,000次循环寿命，规定，该耦合不是超出其额定压缩限制，自动售货机的限制。此外，重要的是要注意这些属性是互斥的。
Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer Servometer在给定的扭矩和上卷要求下，可实现压缩、弯曲和偏移的独特组合。更高的扭矩超过4000英寸盎司当然是可能的，操作温度高达300ºF是可能的，温度小于-58ºF是与定制波纹管联轴器的可行性。
通过装配95/5的锡银焊料，可以提高或降低温度额定值。当然，如果没有测试，在低温等明显较低的温度下，保证循环寿命是不可行的。然而，我们确实有波纹管联轴器在相当多不同的地方进行毫电子尔文实验。它们当然适用于低温应用。
伺服仪波纹管联轴器用于许多不同应用的跨越行业，如医疗，半导体，航空航天和军队等。在医疗领域，我们的波纹管联轴器用于操纵显微镜级，X射线视图盒和其他设备，例如计量泵。在半导体场中，波纹管联接器用于铅螺钉，拾取机器和其他各种芯片操作设备的位置指示。在航空航天和军事领域，波纹管联轴器用于调节瞄准镜和镜头。他们的轻质结构有助于他们在飞机的驾驶舱内外使用仪器旋钮。
此外，在一个非常特殊的应用中，使用M1亚伯拉姆罐，伺服仪波纹管联接器辅助主罐枪筒系统，其允许其留在瞄准目标，无论在移动时罐的变化位置如何。
我想和你分享一些适当的波纹管耦合选择的陷阱。许多人会打电话给我们几何，并认为耦合的几何形状是重要的，但这不是真的。波纹管耦合的整体尺寸不一定表明它适用于应用。许多人可能会假设如果它们提供一般的信封尺寸，则允许的扭矩和压缩量和其他性质将落在线上，并且适当的应用，但情况并非如此。几何可以限制我们库存提供的可用耦合的选择，但不保证耦合服务的适当功能。如果知道我们正在更换具有合适使用寿命的伺服仪库存耦合，那么几何形状肯定会有助于确定替代品。然而，伺服仪可以制作两个波纹管，即通过将墙壁厚度达到千分之一英寸左右的六个英寸来看起来完全相同的行为。
如果使用自定义单元可能，则要订购相同的自定义单元，或者量化为应用程序设计自定义耦合所需的所有属性。
另一个糟糕的假设是扭矩要求将匹配孔径，但3/8英寸。轴可以处理比大多数伺服仪联轴器更多的扭矩，但我们提供更大的孔尺寸，以匹配用于诸如旋转变压器的较低扭矩应用的电机或轴尺寸。波纹管联轴器上的孔的尺寸并不表示它能够处理配合尺寸的轴可以提供的扭矩。
另一个糟糕的假设是最后一个波纹管耦合打破了所需的扭矩或不同的设计。循环寿命与扭矩无关，但它与一个旋转有关等于两个循环。在任何时候使用的压缩偏移或弯曲的量，而不仅在操作期间将影响循环寿命。
考虑生命周期时，不能允许任何短途旅行。在安装和维护和停机时间内没有提供过压缩或偏移的允许。在这期间，重要的是要强调波纹管可以并将比在纸上的应用程序所评级的更重要。然而，评级适用于减少的弯曲，以允许指定和/或期望的长循环寿命。
一些其他陷阱在类似于兰迪陈述的操作环境中。重要的是要考虑温度，振动，腐蚀，这些都可以对良好的波纹管耦合应用引起独特的问题，并且如果适当地指定，它们肯定会克服。
操作速度很重要。例如，伺服仪波纹管耦合不是速度平衡。如果需要高于3,000 rpm的高速，则可能需要联系第三方，以便根据需要平衡耦合。值得注意的是，集线器不与彼此对齐。如果需要特殊的对齐，则需要自定义设计来支持您的应用程序。
很多人错误地认为他们没有足够的时间来定制设计。在详细说明申请的必要性能特征的时间将偿还许多股息如果提前完成。由于缺乏规划，存在偿还现在或之后重复失败的时间。
接下来，我想刚刚过一些几何考虑因素。设计信封将限制您可以从容易获得的股票波纹管中获得多少选择。外径是另一个潜在问题，但如果考虑，可以用自定义单元解决。较厚的壁波纹管可能比具有较小总直径的相同大小波纹管处理更高的扭矩要求。诸如压缩，偏移和弯曲的其他性能要求可能相应地受到壁厚的增加。
有时，可以快速修改库存单元以容纳更厚的墙壁。然而，有限制任何一个设计可以变得更厚，并且可以设计用于更厚的壁的定制单元。
不容忽视的一个简单的解决方案是波纹管联接器是中空的，并且轴可以突出到波纹管腔内，其提供不会干扰波纹管壁。与整体夹紧轮毂风格相比，螺旋式波纹管覆盖物较短。一般而言，设定螺钉通常大于足以用于使用波纹管联接的大多数应用，因为允许的扭矩不是特别高。有时，较大的直径可以允许更短的波纹管中的更灵活性。当然，存在限制，但是，如果需要，可以设计定制的较大直径单元以适应有限的长度应用。
