滚珠丝杠的螺旋传动特点

滚珠丝杠由于具有高效率、高精度、高刚度等特点，被广泛应用于机械、航天、航空、核工业等领域。精密滚珠丝杠副是发展数控机床的关键部件，让我们了解下滚珠丝杠旋转传动与滑动螺旋传动、静压螺旋传动相比，具有以下特点：

（1）传动效率高

对于滑动螺旋传动来说，在定期润滑的条件下，丝杠与青铜（或铸铁）螺母间的滑动摩擦系数f在0.06~0.15之间，摩擦阻力大，传递效率低（一般低于40%)。然而，滚动螺旋传动的摩擦系数经实验测得，一般为0.0025~~0.0035。显然，其传动摩擦阻力大大减小；传动效率得到很大提高。当摩擦系数u=0.003、螺旋升角入=2 d时，传动效率可达90%以上：当螺旋升角入=3 d时，传动效率可升至95%以上;当入再度增大时，传动效率的理论值可高达98%，但其增加的速度缓慢了7。这些效率的数值，相当于滑动螺旋传动的2~4倍。这样，滚珠丝杠螺旋传动相对滑动螺旋传动来说，就能以较小的动力推动较大的负荷，而功率消耗只有滑动螺旋传动的1/4~1/2，不仅能大大减轻操纵者的劳动强度，而且对机械小型化、启动后的颤动和滞后时间的减少，以及节省能源等方面，都具有重要意义。

（2）传动的可逆性

滚珠丝杠螺旋传动不仅正传动效率（简称正效率）高，而且逆传动效率（简称逆效率)也几乎同样高达98%。它既可把回转运动变成直线运动（简称正传动），又可把直线运动变成回转运动〈简称逆传动)。因此，与滑动螺旋传动相比，突出的不同点是传动具有可逆性。滚珠螺旋传动的正传动与逆传动关系。

当然，滚珠丝杠螺旋传动的逆传动效率高，一方面固然带来了逆传动的好处，但另一方面却不如滑动螺旋传动那样具有白锁能力。在某些机构中，特别是垂直升降机构中使用滚珠螺旋传动时，必须设置防逆转装置。因此，与滑动螺旋传动相比，带来了机构比较庞杂的缺点。但与静压螺旋传动相比，机构仍属简单紧凑，也易于维修。

（3）同步性能好

由于滚珠丝杠螺旋传动的滚动摩擦特性，摩擦阻力几乎与运转速度无关，静摩擦力矩接近相等，因此，运转启动时无颤动，低速下运转无爬行。这不但缩短了启动的时间,

消除了在滑动螺旋传动中那种滑移现象，而且大大提高了传动的灵敏度和准确度，具有持续平稳运行的特点。如果用儿套同样的滚珠丝杠螺旋传动同时驱动儿个相同的部件或者装置时，包括启动的同时性、运行中的速度和位移等，都具有准确的一致性，这就是所说的同步性。这种技术特性已成功地应用到各种具有同步要求的机构中。

（4）传动精度高

传动精度主要是指进给精度和轴向定位精度。经过淬硬和精磨螺纹滚道后的滚珠螺旋副，本身就具有较高的进给精度。高精度滚珠螺旋副，导程累积误差可达5 m/300mm以上。当采用预紧螺母时，则能完全消除轴向间隙。如果预紧力适当（即最佳预紧力），在不增加驱动力矩和基本不降低传动效率的前提下，能提高传动系统的刚度和定位精度;在带有反馈系统的滚珠丝杠螺旋传动中，通过机电补偿伺服系统，能够获得较高的重复定位精度。由于滚珠螺旋传动的摩擦小，工作时本身几乎没有温度变化，

因此不但进给速度稳定，而且丝杠尺寸也非常稳定，这就是具有很高定位精度和重复定位精度的重要原因。滚珠丝杠螺旋传动之所以能在高精度的数控机床、多工序自动数控机床、精密机床和精密测量仪器中获得广泛应用，特别是成了要求灵敏而精确配合的伺服系统所不可缺少的配套元件，其重要原因是因其传动精度高。

（5）使用寿命长

滚珠螺旋副的丝杠、螺母和滚珠都经过淬硬，而且滚动摩擦产生的磨损极小，故螺旋副经长期使用仍能保持其精度，工作寿命很长,这是滑动螺旋传动副无法比拟的。一般来说，滚珠螺旋副的寿命比滑动螺旋副高5~6倍，而在某些使用场合下可高达10倍左右。使用寿命长这一优点，可相对地弥补滚珠丝杠螺旋传动制造成本较高的不足。