駆動装置の設計ではカップリングがよく使われますが、ここではカップリングについて簡単に紹介します。カップリングは機械式変速機でよく使われる部品です。 2つの軸を接続するために使用され、機械の運転中に2つの軸を分離することはできません。機械を停止し、カップリングを分解した後でのみ、2 つの軸を分離できます。
カップリングで接続された2軸は、製造誤差や設置誤差、荷重負荷後の変形、温度変化の影響により厳密な位置合わせができない場合が多いですが、ある程度の相対変位は発生します。このため、カップリングの設計時には、一定範囲の相対変位に適応する性能を持たせるために、構造上さまざまな工夫が必要となります。
カップリングは、さまざまな相対変位を補償する能力の有無（相対変位が生じた状態でも接続を維持できるか）により、リジッドカップリング（補償能力なし）とフレキシブルカップリング（補償能力あり）の2つに分類されます。フレキシブル カップリングは、非弾性要素を使用したフレキシブル カップリングと弾性要素を使用したフレキシブル カップリングの 2 つのカテゴリに分類できます。
リジッドカップリング
カップリングにはスリーブタイプ、クランプタイプ、フランジタイプがあります。フランジ カップリングは、動きとトルクを伝達するために 2 つのフランジ付きハーフ カップリングを組み合わせたものです。フランジカップリングはねずみ鋳鉄または炭素鋼で作ることができますが、重荷重または周速度が30m/sを超える場合は鋳鋼または炭素鋼を使用する必要があります。フランジ カップリングはリジッド カップリングであるため、2 軸の相対変位を補償する機能が欠けており、2 軸の中立性に対する要件が非常に高くなります。 2 つの軸に相対的なずれがあると、機械に追加の負荷が発生し、作業状況が悪化します。これが主な欠点です。しかし、構造が簡単で低コストで伝達トルクが大きいため、低速、衝撃がなく、軸の剛性が大きく、芯出しが良い場合によく使用されます。
フレキシブルカップリング
(1) 弾性要素を含まないフレキシブルカップリング
これらのカップリングは柔軟性があるため、2 つの軸の相対変位を補償します。ただし、弾性要素がないため、振動を緩和したり減衰したりすることはできません。以下が一般的に使用されます:1) クロススライダーカップリング
クロススライドカップリングは、端面に溝のある 2 つのセミカップリングと、両側に歯のある中間ディスクで構成されます。歯は溝内でスライドできるため、設置時および操作中に 2 つの軸間の相対変位を補正できます。この結合部分の材質は 45 鋼でできており、作業面は硬度を高めるために熱処理する必要があります。 Q275 鋼は、熱処理を行わずに、より低い要件にも使用できます。摩擦や損傷を軽減するため、中間ディスクのオイル穴からオイルを注入して潤滑します。
セミカップリングと中間ディスクは可動ペアを形成しているため、相対回転は発生せず、駆動軸と従動軸の角速度は等しくなるはずです。ただし、2 つのシャフト間の相対変位を伴う作業では、中間ディスクに大きな遠心力が発生し、動的負荷と摩耗が増加します。したがって、作業速度は規定値を超えないよう注意してください。
2) スライダーカップリング
このカップリングはクロススライドカップリングと似ていますが、ハーフカップリングの両側の溝が広く、元の中央のディスクが両側に歯のない正方形のスライドに変更されており、通常は布ベークライトで作られています。中間スライドの質量が軽減されたため、高い限界速度が得られます。中央のスライダーもナイロン 6 で作成し、使用時に自己潤滑できるように少量のグラファイトまたは二硫化モリブデンを配合することもできます。シンプルな構造でコンパクトなカップリングで、大きな衝撃を与えることなく小動力、高速回転に適しています。さまざまなパラメータの選択に従って、この設計で選択されたカップリングはクロススライドカップリングです。クロススライダカップリングは、中央のスライダを使用して、半カップリングの両側の端面にある対応する放射状の溝をスライドさせ、カップリングの2つの半カップを接続するカップリングです。これは、端面に溝のある 2 つのハーフカップリングと、両側に歯のある中間ディスクで構成されます。歯は溝内でスライドできるため、設置時および操作中に 2 つの軸間の相対変位を補正できます。クロススライダカップリングは一般的なモータに多く使用されており、一般的に250rminの伝動に使用され、軸剛性が大きく激しい衝撃がありません。この記事のデザインに準拠したベルトコンベヤです。
