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滾珠螺旋傳動的工作原理及特點

發布日期:2013-03-20 17:28 點擊: 文章來源: 網絡部 文章作者:網站編輯

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      滾珠螺旋傳動亦稱滾珠絲杠副,是絲桿升降機的其中一種類型,它是在絲杠和螺母滾道之間放入適量的滾珠,使螺紋間產生滾動摩擦取代滑動摩擦,從而提高傳動效率和傳動精度。絲杠或螺母轉動時,帶動滾珠沿螺紋滾道滾動。螺母上裝有反向器,滾珠通過此裝置自動返回其入口,形成循環通道。為使滾珠與滾道之間形成無間隙甚至過盈配合,可設置預緊裝置。為延長工作壽命,可設置潤滑件和密封件。

      過去采用滑動絲杠副或液壓缸傳動的裝置均可改用滾珠絲杠副以獲得精確、高效、靈敏、可靠、耐用等效果。在特殊環境或特殊要求下,如在高溫、低溫、高壓、真主、強磁場、強輻射、無潤滑、腐蝕介質中工作以及要求可逆運動、同步運動、瞬時高低速轉換等,均具有良好的傳動性能。因此,滾珠絲杠副已成為應用非常普遍的傳動元件,可用于精密定位、自動控制、動力傳遞和運動轉換等場合,廣泛應用于機床工業、航天、航空、軍工產品等各個領域,并已作為配套元件通常由專業工廠生產和供應。與滑動螺旋傳動或其他直線運動副相比,滾珠螺旋傳動有下列特點:

    (1)傳動效率高。一般滾珠絲杠副的傳動效率達85%一98%,為滑動絲杠副的2—4倍。這一特性時機械小型化、減少啟動后的顫抖和滯后時間以及節約能源等方面,都具有重要意義。

    (2)運動平穩。滾珠絲杠副在工作過程中摩擦阻力小,靈敏度高,而且摩擦因數幾乎與運動速度無關,啟動摩擦力矩與運動時的摩擦力矩差別很小。所以滾珠絲杠副運動平穩,啟動時無顫動,低速時無爬行。

    (3)傳動可逆和不自鎖性。與滑動絲杠副相比,滾動絲杠副突出的特點是具有運動的可逆性。正傳動與逆傳動的效率幾乎同樣高達98%,但沒有像華東絲杠副那樣運動具有自鎖性。因此,在某些機構中,特別是垂直升降機構中使用滾珠絲杠副時,必須附加自鎖或制動裝置。

    (4)能夠預緊。通過施加預緊力可產生過盈,消除滾珠絲杠副的間隙,提高軸向接觸剛度,而摩探力矩卻增加不大。

    (5)定位精度和重復定位精度高。出于滾珠絲杠副在工作過程中摩擦小、溫升小、無爬行、無間隙,并可消除軸向間隙和對絲杠進行預拉伸以補償熱膨脹,因此能獲得較高的定位精度和重復定位精度。

    (6)同步性好。用幾套相同的滾珠絲杠副同時驅動相同的部件或裝置時,由于反應靈敏,無阻滯,無滑移,其啟動的同時性、運行中的速度和倫移等,都具有推確的一致性,即同步性好。

    (7)使用壽命長。滾珠絲杠螺母副的摩擦表面為高硬度(58—62HRC)、高精度,具有較長的工作壽命和精度保持性。一般地滾珠絲杠副的使用壽命比普通常動絲杠副高4—10倍以上。

    (8)使用可靠、潤滑簡單、維修方便。與液壓傳動相比,滾珠絲杠副在正常使用條件下故障率低,維修保養也極為方便:通常只需進行一般的潤滑與防塵。在特殊使用場合,如核反應堆中的滾珠絲杠副,可在無潤滑狀態下正常工作。

   (9)經濟性差、成本高。由于結構工藝復雜,故制造成本較高。
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