在机械规划中，咱们经常用到滚珠丝杠和梯形丝杠，它们是两种常用的，将旋转运动变为直线运动的办法。其间，滚珠丝杠由于冲突小，可逆，还可将直线运动，变成旋转运动，咱们称这种传动为逆功率传动。那么，这两者有什么差异？什么时分用滚珠丝杠？什么时分用梯形丝杠？怎么依据精度，速度，载荷等要求，挑选滚珠丝杠（或许梯形丝杠）和电机？常用的两头支撑结构方法是什么？（固定－支撑）长行程时，螺母解耦的结构规划是什么样子？今日，我结合自己的规划阅历，来说一下这些问题，算是对这部分的一个小结，如有不恰当的当地，欢迎指正。

大致从如下的10个方面来阐明。

      1.结构不同

     2.传动功率不同

     3.自锁性不同

       理论显现，当丝杠传动功率大于50%时，没有自锁性，当传动功率小于35%时才有自锁性。所以，滚珠丝杠没有自锁性，而梯形丝杠有必定的自锁性。所以，就Z向运用来说，梯形丝杠有自锁的优势，当然，实际情况，还需求考虑精度速度等要素。假如将滚珠丝杠，运用于竖直方向，则需求考虑断电时，无法自锁，需求加额定的结构或许器材，来保证停电时，丝杠螺母停留在本来的方位，而不会滑落下来，这对安全起着重要的效果。现在许多电机自带刹车模块，便是断电时，能够抱住电机轴，不让它旋转，起到维护效果，当然，刹车能供给的扭矩是有限的，能够依据需求挑选适宜的类型。

     4.制作资料不同

       滚珠丝杠轴一般是用不锈钢或许合金钢，而螺母一般用铜制，由于铜能够承受较大的载荷，一起冲突系数小，有必定的自光滑效果，正如咱们常见的一些直线轴承，或许平面滑板，也用铜，正是这个原因。梯形丝杠轴也用不锈钢或许合金钢。而关于螺母，则和滚珠丝杠有一点不同，许多时分，梯形丝杠螺母会运用非金属资料。比方低载荷时，一般用低冲突系数，耐高温的组成工程资料，如在尼龙，赛钢，PEEK，VESPEL，PET，PPS等资料中，混入特富龙(PTFE)，来完成低冲突系数，一起有必定的耐热性能。

许多时分，PEEK资料本身就被用来做动态接合面的密封，而PTFE和尼龙也经常被用来做涂层，起到光滑的效果，比方上一篇文章《机械规划中，重力平衡有哪些办法？》中说到的钢绳气缸，钢绳上就有尼龙涂层，到达降低冲突的效果。再比方，咱们常用的用来做螺母的热塑性资料，有Turcite A和Turcite X，这是两种耐磨，自光滑资料。数据显现，Turcite A，抗拉强度为52.4Mpa，抗弯强度75.84Mpa，抗压强度89.63Mpa，这些强度都高于Turcite X(三种强度值分别为40.68Mpa，55.16Mpa，82.74Mpa)，并且其PV值仅有7500psi-fpm，大约是TurciteX的一半，所以它用于中度至重负荷，并且适用于中度速度。一起，Turcite A比Turcite X有较高的耐磨性，颜色为蓝色，通常是圆棒资料。而Turcite X比Turcite A有更低的滑动冲突系数，冲突系数为0.22（Turcite A为0.3），并且，其极限PV值为Turcite A的两倍多，到达16000psi-fpm，可是其抗拉强度和抗曲折强度都比Turcite X低，所以适用于轻载荷，高速度的运用，其颜色为红色。当然，高载荷时，梯形丝杠也用铜做螺母。为什么降低冲突在这里变得如此重要？由于梯形丝杠有PV（PressureVelocity）极限的问题，也便是说载荷必定时，速度有限制，假如载荷偏大，那么速度需求变得低一点，载荷小速度能够高些。由于关于特定资料，冲突发生热量，假如这个热量的耗散速度太低，跟不上热量的发生速度，那么就会导致资料永久变形，通俗了解便是“烧着了”。

       5. 制作办法及终究精度不同

滚压比切削更好，由于滚压能够得到更硬的外表，且具有优越的外表光洁度。可是，就精度来说，研磨能够取得最高精度，切削其次，滚压取得的精度最低。例如，Thomson显现，滚压梯形丝杠能够到达的精度是±75um/300mm，这个值介于扎制滚珠丝杠精度C7-C8之间。假如要取得更高的精度，那么就需求研磨，研磨能够到达±7.5um/300mm的精度，可是其本钱也将成10倍以上的增长。再比方，Helix显现，其研磨梯形丝杠能到达的精度是±12.5um/300mm，而铣削能够到达的精度是±50um/300mm，滚压只能完成±90um/300mm的精度。归纳来看，滚珠丝杠的精度高于梯形丝杠，所以一般对精度要求高的运用，滚珠丝杠是首选。