当然，在考虑波纹管耦合时，扭矩要求也是另一个主要问题。但是，电动机的扭矩不是系统的最大扭矩。变速箱就像扭矩倍增器一样。如果在齿轮箱的输出轴上使用耦合，则电动机的扭矩乘以速比可以是用于确定扭矩要求的良好起点。
电动机的起始扭矩可以是系统的操作扭矩的三到五倍。在确定耦合的最大扭矩要求时，重要的是考虑系统的惯性矩。当波纹管联轴器用于压缩时，应使用75％的扭矩额定值，因为该波纹管有可能扣上。
波纹管的屈曲类似于超载柱的屈曲，因为它发生在不可预测的运动和可能增加上发条时，因此，波纹管屈曲不能提供可靠的运动。在计算波纹管联轴器所需的最大瞬时扭矩时，还必须考虑滑轮。这类似于齿轮箱，然而，与滑轮系统，扭矩的值可能增加或减少，取决于其在系统中的位置。
柔性运动的考虑也是我们感兴趣的，特别是柔性波纹管联轴器。压缩偏移和弯曲是相互排斥的。使用的每个动作的百分比与最大动作的百分比加在一起必须小于100%，否则波纹管循环寿命将小于标准的100,000,000次循环。
同样，重要的是要注意，波纹管比绘图或目录上的额定值更灵活，因为它可以容易地移动到图纸上列出的值，任何超出这些限制的移动都会减少波纹管的循环寿命因此。
额外的灵活运动考虑因素。如果需要增加压缩偏移或弯曲，则可以将耦合降低。
运营环境具有自然关注。260.ºF是标准波纹管联轴器的最大工作温度。最大工作温度为350º仅用于Servometer波纹管。波纹管极限温度是由于超过这个温度，波纹管将开始退火。如果材料退火，那么它将失去它的脾气，不再响应像风箱或弹簧。
波纹管的最小工作温度不一定是已知的硬价。有客户在Millikelvin温度实验中使用伺服仪波纹管，定制单元。波纹管确实可接受在这种环境中运行，但伺服仪标准耦合的最小工作温度为负58ºF.这是由于用于组装的环氧树脂的物理限制。
耐腐蚀性能也值得关注。Servometer波纹管联轴器Servometer波纹管联轴器是一个波纹管与附在轴上的2个轮毂的装配。波纹管由Servometer镍组成，类似于镍200合金。轮毂由303不锈钢制造。铝轮毂也是一个潜在的供应应用，需要一个非常轻的选择。当然，许多其他的集线器的材料可以通过一个定制的单元提供。
现在，我想给您一些指导方针，以确定您需要一个定制设计。直径可达9英寸的定制接头。直径为18英寸。可以用于Servometer。为了开发一个定制的设计，我们需要对以下项目进行输入，以最好地确定如何进行。这些联轴器的工作温度可高达300℃ºF和低至减去423ºf为定制设计。再次，我们在Millikelvin Research中使用这些波纹管了解客户。对于较低的温度限制，没有必要的难以知的值。
如果在应用中的不同环境中，可以通过金，银或甚至铜电镀增强波纹管联轴器的腐蚀保护。所需的运动类型是要创建一个符合应用程序循环需求的设计的最重要方面之一。
必须基于耦合如何在系统中连接以及系统是否包含任何变速箱，电机和滑轮来确定最大扭矩。旋转速度主要是对于高速应用，可能需要进行特殊考虑来平衡系统中的耦合。
综上所述，我们讨论了海关标准。这取决于你的需求。如果应用程序是直接的，你只需要弯曲或偏移，那么也许一个标准单位可能符合要求。然而，如果使用了许多可用的属性，或者您需要自定义终端部件或特定的弹簧速率，那么最可能需要一个自定义单元。
知道你的几何。空间限制可能决定了标准波纹管联轴器的可用性，但如果您需要定制联轴器，我们很可能会克服您所拥有的任何空间限制。更大的直径有助于承受更高的扭矩余量。记住，波纹管联轴器内部是中空的。如果狭窄的空间要求轴突出到钟，它当然可以容纳。
扭矩的要求。当然，知道需要多少扭矩是很重要的，但灵活性可能也同样需要。请记住在您的项目中使用的各种扭矩乘数。灵活性要求，互斥性必须理解，以防止潜在的早期失效的波纹管联轴器。如果所有的一个属性在同一时间被使用，那么其他属性就不再可用了。即使是最小数量的这些其他属性也可能超过钟的评级，自然，较低的周期寿命应该是预期的。
当然，在弯曲中有一点点压缩偏移总是很好的，以允许未计算或意外的运动，例如当这些部件被放入安装时。
运行环境，最高温度为260º最低温度是零下58度ºF适用于环氧化的标准波纹管。考虑建筑材料。波纹管材质为镍，端部为303不锈钢。如果有疑问，询问具体的环境要求。
定制波纹管耦合可以克服许多挑战，将不合格使用标准波纹管。如果及早理解并指定了必要的细节，就有可能开发出一个好的解决方案。谢谢您的宝贵时间。
问题：
桑:谢谢,抢劫。我们现在开始提问。我们会尽可能多地讲，但当然要记住，无论我们在网络研讨会上没有讲到什么，你们都可以给兰迪和罗伯特发邮件。第一个问题:选择耦合的第一步是什么?
