滚珠丝杠副的工作原理及特点

滚珠丝杠副的工作原理及特点

滚珠丝杠轴是在丝杠和螺母中装入适量的滚珠，使滚珠丝杠和介质之间的摩擦力由滑动而改变。来传递丝杠工作时的摩擦力，滚珠丝杠轴眼在机械传动的作用下，同样可以将旋转变成直线运动，也可以将直线运动转换成旋转，根据丝杠与螺母相对运动的组合，传动方式也多种多样。

滚珠丝杠副一般是由丝杠、螺母、滚珠和滚珠循环回位装置四个主要部分组成，滚珠丝杠副是指作为带螺旋槽的螺杆与螺母之间的中间体，连续填充滚珠的丝杠传动装置。

当螺母（或螺杆）旋转时，滚珠丝杆和螺母依次放置在沿螺纹滚道滚动的滚道上，同时滚珠推动丝杠（或螺母）作直线运动，为了防止滚珠沿螺纹滚道滚出，螺母上设有滚环回位装置（回位器），形成封闭的滚珠环道。在这种回位装置的帮助下，球可以沿滚道表面移动，并通过通道自动返回到其工作入口处，使球可以继续在螺纹滚道上参与工作，为了消除间隙，提高传动精度和刚度，滚珠螺母常由两部分组成。

除上述四个部件外，滚珠丝杠轴上还有一个擦拭器，它可以清除滚珠丝杠内部关键部件上的异物，确保有效的润滑。在许多应用中，擦拭器延长了滚珠丝杠的寿命，提高了机械可靠性。擦拭器可以安装在滚珠丝杠轴的外部或内部。

从以上工作原理来看，滚珠丝杠副与滑动丝杠对相比，其滚动摩擦力代替滑动摩擦力，因此，具有以下特点：由于滚动螺杆副摩擦损失小，传动效率高达90%-98%。它是传统滑动丝杠系统的2-4倍，因此它可以以较小的转矩获得较大的推力，也可以从直线运动转变为旋转运动（可逆运动）。通常，滚珠丝杠轴、螺母和滚珠的主要部件都是硬化的，表面粗糙度低。且，滚动摩擦的磨损很小，因此具有良好的耐磨性，即其精度保持性能好，其工作寿命长。

由于滚珠丝杠轴可以完全消除传动间隙，且不影响丝杠运动的灵活性，因而可以获得较高的轴向刚度。通常，预紧可以提高轴向刚度，滚珠丝杠传动系统是点接触滚动运动，动、静摩擦系数相差很小，摩擦阻力几乎与转速无关。工作中的摩擦阻力小，灵敏度高，启动时无振动，低速时无爬行，因此可精确控制微进给。

与其他传动机械相比，液压传动、滚珠丝杠轴传动系统的故障率很低，维修也比较简单，只是用于一般的润滑和防尘，特殊场合不需润滑也能正常工作。

由于滚珠丝杠轴没有自锁能力，所以具有传动的可逆性。在垂直升降传动系统中使用时，必须增加自锁装置或制动装置，以防止反向传动，滚珠丝杠副广泛应用于精密机械、机床、汽车、船舶、枪支、航空、航天、纺织等行业，但与滑动丝杠相比，滚珠丝杠副仍存在结构复杂、工艺难度大、制造成本高的缺点。