傳動設計零基礎教程 滾珠絲桿和滑動絲桿的原理及特點，全動畫展示對比，一看就懂一學就會

哈嘍大家好 歡迎來到二禮拜飛鏢設計課堂 我是大樹 這節課呢 我們開始講關於滾珠絲桿和滑動絲桿的 原理及特點 其實呢這兩種絲桿啊都歸屬於絲桿類 而且呢它的螺旋特性呢應該歸屬於 我們的傳動螺旋 啊也就是我們傳說中的 旋轉運動轉換爲直線運動 當然呢在某種特定的情況下呢 也可以將直線運動呢 轉換爲旋轉運動 那這種情況的話呢會比較少 更多的還是旋轉帶動直線 首先看一下我們常用的一些形式 比如說我們這種絲桿升降機 我們可以看到它是由電機 直接驅動我們的絲桿 然後呢帶動我的平臺進行升降 來給我看一下 負載上來 氣缸阻擋 然後呢絲桿旋轉帶動我的負載進行上升 對吧帶動我們的負載進行上升 上升到位以後呢將我的東西放走之後呢 再旋轉絲桿讓它下去 這是一個比較通用的使用 而且是一個比較標準的垂直式的一個 絲桿模組的使用 但是呢在類似於絲桿的這種 傳動螺旋結構裏面呢 分兩類其實 我們剛纔看到的是滾珠絲桿 它其實呢還有一種叫做梯形絲桿 也被稱爲滑動絲桿 從結構的複雜程度來講的話 我們優先先講一下滑動絲桿 就是什麼叫滑動絲桿呢 就是它是相對滑動運動的 而不是我們的滾動運動 給大家看一下啊 它有點類似於 呃我們的螺栓和螺母 對吧我們絲桿外面呢是外螺紋 然後呢螺母座裏面呢是內螺紋 當然這個螺紋的話呢 是用於做傳動的螺紋 而不是我們用來做鎖緊的螺紋 啊這個螺紋的性質是不一樣的 我們在出圖的時候呢 像這種滑動絲桿的螺紋標註一般是tr ok嗎是tr啊 然後這種絲桿的話呢 有一個特性大家可以看到 它的結構非常的簡單 對吧也就是簡單的一個塊 加上一個螺桿 所以呢它的成本比較低 而且但是呢缺點就缺點在 它是相對滑動的 我們知道用過螺栓就知道 它其實是靠這個相對滑動之間的一個 摩擦力來進行鎖緊 那麼同樣的性質或者說同樣的類型 我們如果來用來做傳動的話 缺點肯定會是一樣的 優點將會變成缺點 比如說摩擦力過大 對吧像這種梯形絲桿 我們稱之爲滑動絲桿的 它的傳動效率其實是比較低的 平均差不多在60%左右 也就是0.6 也就是說我能量或者我動力的 40%左右要被損失掉 要被損失掉 因此呢它在做低速運行的時候 它會出現爬行運動 我們說通俗一點就是跑得慢它會抖 對吧爲什麼因爲摩擦力大了唄 抖唄 然後這40%的這個能量去了哪裏呢 哎實際上就是以摩擦 介質作爲熱量喪失掉了 因此呢它不適合做高速運行 最容易做高速運行呢很容易過熱呀 對吧這也是影響的一部分 當然好處是什麼結構簡單成本低 所以呢我們在做低速 精度要求不高的運動的時候 我們是可以用這個絲桿的 爲什麼說精度要求不高 我們知道它的間隙是比較大的 你沒有間隙的話 它是沒有辦法進行相對滑動的呀 對不對我們不可能在這裏做過癮配合嘛 對吧因此呢精度低 然後呢要求效率不高啊 然後運行性能要求不高的場合 對吧我們是可以用這個的 當然它的特點是什麼 就是它是線結束它跟滾珠絲桿不一樣 它的負載同級別的負載 比我們的滾珠絲桿要強 因此我們經常可以出現 在那種大件大結構件 或者是夾緊機構定位機構鎖緊機構裏面 我們會發現有大量的使用滑動絲桿的存在 負載能力強運行呃運行速度比較低 成本呢相對來說比較低 這就是我們滑動絲桿的一個優點 大家注意啊這玩意它抹油的 你不抹油是不可以的 對吧這是T型絲桿 但是呢滾珠絲桿呢它就不一樣了 來給我看一下 這就是一個滾珠絲桿 它裏面顧名思義它是有滾珠的 對吧有滾珠有滾珠來替代我們的滑動摩擦 因此它這個叫做滾動摩擦 隨着我絲桿的運行旋轉 然後呢我的滾珠在我的螺母座內呢 在滾沿着滾道的循環的旋轉 那麼它們之間的摩擦力會非常非常小 而小摩擦力呢 往往就能夠帶來更大的運傳動效率 效率一高啊 它就不僅僅說是節不節能的問題了 一般來說滾珠絲桿的效率差不多在90%以上 90%到97% 也就是說它的能量損失呢 大概在10%到3%之間 幾乎可以忽略不計了 那麼高效率帶來的好處僅僅是能量的損失低嗎 其實並不是 它在做低速運行的時候 哎它的爬行和抖動效果 比梯形絲桿要好很多 非常的絲滑 因此呢它適合做一些低速高精度的結構使用 但是呢 同樣的高速運行可不可以呢 可以我們前面講過它傳動效率高呀 對吧 只有我們僅僅的個位數的百分比的一個能量損失 那麼同樣它轉換爲熱能的那一部分能量 相對來說就會比較低 所以它適合高速運行 對吧 我們經常講說像絲桿做3000轉以內都是小問題 對吧 2000轉的絲桿是標配 對吧 但是呢你要說從梯形絲桿跑兩三千轉的話呢 這個發熱量可不得了 啊這就是這兩者的區別 當然梯形絲桿的優勢主要還是廉價 結構簡單 並且呢負載能力強 那對應的我滾珠絲桿肯定是沒有這些優勢的 比如說滾珠絲桿 我的結構是比較複雜的 你可以看到這裏面有很多滾珠 對吧 還有迴流道 而且它我們在後面的課程裏面會跟各位介紹 有不同的羅姆形式 因此你會發現的結構複雜成本是比較高的 而且滾珠的接觸基本上都是點接觸 它的接觸面相較於我們的梯形絲桿來講的話要更小 那麼接觸面小就意味着什麼 意味着我的負載能力沒有想象的那麼強 因此我們給它定一個性 就是要求精度高 要求速度快 負載沒有那麼大 那麼我願意花更高的成本 去採購一副滾珠絲桿 而如果說我們的結構需求簡單 負載大 傻大粗 精度幾乎沒有要求 那麼我是可以使用梯形絲桿來解決這個需求的 因此這兩種絲桿沒有高和低之分 只在於我們要合理的去運用它 在合適的地方運用合適的一個產品 這就是我們機械工程師的一個本職工作 OK嗎 好的 咱們這一課就先講到這 我們下節課再見