什么是滾珠絲桿電機？

滾珠絲桿電機，跟所有的螺釘一樣，都是與將旋轉運動轉換成直線運動的螺旋槽的桿。

為什么要使用滾珠絲桿電機？

常用螺釘在其螺紋上滑動并用它們拉動連接件。這就是ACME螺絲的工作原理。這種滑動很容易產生但非常低效；大約40％的輸入功率被傳輸到工件上。為了改進這個想法，滑動接觸必須用滾動元件代替。滾珠絲杠電機使用螺母中的滾珠軸承沿螺桿滾動。球必須再循環，否則它們會從螺母中掉出來。這導致目前設計的滾珠絲杠電機的效率大于90％。

滾珠絲桿電機轉動原理

滾珠絲桿電機的物理特性

滾珠絲杠電機的四個主要部件包括滾珠絲杠軸，滾珠螺母，滾珠軸承和密封件，下面將進一步說明。

滾珠絲桿電機物理特性

1.滾珠絲桿電機軸：

螺桿軸是一根長鋼鉻鋼，其凹槽形成螺旋形圖案。這是滾珠絲杠電機的主體。

(1)滾珠絲桿電機凹槽設計：在形成滾珠絲杠電機的凹槽時，重要的是要考慮接觸點。最常見的凹槽樣式是哥特式拱門。這種類型的凹槽始終允許四個接觸點。通過四個接觸點，球可以在該平面中的任何方向上加載。

滾珠絲桿電機凹槽設計

(2)球的節圓直徑：節距圓（dm）是從軸承中到螺桿另一側軸承中的測量值。該測量用于較大速度計算。

滾珠絲桿電機球的節圓直徑

(3)標稱直徑：滾珠絲桿電機螺釘的外徑。該測量對于調整螺釘的尺寸很有用，因為它易于測量。

(4)根直徑：從滾珠絲桿電機凹槽底部到相鄰凹槽底部的直徑。這是螺釘的最小部分，對于臨界速度計算很重要。

(5)導程：滾珠絲桿電機的螺母在一個旋轉中移動的距離。引線越大，螺母的行程越快。引線還確定了垂直較大有效載荷和螺釘的制動力。這是因為對于更大的引線，負載角更陡; 它可以容納的重量更少。

滾珠絲桿電機導程示例圖

(6)滾珠直徑：滾珠絲桿電機軸承的直徑，可以預先裝載0，適合于凹槽。這用于計算滾珠軸承的直徑，該直徑將產生一定的預載荷。與螺母和螺釘間隙相比，球越大，預載荷越高。

2.滾珠螺母（螺母和滾珠再循環）：
有3種主要類型的滾珠絲杠螺母，每種都有一個特點：

(1)型材滾珠槽：這是最常見的滾珠絲桿電機的螺母類型，易于制造且具有良好的一致性能。它的簡單性使得該螺母易于批量生產和調整，以適應大多數尺寸，引線和負載。球通過管子再循環，這些管子拾取軸承然后將它們放回到循環中。在再循環之前，球的行數通常在1.5-3.5行之間，以使回流管尺寸易于控制并且重新球化更容易。

滾珠絲桿電機型材滾珠槽

(2)球節圓直徑：滾珠絲桿電機的螺母具有修剪輪廓，因為它不使用管來移動球。相反，使用偏轉器將軸承撞到前一軌道上。這意味著每匝必須有一個導流板，每個導流板只有一個節圓。對于較小的導程角，這種設計本身也更好，因為凹槽之間的距離較小，因此更容易“跳躍”。這種類型的螺母的制造成本更高，因為更多的軌道被內化并且其應用受到鉛的限制。非常適合小型，空間有限的小型引線應用。由于再循環方法，每個循環只能有一行。

滾珠絲桿電機的球節圓直徑

(3)端蓋：滾珠絲桿電機的螺母專門用于高引線和多引線。它保留用于這些類型的螺母，因為需要模具來生產它們，從而增加了成本。每個循環的行數不限于這種再循環類型，并且通常每個啟動一個循環使整個螺母再循環是正常的。

