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什么是滚珠丝杠?它如何工作?

2024-11-04 09:27:25 admin

什么是滚珠丝杠?

滚珠丝杠到底是什么?所有滚珠丝杠都将旋转运动转换为线性运动。这些精巧的机械装置有多种用途。滚珠丝杠的优点包括精度高、效率高、摩擦小、可重复性好,它们将所有这些优点带入航空航天、机器人和机床应用。

滚珠丝杠是一种机械滚珠丝杠线性执行器(或动力传输丝杠)。它们由带有滚珠轴承的丝杠和螺母组成。当螺纹轴转动时,轴承会沿着它移动,使螺母沿轴上下线性移动。

滚珠丝杠执行器的机制设计尽可能减少摩擦,这意味着动力转换效率更高。滚珠丝杠的效率或滚珠丝杠扭矩计算是通过其将旋转运动转换为线性运动的有效性来衡量的。

滚珠丝杠用于什么?

滚珠丝杠有什么用处?有些应用简直是天方夜谭。例如,太空中最大的望远镜詹姆斯·韦伯望远镜在捕捉遥远恒星和其他宇宙现象的图像时,就依靠滚珠丝杠来运作。滚珠丝杠移动望远镜的可展开塔组件,该组件使詹姆斯·韦伯望远镜足够紧凑,可以在 2021 年发射。

滚珠丝杠还广泛用于国防工业和商业航空航天。滚珠丝杠在商用飞机中的常见应用是定位飞机襟翼和反推力装置。滚珠丝杠还用于军用起落架、控制发动机进气口和排气喷嘴。

滚珠丝杠的工业应用包括铣床和半导体生产用步进机等设备。它们还广泛用于汽车应用,尤其是 ABS 制动系统和动力转向系统。

丝杠

滚珠丝杠与梯形丝杠

说到滚珠丝杠与导螺杆,就像滚珠丝杠一样,导螺杆通过旋转运动产生线性运动。导螺杆具有滑动螺杆轴和螺母螺纹,但没有滚珠轴承。它们比滚珠丝杠更容易产生摩擦,这意味着在操作中会损失更多能量。导螺杆的效率往往比滚珠丝杠低很多,但通常更便宜。它们也更吵,更容易振动。


滚珠花键

滚珠丝杠与滚珠花键

那么滚珠丝杠和滚珠花键之间有什么区别呢?滚珠花键是一种紧凑型设计,能够提供线性和旋转运动。它们由滚珠丝杠和旋转滚珠花键组成,轴的长度上有花键槽。这些槽可防止轴承(称为“花键螺母”)旋转,同时允许滚珠花键传输动力。

滚珠花键还有旋转球类型,其特点是具有轴承或齿轮等旋转部件,使花键能够产生线性和旋转运动。滚珠花键能够承受重载,广泛应用于机器人和运输应用。


滚珠丝杠的优点

滚珠丝杠具有许多优点。它们:

  • 速度快、效率高、精度高。滚珠丝杠的效率约为 90%。相比之下,丝杠的效率仅为 20% 至 25%。

  • 可承载大负载。滚珠丝杠在工业中用于高负载应用,而丝杠适用于较低负载。

  • 使用寿命长。在机床应用中,滚珠丝杠可以运行数千小时而无需维修或更换。

滚珠丝杠如何工作?

滚珠丝杠是如何工作的?所有滚珠丝杠的工作原理都是将轴的旋转运动转换为螺母的线性运动。滚珠丝杠中的滚珠轴承沿着轴在轨道上滚动。滚珠轴承不断通过螺母循环。当滚珠循环系统循环滚珠轴承时,螺母被驱动在轴上进行线性运动。而且由于丝杠使用滚珠轴承,摩擦力比一些类似系统(如导螺杆)低得多。

滚珠丝杠部件

所有滚珠丝杠组件均包含以下部件:

  • 螺纹轴(螺杆)。这是一种旋转的圆柱体,具有螺旋槽。电机产生动力来旋转轴。

  • 滚珠轴承。轴承位于轴和螺母上的螺旋槽内。当系统旋转时,轴承带动螺母做直线运动。

  • 螺母。螺母是沿轴向上移动的圆柱形部件。螺母包含滚珠轴承及其再循环系统。

  • 再循环系统。再循环系统使轴承能够在螺杆上的凹槽之间连续移动。

  • 端部支撑。滚珠丝杠组件具有端部支撑,用于将轴固定到位。它们在整个过程中提供支撑。

  • 密封件。密封件保护滚珠轴承和再循环系统免受灰尘等外部污染物的影响。这有助于保持轴承润滑,减少磨损和摩擦。


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