金斯伯里:可能是我想到的最简单的方式，最初是最多的耦合制造商目前在他们的网站上拥有耦合选择器。我给了你一个我们拥有的截图。我会说这可能是一个好的地方。如果你有一些非常极端的条件，我会打电话给他们。我认为所有关键的玩家都有应用程序。工程在等待回答问题。
桑:这个下一个问题再次为你兰迪。快速运动镐和型机器的最佳耦合类型是什么？
金伯里：再次，它归结为扭矩和扭转柔性。这取决于我提到的许多因素。我们拥有所谓的多启动联轴器，其给出高扭转僵硬度。在极端情况下，我们将工程师送到伺服仪，因为波纹管耦合具有巨大的扭转刚度，这是您在快速移动系统上的定位精度影响的一部分。当您查看快速移动应用程序时，您希望没有反冲的产品。当您进入多个件的耦合时，您有可能进入反冲系统，这可以使定位成为一个真正的问题来补偿。
桑:现在，换档一秒钟:你会推荐所有轴尺寸的键槽吗?
金伯里:没有。我们的很多联轴器，我当然知道在我们做的螺旋，它真的是大部分，当你得到5 5/8直径和以上是当联轴器在键槽内变得相对常见。有些人会缩到半英寸但是如果你变得更小，制作成本更昂贵，而且真的，夹具有足够的扭矩来传递负载。
桑:好的。这里下一个问题，让我们看看。所有联轴器是否会恒定速度？
金斯伯里:哇！是的。我会扔2美分。真的，很多联轴器。当您以恒定负载运行时，我知道伺服仪将是基本恒定的速度。不会是一种称为心班式U关节的耦合类型的类型。它在哪里，随着角度变大，输入速度和输出速度振荡之间的变化。除非您成对地将它们放在一起并正确阶段，否则您将没有恒定的速度。特别是在运动控制中，这可能是一个真正的问题。我不知道Rob是否对此有一些想法。
柯林斯：我想你说到点子上了。类似于以前的评论,如果是由多个部分,那么它更有可能是类似于反弹有可能储存能量的系统比实际结束旋转速度略有不同但除此之外,我们已经讨论过真的是恒定速度。
桑:好吧,先生们。我想我们要在这里挤进最后一个问题。然后，我们就开始做收尾工作。问题。对于采用夹紧式紧固件的联轴器，紧固力矩重要吗?还是会影响联轴器的功能?如果两边不均匀地收紧会怎样?
金斯伯里:我会开始，然后在那里获得ROB的输入。紧固扭矩绝对有差异在紧固件上有所不同。当您有夹具时，夹子和轴之间存在摩擦，从拧紧那个帽螺钉 - 传递扭矩。我认为大多数耦合制造商将提供推荐的拧紧扭矩，基本上是盖帽螺钉的额定值，通常。您肯定希望使用您可以确保其在那里牢固上的所有内容，并在没有滑动的情况下传输扭矩。
柯林斯：是的。我再次同意，兰迪。我想不出任何你想要两端不均匀收紧的理由。整个想法是将旋转运动从一端转移到另一端。如果没有均匀地收紧，肯定会导致打滑的问题。也有可能他们不会被拧紧均匀，如果有两种不同的轴尺寸。就像你提到的，这又回到了用于夹子的螺旋盖的尺寸。否则，在理想的世界，在耦合的两边是相同的大小，然后我认为他们应该均匀地拧紧。
桑:非常感谢你，绅士们，你们两个今天的见解。再一次，谢谢大家从设计世界中参加这个网络研讨会。
提交：耦合提示
