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滚珠丝杠和梯形丝杠的应用有一定的区别
发布时间：2016-01-19 12:34:07点击：108评论：0字体：T|T
滚珠丝杠和梯形丝杠的应用有一定的区别
滚珠丝杠传动力是滚动摩擦，而梯形丝杠则是滑动摩擦。在实际应用中由于滚珠丝杠是滚动摩擦，摩擦系数小，所以动态响应快，易于控制，精度高。另外，滚珠丝杠生产过程中，在滚道和珠子之间施加预紧力，可以消除间隙，所以滚珠丝杠防护罩可以达到无间隙配合。基于这些特点数控机床广泛采用滚珠丝杠，并配合伺服电机达到高的动态响应和高定位精度。
而梯形丝杠是依靠丝母与丝杠之间的油膜产生相对滑动工作的，从机械原理上讲，滑动摩擦的两物体之间必然会有间隙，包括渐开线齿轮、齿轮齿条等，所以梯形丝杠用于普通机床对动态响应不很高的场合。
滚珠丝杠又有单螺母和双螺母，单螺母丝杠即便在出厂时预紧消除间隙，使用若干年后容易产生间隙，并且很难通过调整消除间隙。但是双螺母丝杠的间隙可以通过增减调整垫的厚度（见下图），控制丝杠预紧力，消除丝杠间隙。
现在大多数数控制造商也提供了电气上辅助补救措施——背隙补偿功能（也有称之为“反向间隙补偿”），英文为Backlash compensating。FANUC16/18 以及0i 系列可以通过1851 和1852 号参数对各轴的反向间隙进行补偿。对于滚珠丝杠最后我们要强调的是它的“非自锁性”。如果梯形丝杠的螺旋升角是α°，那么它的轴向分力是μF[sinα°]，径向分力μF[cosα°]，只要α角小于45°，则轴向分力小于径向分力，所以不会在轴向力的作用下驱动丝杠旋转，可以产生“自锁”。而滚珠丝杠由于采用滚珠滚动摩擦，所以不能构成梯形丝杠那样稳定的静力三角形，一旦稍有轴向力作用就会驱使丝杠旋转，这一特性在我们的日常维修中一定注意！
滚珠丝杠和梯形丝杠的应用有一定的区别。机床设备制造商的应用系统很多时候需要“天衣无缝”的产品，而梯形丝杠往往是更好的选择。梯形丝杠很容易结合具体的应用来进行调整，以达到预期性能，同时将成本控制在最低限度。在某些情况下，需要在设计阶段进行寿命测试，不过对于机床设备制造商来说，在前期进行此类的额外工作，有助于降低产品成本。滚珠丝杠可以连续运行，承受高得多的负载，并达到更快的速度，为此而增加成本是值得的。对于最终用户来说，滚珠丝杠具有良好的可预测性，因而是确保快速集成和可靠性的最佳选择。比如，工厂自动化系统在很大程度上就依赖滚珠丝杠技术。当然，有很多机床设备制造商应用系统也需要滚珠丝杠，对于机床设备制造商来说，决定技术的是性能和成本，而不是可预测性。
滚珠丝杠和梯形丝杠之间的主要区别是在移动表面之间承载负载的方式。滚珠丝杠采用循环滚珠轴承，以便最大限度减小摩擦和提高效率，而梯形丝杠则要利用滑动表面之间的低摩擦系数。因此，梯形丝杠一般达不到滚珠丝杠的效率（90%左右）。简单分析摩擦学机制（研究磨损和摩擦）可以发现：滑动摩擦的可预测性必然低于采用循环滚珠技术的传动。疲劳寿命方程（比如L10寿命）在其适用范围内非常可靠。综上，滚珠丝杠和梯形丝杠因为预测性能和寿命的能力存在差异，所以其应用领域也有根本的区别。
虽然滚珠丝杠有着种种优势（负载、刚度、效率、负载循环、可预测性），但是其成本较高。虽然与其它平移直线运动方案相比，它们的性价比很高，但是滚珠丝杠的设计更复杂，需要经过硬化处理的精密轴承表面以及一个滚珠循环电缆接头装置。而梯形丝杠防护罩的尺寸很小，设计起来很灵活，在正确使用的情况下噪音很小，耐腐蚀性能好，可以为了满足垂直应用需求而配置自锁功能。它们在很多应用领域发挥着重要作用，当然本身也有一些限制。
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