聯軸器所聯接的兩軸，由於製造及安裝誤差，承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴格的對中，而是存在著某種程度的相對位移，如下圖<聯軸器所聯兩軸的相對位移>所示。這就要求設計聯軸器時，要從結構上採取各種不同的措施，使之具有適應--定範圍的相對位移的性能。
聯軸器所聯兩軸的相對位移
根據對各種相對位移有無補償能力(即能否在發生相對位移條件下保持聯接的功能),聯軸器可分為剛性聯軸器(無補償能力)和撓性聯軸器(有補償能力)兩大類。撓性聯軸器又可按是否具有彈性元件分為無彈性元件的撓性聯軸器和有彈性元件的撓性聯軸器兩個類別。撓性聯軸器因具有撓性，故可在不同程度上補償兩軸間某種相對位移。
(一) 剛性聯軸器
這類聯軸器有套筒式、夾殼式和凸緣式等。這裡只介紹較為常用的凸緣聯軸器。
凸緣聯軸器是把兩個帶有凸緣的半聯軸器用鍵分別與兩軸聯接，然後用螺栓把兩個半聯軸器聯成一體，以傳遞運動和轉矩(右圖<凸緣聯軸器>)。這種聯軸器有兩種主要的結構型式：右 圖<凸緣聯軸器a>是普通的凸緣聯軸器，通常是靠鉸制孔用螺栓來實現兩軸對中；右圖<凸緣聯軸器b>是有對中榫的凸緣聯軸器，靠一個半聯軸器上的凸肩與另一個半聯軸器上的凹槽相配合而對中。聯接兩個半聯軸器的螺栓可以採用A級或B級的普通螺栓，此時螺栓桿與釘孔壁間存在間隙，轉矩靠半聯軸器接合面的摩擦力矩來傳遞(右圖<凸緣聯軸器b>)；也可採用鉸制孔用螺栓，此時螺栓桿與釘孔為過渡配合，靠螺栓桿承受擠壓與剪切來傳遞轉矩(右圖 <凸緣聯軸器a>)。為了運行安全，凸緣聯軸器可作成帶防護邊的(圖<凸緣聯軸器c>)。
圖<凸緣聯軸器>
凸緣聯軸器的材料可用灰鑄鐵或碳鋼，重載時或圓周速度大於30m/s時應用鑄鋼或鍛鋼。
由於凸緣聯軸器屬於剛性聯軸器，對所聯兩軸間的相對位移缺乏補償能力，故對兩軸對中性的要求很高。當兩軸有相對位移存在時，就會在機件內引起附載入荷，使工作情況惡化，這是它的主要缺點。但由於構造簡單、成本低、可傳遞較大轉矩，故當轉速低、無衝擊、軸的剛性大、對中性較好時亦常採用。
(二) 撓性聯軸器
l．無彈性元件的撓性聯軸器
這類聯軸器因具有撓性，故可補償兩軸的相對位移。但因無彈性元件，故不能緩衝減振。常用的有以下幾種:
1)十字滑塊聯軸器
十字滑塊聯軸器由兩個在端面上開有凹槽的半聯軸器1、3，和一個兩面帶有凸牙的中間盤2所組成。凹凸牙可在凹槽中滑動，故可補償安裝及運轉時兩軸間的相對位移。
圖<十字滑塊聯軸器>
這種聯軸器零件的材料可用45號鋼，工作表面須進行熱處理，以提高其硬度；要求較低時也可用Q275鋼，不進行熱處理。為了減少摩擦及磨損，使用時應從中間盤的油孔中注油進行潤滑。因為半聯軸器與中間盤組成移動副，不能發生相對轉動。故主動軸與從動軸的角速度應相等。在兩軸間有相對位移的情況下工作時，中間盤會產生很大的離心力，從而增大動載荷及磨損。因此選用時應注意其工作轉速不得大於規定值。
這種聯軸器一般用於轉速n<250r/min，軸的剛度較大，且無劇烈衝擊處。效率η＝1-(3～5)fy/d，這裡f為摩擦係數，一般取為0.12～0.25；y為兩軸間徑向位移量，mm；d為軸徑，mm。
2)滑塊聯軸器
如右圖<滑塊聯軸器>所示，這種聯軸器與十字滑塊聯軸器相似，只是兩半聯軸器上的溝槽很寬，並把原來的中間盤改為兩面不帶凸牙的方形滑塊，且通常用夾布膠木製成。由於中間滑塊的質量減小，又具有彈性，故允許較高的極限轉速。中間滑塊也可用尼龍6製成，並在配製時加入少量的石墨或二硫化鉬，以便在使用時可以自行潤滑。