滾珠絲桿電機端蓋

多個起始線程：

多螺紋螺釘用于高鉛應用，以允許更多滾珠絲桿電機的球與螺母接觸。多個螺紋僅用于高導螺桿，因為實際上沒有空間將它們添加到小導螺桿上。可視化多螺紋螺釘的一種好方法是考慮具有多種顏色的糖果手杖。不同的顏色是不同的開始。這些滾珠絲桿電機使用端蓋，因為它們利用較少的空間進行再循環。使用多個啟動螺釘時要考慮的另一個問題是引線和螺距不再相同。引導次數是開始次數的間距。見下圖。

滾珠絲桿電機的起始線程

3.滾珠絲桿電機軸承：

1、直徑：滾珠絲桿電機軸承直徑必須適合導程和軸直徑。如果球太小，則線之間的空間太大; 相反，如果它們太大，它們太靠近了。凹槽之間的頂部應該是平的，但不能太大。

滾珠絲桿電機軸承直徑

2、裝載：滾珠絲桿電機的球之間沒有固定器，如圓形軸承，因此當不希望的球接觸時，球會卡住。這可以通過添加間隔球來減少。間隔球是在負載球之間旋轉的稍小的球，但是這減少了負載能力，因為負載球較少。已經開發出一種合成塑料保持架，其為任何循環滾珠軸承應用增加了許多所需的性能。塑料保持架可防止球與球接觸，減少摩擦，堵塞并延長使用壽命。這些保持架還可以捕獲油脂，有助于保持球的良好潤滑。

滾珠絲桿電機的裝載

3、密封件：滾珠絲桿電機的標準型和高性能密封件適用于不同的環境。所有密封件都可防止異物進入螺母和滾珠絲杠之間的空間。一些密封件也用于保持潤滑劑。

(1)滾珠絲桿電機的標準密封：

a、塑料：用于普通或標準滾珠絲杠電機，屬于非接觸式：通過阻塞阻塞碎屑

b、刷子：用于滾動滾珠絲杠電機，是接觸式的，刷掉軌道上的碎屑

(2)高性能：專門為滾珠絲桿電機的單個螺母和鉛組合制造的密封件。這些密封件具有特殊的唇緣，可以阻擋污染物，同時僅略微增加操作扭矩。這些密封件用于特別臟的工作，例如木工，焊接和汽車制造。

什么是準確度？

精度是滾珠絲杠操作中的關鍵部件之一，因為滾珠絲杠主要用于精度和精度保持。引線誤差和安裝誤差是兩個計算出的誤差參數，這些參數在滾珠絲杠應用中非常重要。

1、引線誤差：引線誤差以兩種方式定義：預期長度（L）和實際長度（L +/- e）之間的差值，以及所有e的總和（Σe= E）。例如，如果L是5mm并且e = + / - .005mm，則可能的長度可以是4.995-5.005mm。

滾珠絲桿電機的引線誤差

2、安裝錯誤：安裝錯誤是由螺釘的支撐方式和滾珠螺母的安裝引起的。三種最可能的安裝誤差包括軸承未對準，聯軸器未對準和螺母未對準。安裝錯誤可能會產生噪音，縮短使用壽命并導致定位錯誤。

什么是滾珠絲桿電機預加載？

滾珠絲桿電機預加載是在施加操作載荷之前放在零件（螺栓，螺釘，軸承等）上的載荷。該負載引起一些彈性變形，從而改善性能。彈性變形是一種完全可逆的形狀變化，就像壓扁橡膠球一樣。在滾珠絲杠電機的情況下，預緊力位于螺母和螺釘的界面上。滾珠軸承以及螺母和螺旋槽都被“擠壓”在一起。 

這種“壓扁”消除了間隙并減少了撓曲。間隙是由傳動系中的松動引起的空轉量，這可能導致放置錯誤。預緊力可以使滾珠絲桿電機的螺母緊密配合，消除間隙。剛度增加是由于一塊鋼彈性加載的現象造成的; 它變得越來越難以變形。預緊力消除了“容易”變形的可能性; 需要更大的力量。 

