滾珠絲杠的螺旋傳動特點(diǎn)

滾珠絲杠由于具有高效率、高精度、高剛度等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、航天、航空、核工業(yè)等領(lǐng)域。精密滾珠絲杠副是發(fā)展數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件，讓我們了解下滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)傳動與滑動螺旋傳動、靜壓螺旋傳動相比，具有以下特點(diǎn)：

（1）傳動效率高

對于滑動螺旋傳動來說，在定期潤滑的條件下，絲杠與青銅（或鑄鐵）螺母間的滑動摩擦系數(shù)f在0.06~0.15之間，摩擦阻力大，傳遞效率低（一般低于40%)。然而，滾動螺旋傳動的摩擦系數(shù)經(jīng)實驗測得，一般為0.0025~~0.0035。顯然，其傳動摩擦阻力大大減??；傳動效率得到很大提高。當(dāng)摩擦系數(shù)u=0.003、螺旋升角入=2 d時，傳動效率可達(dá)90%以上：當(dāng)螺旋升角入=3 d時，傳動效率可升至95%以上;當(dāng)入再度增大時，傳動效率的理論值可高達(dá)98%，但其增加的速度緩慢了7。這些效率的數(shù)值，相當(dāng)于滑動螺旋傳動的2~4倍。這樣，滾珠絲杠螺旋傳動相對滑動螺旋傳動來說，就能以較小的動力推動較大的負(fù)荷，而功率消耗只有滑動螺旋傳動的1/4~1/2，不僅能大大減輕操縱者的勞動強(qiáng)度，而且對機(jī)械小型化、啟動后的顫動和滯后時間的減少，以及節(jié)省能源等方面，都具有重要意義。

（2）傳動的可逆性

滾珠絲杠螺旋傳動不僅正傳動效率（簡稱正效率）高，而且逆?zhèn)鲃有剩ê喎Q逆效率)也幾乎同樣高達(dá)98%。它既可把回轉(zhuǎn)運(yùn)動變成直線運(yùn)動（簡稱正傳動），又可把直線運(yùn)動變成回轉(zhuǎn)運(yùn)動〈簡稱逆?zhèn)鲃?/span>)。因此，與滑動螺旋傳動相比，突出的不同點(diǎn)是傳動具有可逆性。滾珠螺旋傳動的正傳動與逆?zhèn)鲃雨P(guān)系。

當(dāng)然，滾珠絲杠螺旋傳動的逆?zhèn)鲃有矢?，一方面固然帶來了逆?zhèn)鲃拥暮锰帲硪环矫鎱s不如滑動螺旋傳動那樣具有白鎖能力。在某些機(jī)構(gòu)中，特別是垂直升降機(jī)構(gòu)中使用滾珠螺旋傳動時，必須設(shè)置防逆轉(zhuǎn)裝置。因此，與滑動螺旋傳動相比，帶來了機(jī)構(gòu)比較龐雜的缺點(diǎn)。但與靜壓螺旋傳動相比，機(jī)構(gòu)仍屬簡單緊湊，也易于維修。

（3）同步性能好

由于滾珠絲杠螺旋傳動的滾動摩擦特性，摩擦阻力幾乎與運(yùn)轉(zhuǎn)速度無關(guān)，靜摩擦力矩接近相等，因此，運(yùn)轉(zhuǎn)啟動時無顫動，低速下運(yùn)轉(zhuǎn)無爬行。這不但縮短了啟動的時間,

消除了在滑動螺旋傳動中那種滑移現(xiàn)象，而且大大提高了傳動的靈敏度和準(zhǔn)確度，具有持續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行的特點(diǎn)。如果用兒套同樣的滾珠絲杠螺旋傳動同時驅(qū)動兒個相同的部件或者裝置時，包括啟動的同時性、運(yùn)行中的速度和位移等，都具有準(zhǔn)確的一致性，這就是所說的同步性。這種技術(shù)特性已成功地應(yīng)用到各種具有同步要求的機(jī)構(gòu)中。

（4）傳動精度高

傳動精度主要是指進(jìn)給精度和軸向定位精度。經(jīng)過淬硬和精磨螺紋滾道后的滾珠螺旋副，本身就具有較高的進(jìn)給精度。高精度滾珠螺旋副，導(dǎo)程累積誤差可達(dá)5 m/300mm以上。當(dāng)采用預(yù)緊螺母時，則能完全消除軸向間隙。如果預(yù)緊力適當(dāng)（即最佳預(yù)緊力），在不增加驅(qū)動力矩和基本不降低傳動效率的前提下，能提高傳動系統(tǒng)的剛度和定位精度;在帶有反饋系統(tǒng)的滾珠絲杠螺旋傳動中，通過機(jī)電補(bǔ)償伺服系統(tǒng)，能夠獲得較高的重復(fù)定位精度。由于滾珠螺旋傳動的摩擦小，工作時本身幾乎沒有溫度變化，

因此不但進(jìn)給速度穩(wěn)定，而且絲杠尺寸也非常穩(wěn)定，這就是具有很高定位精度和重復(fù)定位精度的重要原因。滾珠絲杠螺旋傳動之所以能在高精度的數(shù)控機(jī)床、多工序自動數(shù)控機(jī)床、精密機(jī)床和精密測量儀器中獲得廣泛應(yīng)用，特別是成了要求靈敏而精確配合的伺服系統(tǒng)所不可缺少的配套元件，其重要原因是因其傳動精度高。

（5）使用壽命長

滾珠螺旋副的絲杠、螺母和滾珠都經(jīng)過淬硬，而且滾動摩擦產(chǎn)生的磨損極小，故螺旋副經(jīng)長期使用仍能保持其精度，工作壽命很長,這是滑動螺旋傳動副無法比擬的。一般來說，滾珠螺旋副的壽命比滑動螺旋副高5~6倍，而在某些使用場合下可高達(dá)10倍左右。使用壽命長這一優(yōu)點(diǎn)，可相對地彌補(bǔ)滾珠絲杠螺旋傳動制造成本較高的不足。