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滚珠螺旋传动的工作原理及特点

发布日期:2013-03-20 17:28 点击: 文章来源: 网络部 文章作者:网站编辑

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      滚珠螺旋传动亦称滚珠丝杠副,是丝杆升降机的其中一种类型,它是在丝杠和螺母滚道之间放入适量的滚珠,使螺纹间产生滚动摩擦取代滑动摩擦,从而提高传动效率和传动精度。丝杠或螺母转动时,带动滚珠沿螺纹滚道滚动。螺母上装有反向器,滚珠通过此装置自动返回其入口,形成循环通道。为使滚珠与滚道之间形成无间隙甚至过盈配合,可设置预紧装置。为延长工作寿命,可设置润滑件和密封件。

      过去采用滑动丝杠副或液压缸传动的装置均可改用滚珠丝杠副以获得精确、高效、灵敏、可靠、耐用等效果。在特殊环境或特殊要求下,如在高温、低温、高压、真主、强磁场、强辐射、无润滑、腐蚀介质中工作以及要求可逆运动、同步运动、瞬时高低速转换等,均具有良好的传动性能。因此,滚珠丝杠副已成为应用非常普遍的传动元件,可用于精密定位、自动控制、动力传递和运动转换等场合,广泛应用于机床工业、航天、航空、军工产品等各个领域,并已作为配套元件通常由专业工厂生产和供应。与滑动螺旋传动或其他直线运动副相比,滚珠螺旋传动有下列特点:

    (1)传动效率高。一般滚珠丝杠副的传动效率达85%一98%,为滑动丝杠副的2—4倍。这一特性时机械小型化、减少启动后的颤抖和滞后时间以及节约能源等方面,都具有重要意义。

    (2)运动平稳。滚珠丝杠副在工作过程中摩擦阻力小,灵敏度高,而且摩擦因数几乎与运动速度无关,启动摩擦力矩与运动时的摩擦力矩差别很小。所以滚珠丝杠副运动平稳,启动时无颤动,低速时无爬行。

    (3)传动可逆和不自锁性。与滑动丝杠副相比,滚动丝杠副突出的特点是具有运动的可逆性。正传动与逆传动的效率几乎同样高达98%,但没有像华东丝杠副那样运动具有自锁性。因此,在某些机构中,特别是垂直升降机构中使用滚珠丝杠副时,必须附加自锁或制动装置。

    (4)能够预紧。通过施加预紧力可产生过盈,消除滚珠丝杠副的间隙,提高轴向接触刚度,而摩探力矩却增加不大。

    (5)定位精度和重复定位精度高。出于滚珠丝杠副在工作过程中摩擦小、温升小、无爬行、无间隙,并可消除轴向间隙和对丝杠进行预拉伸以补偿热膨胀,因此能获得较高的定位精度和重复定位精度。

    (6)同步性好。用几套相同的滚珠丝杠副同时驱动相同的部件或装置时,由于反应灵敏,无阻滞,无滑移,其启动的同时性、运行中的速度和伦移等,都具有推确的一致性,即同步性好。

    (7)使用寿命长。滚珠丝杠螺母副的摩擦表面为高硬度(58—62HRC)、高精度,具有较长的工作寿命和精度保持性。一般地滚珠丝杠副的使用寿命比普通常动丝杠副高4—10倍以上。

    (8)使用可靠、润滑简单、维修方便。与液压传动相比,滚珠丝杠副在正常使用条件下故障率低,维修保养也极为方便:通常只需进行一般的润滑与防尘。在特殊使用场合,如核反应堆中的滚珠丝杠副,可在无润滑状态下正常工作。

   (9)经济性差、成本高。由于结构工艺复杂,故制造成本较高。
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