這種聯軸器結構簡單，尺寸緊湊，適用於小功率、高轉速而無劇烈衝擊處。
圖<滑塊聯軸器>
3)十字軸式萬向聯軸器
如右圖<十字軸式萬向聯軸器a>所示，它由兩個叉形接頭1、3，一個中間聯接件2和軸銷4(包括銷套及鉚釘)、5所組成；軸銷4與5互相垂直配置並分別把兩個叉形接頭與中間件2聯接起來。這樣，就構成了一個可動的聯接。這種聯軸器可以允許兩軸間有較大的夾角(夾角α最大可達35°～45°)，而且在機器運轉時，夾角發生改變仍可正常傳動；但當過大時，傳動效率會顯著降低。
這種聯軸器的缺點是:當主動軸角速度ω1為常數時，從動軸的角速度 並不是常數，而是在一定範圍內(ω1cosα≤ω3≤ω1/cosα)變化，因而在傳動中將產生附加動載荷。為了改善這種情況，常將十字軸式萬向聯軸器成對使用(右圖<十字軸式萬向聯軸器b>)，但應注意安裝時必須保證軸、 軸與中間軸之間的夾角相等，並且中間軸的兩端的叉形接頭應在同一平面內(右圖<雙萬向聯軸器>)。只有這種雙萬向聯軸器才可以得到ω3 =ω1
圖<十字軸式萬向聯軸器>
圖<雙萬向聯軸器>
4)齒式聯軸器
齒式聯軸器由兩個帶有內齒及凸緣的外套筒3和兩個帶有外齒的內套筒1所組成。兩個內套筒1分別用鍵與兩軸聯接，兩個外套簡3用螺栓5聯成一體，依靠內外齒相嚙合以傳遞轉矩。由於外齒的齒頂製成橢球面，且保證與內齒嚙合后具有適當的頂隙和側隙，故在傳動時，套筒1可有軸向和徑向位移以及角位移(下圖<齒式聯軸器b>)。又為了減少磨損，可由油孔4注入潤滑油,並在套筒1和3之間裝有密封圈6,以防止潤滑油泄漏。
齒式聯軸器中，所用齒輪的齒廓曲線為漸開線，嚙合角為20°，齒數一般為30～80，材料一般用45號鋼或ZG310-570。這類聯軸器能傳遞很大的轉矩，並允許有較大的偏移量，安裝精度要求不高；但質量較大，成本較高，在重型機械中廣泛應用。
5)滾子鏈聯軸器
下圖為滾子鏈聯軸器。這種聯軸器是利用一條公用的雙排鏈條2同時與兩個齒數相同的並列鏈輪嚙合來實現兩半聯軸器1與4的聯接。為了改善潤滑條件並防止污染，一般都將聯軸器密封在罩殼3內。
滾子鏈聯軸器的特點是結構簡單，尺寸緊湊，質量小，裝拆方便，維修容易、價廉並具有一定的補償性能和緩衝性能，但因鏈條的套筒與其相配件間存在間隙，不宜用於逆向傳動和起動頻繁或立軸傳動。同時由於受離心力影響也不宜用於高速傳動。
2．有彈性元件的撓性聯軸器
如前所述，這類聯軸器因裝有彈性元件，不僅可以補償兩軸間的相對位移，而且具有緩衝減振的能力。彈性元件所能儲蓄的能量愈多，則聯軸器的緩衝能力愈強；彈性元件的彈性滯后性能與彈性變形時零件間的摩擦功愈大、則聯軸器的減振能力愈好。這類聯軸器目前應用很廣，品種亦愈來愈多。
製造彈性元件的材料有非金屬和金屬兩種。非金屬有橡膠、塑料等，其特點為質量小，價格便宜，有良好的彈性滯后性能，因而減振能力強。金屬材料製成的彈性元件(主要為各種彈簧)則強度高、尺寸小而壽命較長。
聯軸器在受到工作轉矩T以後，被聯接兩軸將因彈性元件的變形而產生相應的扭轉角
；與T成正比關係的彈性元件為定剛度，不成正比的為變剛度。非金屬材料的彈性元件都是變剛度的，金屬材料的則由其結構不同可有變剛度的與定剛度的兩種。常用非金屬材料的剛度多隨載荷的增大而增大，故緩衝性好，特別適用於工作載荷有較大變化的機器。