添加滾珠絲桿電機預加載有幾種不同的方法：

1. 選擇一個比凹槽大的球

2. 選一個小于螺絲的螺母

3. 選一個比螺母大的螺絲

4. 使用2個螺母并插入一個楔子

5. 使用2個螺母并插入彈簧

6. 螺母內的偏心槽

滾珠絲杠電機的組件：

必須支撐滾珠絲杠電機，以便軸承可以旋轉。通常這涉及滾子軸承和保持支架。需要一些較長的螺釘來支撐臨界速度和彎曲限制。可能需要端部加工以裝入軸承或連接到電機。連接電機需要聯軸器和適當的加工。為了使螺母準確平移，必須用桌子和支撐軌道來約束。滾珠絲杠電機的組件應如下圖所示。

滾珠絲桿電機的組件

滾珠絲杠電機使用什么類型的潤滑？

滾珠絲杠電機可以使用潤滑脂或油潤滑。建議在大多數正常應用中使用潤滑脂。這是因為潤滑脂不需要任何特殊的潤滑系統，并且需要比油更少的潤滑脂。高速應用或需要時可能需要油。

滾珠絲杠電機的歷史：

自19世紀以來，一直試圖用滾動摩擦螺釘代替滑動摩擦螺釘。然而，由于制造和技術水平有限，滾珠絲杠電機率先應用于通用汽車公司，他們在轉向柱上使用滾珠絲杠電機。從那時起，圍繞滾珠絲杠電機的技術迅速發展。這一快速發展使它們被用于數控機床，自動化制造和醫療設備。憑借優質的精度，可重復性和高效率，滾珠絲杠電機是將旋轉運動轉換為線性運動的較好方式。

滾珠絲杠電機的應用

滾珠絲杠電機用于運動控制，但需要軸承支撐和電機聯軸器才能有效工作。通過將滾珠絲杠電機與線性平臺結合使用，我們能夠為許多應用產生穩定的線性平移。因此，滾珠絲電機廣泛應用于各種行業，從車庫門開啟器到CNC機床和MRI工作臺滑塊。滾珠絲杠電機通常不用于需要小于球直徑的擺動運動的應用中。這種類型的運動會移除潤滑層并導致錯誤增加。這可以使用較小的滾珠絲杠電機和特殊潤滑脂來解決。

滾珠絲杠電機的使用壽命

滾珠絲杠電機具有非常低的摩擦系數，這是其精度和壽命的關鍵。實際壽命取決于負載，速度，導程和螺釘尺寸。常見值為20,000小時，50,000公里或5年。

滾珠絲杠電機的維護

大多數滾珠絲杠點擊需要一定程度的定期維護; 但是一些特種球螺釘不需要任何維護！確保導軌沒有水，污垢，灰塵和碎屑等污染物。螺母也應使用油或油脂潤滑。潤滑脂提供較低的整體性能，但比油更便利，使用更便宜，更易于維護（需要循環系統）。

滾珠絲杠電機的詞匯表

反沖 -來自傳動系松動的“空動”。

球軸承-鉻鋼球設置為緊密公差，支持負載。

滾珠螺母 - 使用滾珠絲杠并使用循環滾珠軸承的螺母。

滾珠絲杠軸 - 帶有螺旋槽的鉻鋼軸，用于容納滾珠軸承，將旋轉運動轉換為直線運動。

彈性變形 -形狀的變化不是長久性的，并且會自行扭轉。

端蓋螺母 - 一種在末端再循環的螺母，用于容納大型和多個啟動引線。

潤滑脂 -一種不太粘稠的潤滑劑。

鉛-一次旋轉的直線距離。

導程誤差 -實際行程與滾珠螺母理論行程的差異。

潤滑劑 -一種減少其他物體之間摩擦的物質。

安裝錯誤 -由于在軸承，電機，滾珠螺母等中安裝螺釘的不準確性而導致錯誤。

多個啟動螺紋 - 具有多個軌道的螺釘，僅適用于由于空間限制的大型引線。用于為大型滾珠螺母添加更多滾

珠。

標稱直徑 -螺紋直徑“頂部”; 螺桿的直徑

油-潤滑劑是高粘性的

節圓螺帽一種螺母，每次旋轉都可以循環滾珠，適用于小導程和小螺母輪廓

球的直徑 - 通過連接滾珠軸承中產生的直徑

預加載 -螺母與軸的緊密度，由彈性引起所涉及的部件變形。

Profile Ball Nut-最常見的螺母類型，它使用管子來循環球。

根直徑 - 由螺釘底部制成的直徑，最薄點，用于壽命計算

密封件 - 用于保持物品進出的裝置。