       6.轴向空隙及预压方法不同

         轴向空隙，也是选取丝杠时，需求考虑的一个非常重要的要素，由于空隙的存在会导致返程差错，这直接影响了反向运转时的精度。滚珠丝杠依照空隙的不同，分红不同的等级。例如，THK分红G0(0及预紧)，G1(0-0.005)，GT(0-0.01)，G2(0-0.02)，G3(0-0.05)共5个等级，轴向空隙依次增大。NSK也分红5个等级，分别是Z(0及预紧)，T(0-0.005)，S(0-0.02)，N(0-0.05)，L(0-0.3)，括号中的数值表明轴向空隙的规模，单位是毫米。关于梯形丝杠，Thomson显现，轴向空隙在0.02mm-0.25mm之间。为了消除螺母和丝杠轴之间的轴向空隙，提高传动精度，滚珠丝杠和梯形丝杠都能够添加预压。可是，两者的预压方法有所不同。例如，THK和NSK滚珠丝杠，关于单螺母，运用螺母相位差，而关于双螺母，则运用预压垫片，或许运用绷簧片做预压。运用相位差来完成预压，也便是在螺母中，改动中央沟槽的螺距，使得沟槽两边的钢球处于绷紧状态，到达预压的目的。运用相位差和垫片都是定位预压方法，而运用绷簧片预压是归于定压预压方法。理论上，滚珠丝杠预压量设定为外部负荷的1/3，就能够到达无空隙传动，可是那样，预压偏高，减小了运用寿数，所以，实际运用时，最大预压量设定为额定动载荷的10%，例如半导体设备上，一般运用的预压量是1%－4%。而梯形丝杠，一般运用压簧做预压，绷簧向丝杠轴两个方向张紧其两边的螺母，使得螺母完全触摸丝杠轴。当然，绷簧做预压的缺陷很明显，便是轴向刚性差，假如要增大刚性，就需求增大预压，也便是说要添加绷簧力，这会使得磨损加重，并且冲突扭矩变大，丝杠寿数缩短。所以，现在有别的一种预压办法，叫主动凸轮预压法。这个办法，不直接用压簧在轴向做预压，而改用扭簧合作端部凸轮。扭簧扭转，驱动扭簧两边的梯形丝杠螺母旋转，使得其端部归纳触摸凸轮归纳，在消除空隙的一起，保证了较大的轴向刚性。由于这里运用了楔块理论，在轴向施加力来让扭簧旋转，需求的力是非常大的。归纳来说，轴向空隙当然是滚珠丝杠更小，而预压方法也是滚珠丝杠更多，由于梯形丝杠目前的预压方法，都归于定压预压法，而滚珠丝杠是定位预压和定压预压两种。

         7.核算办法有所不同

        8. 螺母解耦的结构规划

        当丝杠较长，螺母遭到轴向偏转力矩，或许螺母遭到轴向载荷时，丝杠轴歪斜或许沿径向变形，会引起受力不均，或许呈现卡顿，振荡，导致磨损加重，影响精度。这时，需求从螺母衔接结构上进行解耦，以保证丝杠螺母运转到行程内的任何方位时，丝杠不卡，运转平稳，这有利于延伸丝杠的寿数。那么，结构上应该包括什么首要的特征，才干完成？目前，我知道的有2种结构，虽然外形不同，可是本质是都一样。中心都在于，在螺母和被衔接件之间，有一个十字滑块件，用来吸收由于螺母的方位改变（假设是垂直于XY方向的运动），引起的XY方向上方位改变。当然这个滑动量一般不大，规划时单边留1.5mm就足够了，规划概念如下图。螺母解耦结构1的长处是，规划紧凑，占用空间小，缺陷是安装和拆开麻烦一点，由于需求先把绿色和蓝色工件从轴端套进去。拆开时，也得松开轴端。而解耦结构2的长处是拆开和安装简略一些，没有结构1的拆装问题，由于能够在安装了丝杠后再安装，拆开时也能够直接拆开，而不用取下轴端支撑轴承。可是缺陷便是占用了轴向太多的空间，相同长度丝杠缩短了行程。别的，结构1那个绿色滑动件可用Turcite X红胶资料，由于耐磨且冲突系数是0.2。结构2绿色件能够用铝或许钢，由于其里面需求安装滑套。

        9. 运用场合的差异

        梯形丝杠，是滑动冲突，过高的速度将在结合面上发生高热量，导致磨损加重。所以，梯形丝杠，合适用于重量较轻，速度要求不高的运用中。一起，梯形丝杠，由于精度低些，所以往往更合适于对精度要求不高的运用，比方慢速搬运，搬运等。而滚珠丝杠，发热小，精度高，通常更合适要求平稳运动，高功率，高精度，以及长时间接连或高速运动的运用，比方半导体设备。

       10.《滚珠丝杠核算选型比如》

最终，怎么依据精度，速度，载荷，寿数等条件，挑选滚珠丝杠？