1)彈性套柱銷聯軸器
這種聯軸器的構造與凸緣聯軸器相似，只是用套有彈性套的柱銷代替了聯接螺栓。因為通過蛹狀的彈性套傳遞轉矩，故可緩衝減振。彈性套的材料常用耐油橡膠，並作成截面形狀如圖中網紋部分所示，以提高其彈性。半聯軸器與軸的配合孔可作成圓柱形或圓錐形。
半聯軸器的材料常用HT200，有時也採用35號鋼或ZG270-500；柱銷材料多用35號鋼。這種聯軸器可按標準(GB/T4323-1984)選用，必要時應按下式驗算彈性套與孔壁間擠壓應力σp和柱銷彎曲應力σb。即
式中：Tca—計算轉矩[參見式],N·m；
z —柱銷數目；
D1—柱銷中心所在的圓直徑，mm；
[σ]p—許用擠壓應力，對橡膠彈性套，[σ]p=2MPa；
[σ]b—柱銷的許用彎曲應力，[σ]b=0.25[σ]s,[σ]s為柱銷材料的屈服極限，MPa；
d、s、L見圖,mm。
這種聯軸器製造容易，裝拆方便，成本較低，但彈性套易磨損，壽命較短。它適用於聯接載荷平穩、需正反轉或起動頻繁的傳遞中、小轉矩的軸。
2)彈性柱銷聯軸器
這種聯軸器的結構見下圖，工作時轉矩通過 兩半聯軸器及中間的尼龍柱銷而傳給從動軸。為了防止柱銷脫落，在半聯軸器的外側，用螺釘固定了擋板。
這種聯軸器與彈性套柱銷聯軸器很相似，但傳遞轉矩的能力很大，結構更為簡單，安裝、製造方便，耐久性好，也有一定的緩衝和吸振能力，允許被聯接兩軸有一定的軸向位移以及少量的徑向位移和角位移，適用於軸向竄動較大、正反轉變化較多和起動頻繁的場合，由於尼龍
柱銷對溫度較敏感，故使用溫度限制在-20～+70℃的範圍內。
3)星形彈性聯軸器
如下圖所示，兩半聯軸器1、3上均制有凸牙，用橡膠等類材料製成的星形彈性件2，放置在兩半聯軸器的凸牙之間。工作時，星形彈性件受壓縮並傳遞轉矩。這種聯軸器允許軸的徑向位移為0.2mm，偏角位移為1°30'。因為彈性件只受壓不受拉，工作情況有所改善，故壽命較長。
圖<星形彈性聯軸器>
4)梅花形彈性聯軸器
這種聯軸器如下圖所示，其結構形式及工作原理與星形彈性聯軸器相似，但半聯軸器與軸配合的孔可作成圓柱形或圓錐形，並以梅花形彈性件取代星形彈性件。彈性件可根據使用要求選用不同硬度的聚氨酯橡膠、鑄型尼龍等材料製造。工作溫度範圍為-35～+80℃，短時工作溫度可達100℃，傳遞的公稱轉矩為16～25000N·m。
5)輪胎式聯軸器
輪胎式聯軸器如下圖所示，用橡膠或橡膠織物製成輪胎狀的彈性元件1，兩端用壓板2及螺釘3分別壓在兩個半聯軸器4上。這種聯軸器富有彈性，具有良好的消振能力，能有效地降低動載荷和補償較大的軸向位移，而且絕緣性能好，運轉時無雜訊。缺點是徑向尺寸較大；當轉矩較大時，會因過大扭轉變形而產生附加軸向載荷。為了便於裝配，有時將輪胎開出徑向切口5，但這時承載能力要顯著降低。
6) 膜片聯軸器
膜片聯軸器的典型結構如下圖。其彈性元件為一定數量的很薄的多邊環形(或圓環形)金屬膜片疊合而成的膜片組，在膜片的圓周上有若干個螺栓孔，用鉸制孔用螺栓交錯間隔與半聯軸器相聯接。這樣將彈性元件上的弧段分為交錯受壓縮和受拉伸的兩部分，拉伸部分傳遞轉矩，壓縮部分趨向皺摺。當機組存在軸向、徑向和角位移時，金屬膜片便產生波狀變形。
這種聯軸器結構比較簡單，彈性元件的聯接沒有間隙，不需潤滑，維護方便，平衡容易，質量小，對環境適應性強，但扭轉彈性較低，緩衝減振性能差，主要用於載荷比較平穩的高速傳動。
