滚珠丝杠机构的工作原理

滚珠丝杠机构的工作原理
滚珠丝杠机构的工作原理与螺母和螺杆之间的传动原理基本相同。当丝杠能够转动而螺母不能转动时，转动丝杠，由于螺母和负载滑块与导向部件(如直线导轨和直线轴承)连接在一起，螺母的转动自由度也因此就被限制了，螺母和与其连接在一起的负载滑块只能够在导向部件作用下作直线运动。
当改变电机的转向时，丝杠的转动方向也同时发生改变，螺母与负载滑块将进行反方向的直线运动，故而负载滑块能进行往返直线运动。且由于电机可以在需要的位置启动或停止，所以可以相对容易的实现负载滑块的启动或停止，也很容易通过控制电机的回转速度控制负载滑块的直线运动速度3、滚珠丝杠机构的优点。
(1)驱动扭矩小
由于滚珠丝杠机构运行时滚珠沿丝杠与螺母共同组成的螺旋滚道作滚动运动，运动阻力小且驱动扭矩仅为螺纹丝杠机构的 1/3 以下，只需要很小的驱动功率。
(2)运动可逆
滚珠丝杠机构不仅可以将丝杠的旋转运动转换为螺母(及负载滑块)的直线运动，也可以相对容易地将螺母的直线运动转换为丝杠的旋转运动。因此丝杠在竖直方向使用时，应当增加制动装置。

(3)高精度
滚珠丝杠机构在加工和组装以及检测等环节都经过严格的控制，所以属于高精度的传动机构，再加上运行时发热较少，从而实现很高的传动精度，来让负载精确定位。
(4)能微量进给
由于滚珠丝杠机构中的滚珠为滚动运动方式，启动扭矩非常小，基本不会出现如滑动运动中容易出现的低速蠕动或爬行现象，所以能够实现高精度微量进给，且最小进给量可达 0.1微米的程度。
(5)高刚性
如果滚珠丝杠机构存在轴向间隙，当进行改变轴向负载的方向操作时时，上述轴向间隙就将成为负载运动误差的重要来源。可以通过对滚珠丝杠机构施加预压，使上述轴向间隙达到零或零以下(负间隙)，从而获得高刚性，提高机构在负载状态下的运动精度

(6)能高速进给
由于滚珠丝杠机构可以制造成较大的导程，传动效率高，发热低，因而能实现高速进给。在保证低于滚珠丝杠机构临界转速的前提下，大导程滚珠丝杠副甚至可以实现 100m/min 乃至更高的进给速度。

(7)传动效率高
通常在螺纹丝杠机构中仅能够达到 20%~40%的机械传动效率，而滚珠丝杠机构可以获得很高的机械传动效率，最高可以达到 98%。

(8)使用寿命长滚珠丝杠机构中螺母及丝杠的硬度均能达到 HRC58~HRC62，滚珠硬度可以达到 HRC62~HRC66，而且如果采用滚动的相对运动方式，在几乎没有磨损的状态下运行，因而可以达到较长的使用寿命。滚珠丝杠机构的缺点为价格较贵，但是由于具有上述一系列的突出优点，能够在自动机械的各种场合实现所需要的精密传动，因而仍然在工程上得到了极广泛的应用。