摘要：機(jī)械結(jié)構(gòu)中的進(jìn)給系統(tǒng)是決定軸向定位精度的重要因素，考慮到成本、長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性，以及對(duì)于行程、剛性、負(fù)載能力、速度等要求，包括控制上的難易度與操作性，滾珠絲杠同時(shí)具有多樣特性并且是經(jīng)常使用的一種驅(qū)動(dòng)組件，因此滾珠絲杠經(jīng)常是工具機(jī)、精密機(jī)械、自動(dòng)化、各種動(dòng)力傳輸、半導(dǎo)體、醫(yī)療和航天等產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵零組件。滾珠絲杠是以滾珠作為絲杠與螺帽之間的動(dòng)力介質(zhì)，將驅(qū)動(dòng)絲杠的扭力轉(zhuǎn)換成軸向力，并且將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線位移，可應(yīng)用為機(jī)械結(jié)構(gòu)中的進(jìn)給系統(tǒng)。
絲杠的特性
傳統(tǒng)的線性導(dǎo)絲杠-艾克姆絲杠(ACME Screw)的構(gòu)造簡(jiǎn)單，可分為螺帽和絲杠兩部份。傳動(dòng)的方式是由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)絲杠，通過(guò)絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)將螺帽轉(zhuǎn)換成線性位移。然而，螺帽和絲杠的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為面接觸的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生較大的摩擦力以及需要較大的驅(qū)動(dòng)扭力。為了降低摩擦以及提高傳動(dòng)的效率，在螺帽與絲杠之間置入鋼珠，使鋼珠作為絲杠與螺帽之間的動(dòng)力傳輸介質(zhì)，用滾動(dòng)取代滑動(dòng)，成為現(xiàn)在的滾珠絲杠。
滾珠絲杠的循環(huán)方式
由于滾珠介于螺帽與絲杠之間滾動(dòng)，因此必須有循環(huán)的裝置讓滾珠在螺帽內(nèi)部構(gòu)成無(wú)限的循環(huán)，否則滾珠將離開螺帽內(nèi)部造成傳動(dòng)的失誤，滾珠絲杠的循環(huán)設(shè)計(jì)大致可分為四類：外循環(huán)(external recirculation type)、內(nèi)循環(huán)(Internal recirculation type)、端蓋循環(huán)(endcap recirculation type)和端塞循環(huán)(cassette recirculation type)等。
1、外循環(huán)的循環(huán)裝置為位于螺帽外表面的彎管，鋼珠透過(guò)彎管穿越螺帽外部再回到螺帽內(nèi)部構(gòu)成循環(huán)。每循環(huán)鋼珠的卷數(shù)可為多卷(一般為1.5~3.5卷)，此設(shè)計(jì)可應(yīng)用的絲杠外徑與導(dǎo)程的搭配范圍較廣，為較多的使用方式。這種循環(huán)方式是滾珠絲桿早期設(shè)計(jì)出來(lái)的方式，在早起的使用中都是采用這種方式。特點(diǎn)是承載你能力比較大。但是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。循環(huán)裝置的過(guò)渡平滑性適中。鋼珠回流時(shí)的沖擊適中。
2、內(nèi)循環(huán)的循環(huán)裝置為位于螺帽內(nèi)部的回流蓋，鋼珠在循環(huán)的過(guò)程中除了進(jìn)入螺帽的回流蓋之外，亦爬過(guò)絲杠的螺紋牙峰再進(jìn)入螺紋溝而構(gòu)成循環(huán)。每循環(huán)鋼珠的卷數(shù)為1卷，此循環(huán)設(shè)計(jì)適合一般導(dǎo)程，其優(yōu)點(diǎn)為螺帽外徑小。這種循環(huán)方式是為了適應(yīng)更小的螺帽尺寸而誕生的產(chǎn)品，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。但是該循環(huán)方式的過(guò)渡平滑性差，鋼珠回流時(shí)的沖擊大。
3、端蓋循環(huán)的循環(huán)裝置為位于螺帽兩端端部的外端蓋，鋼珠在循環(huán)的過(guò)程中除了進(jìn)入端蓋之外，亦橫越螺帽的軸向通孔后再進(jìn)入螺帽另一端的端蓋以及進(jìn)入螺紋溝而構(gòu)成循環(huán)。每循環(huán)鋼珠的卷數(shù)為0.8~2.8卷，此循環(huán)設(shè)計(jì)適合對(duì)于彎管與回流蓋所不能使用的高導(dǎo)程場(chǎng)合，或者高導(dǎo)程時(shí)多牙口的設(shè)計(jì)。該循環(huán)方式是滾珠絲杠循環(huán)方式的一次革新。極大改善了絲杠在高速化使用的要求，循環(huán)過(guò)渡平滑性好，鋼珠回流時(shí)的沖擊小。
4、端塞循環(huán)的循環(huán)裝置為位于螺帽兩端端部的內(nèi)端塞，鋼珠在循環(huán)的過(guò)程中除了進(jìn)入端塞之外，亦橫越螺帽的軸向通孔后再進(jìn)入螺帽另一端的端塞以及進(jìn)入螺紋溝而構(gòu)成循環(huán)。每循環(huán)鋼珠的卷數(shù)為0.8~6.8卷，此循環(huán)的特色為絲杠外徑與導(dǎo)程的搭配范圍較廣。該循環(huán)方式是端蓋循環(huán)的升級(jí)，改變了此前端蓋循環(huán)機(jī)構(gòu)件強(qiáng)度不夠較弱的問(wèn)題，并且是結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，能夠承擔(dān)更高的線速度。
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