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滚珠丝杠和梯形丝杠的不同之处,如何选用?

 

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滚珠丝杠

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滚珠丝杠和梯形丝杠的不同之处,如何选用?

作者:
来源:
发布时间:
2023/09/26
【摘要】:
在机械设计中,我们经常用到滚珠丝杠和梯形丝杠,它们是两种常用的,将旋转运动变为直线运动的方法。其中,滚珠丝杠因为摩擦小,可逆,还可将直线运动,变成旋转运动,我们称这种传动为逆效率传动。那么,这两者有什么区别?什么时候用滚珠丝杠?什么时候用梯形丝杠?

在机械设计中,我们经常用到滚珠丝杠梯形丝杠,它们是两种常用的,将旋转运动变为直线运动的方法。其中,滚珠丝杠因为摩擦小,可逆,还可将直线运动,变成旋转运动,我们称这种传动为逆效率传动。那么,这两者有什么区别?什么时候用滚珠丝杠?什么时候用梯形丝杠?
首先,我们来看看结构,因为结构决定特性。

梯形丝杠参数,梯形丝杠传动效率
结构不同。滚珠丝杠,从字面上也很好理解,就是用滚珠来滚动,滚珠在哪里滚动,当然是在滚珠丝杠轴上滚动。所以,丝杠轴上有圆弧轮廓,此轮廓在轴上按照一定的升角(导程角)盘旋在轴上。而滚球被设计在螺母里,在丝杠轴圆弧轮廓里滚动,所以是滚动摩擦。其运动原理,就是螺旋副,简单理解,就是类似于拧螺钉,我们知道,拧螺钉时,如果在螺钉端部限制螺钉移动,那么被螺纹嵌入部件,就会沿着螺钉轴线移动。
滚珠丝杠,也是同样的道理,把丝杠轴一端或者两端沿轴向固定,用马达驱动丝杠旋转,那么,带钢球的螺母,就会沿丝杠轴线方向运动。
梯形丝杠和滚珠丝杠的运动原理相同,不同之处在于,梯形丝杠里没有滚珠,那么螺母和丝杠轴之间的运动,完全靠机械接触产生滑动,是滑动摩擦,所以梯形丝杠也叫滑动丝杠。所以两者的结构区别,用一句话概括就是: 滚珠丝杠是滚动摩擦,梯形丝杠是滑动摩擦。
传动效率不同。很显然,滚动摩擦的摩擦系数远远低于滑动摩擦系数。这也是为什么大多数滚珠丝杠的传动效率高达90%,有的甚至达到95%以上,而大多数梯形丝杠的传动效率低于70%。
梯形丝杠的传动效率低下,从能量的角度来看,是因为滑动摩擦,特别是高速运动,产生了大量的热,如果丝杠或者螺母受不了,就会“烧着了”,所以,梯形丝杠不太适合高速运行要求,其转速一般不超过3000RPM。
所以,在导程相同的情况下,就扭矩计算而言,选择的主要区别就在于效率。因为滚珠丝杠的效率是梯形丝杠的2-4倍,所以一般而言,用同样的导程,来驱动相同的负载时,滚珠丝杠更有优势。

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