滚珠丝杠和滑动丝杠的比较及实际应用计算方法

发布时间:2011.09.10 新闻来源:丝杠_空心丝杠_建筑用丝杠|河北任丘市天利建筑丝杠厂 浏览次数:
滚珠丝杠
优点:高效率、高精度、高速
缺点:对使用环境要求高、价格高
滑动丝杠
优点:价格低、自锁(部分)
缺点:低效率、低精度、低速
ps:上述描述指相对性。
滚珠丝杠由于工艺成熟,应用广泛,不仅精度能达到较高(iso34081级),而且实现高速化的成本也相对较低,所以迄今仍为许多高速加工机床所采用。当前使用滚珠丝杠驱动的高速加工机床最大移动速度90m/min,加速度1.5g。但滚珠丝杠毕竟是机械传动,从伺服电机到移动部件间有一系列机械元件,势必存在弹性变形、摩擦和反向间隙,相应造成运动滞后和其它非线性误差,目前滚珠丝杠副的移动速度和加速度已提高较多,再进一步提高的余地有限。自1993年,在机床进给上开始应用直线电机直接驱动,它是高速高精加工机床特别是其中的大型机床更理想的驱动方式。目前使用直线电机的高速高精加工机床最大快移速度已达208m/min,加速度2g(mazak的hmcf3-660l加工中心的水平),并且还有发展余地。
根据机械原理,可用下面的公式进行计算:M=F×S/2π×η
丝杠水平固定,螺母移动,只考虑螺母重力,丝杠驱动力矩如何计算,没有水平轴向负载,三角形螺纹。
式中,M——丝杠驱动力矩;S——螺纹螺距;F——丝杠轴向力=螺母重量×摩擦系数;
η——传动效率=tanλ/tan(λ+ρ),其中,λ——螺纹升角,ρ——当量摩擦角=arctan(f/cosβ),f——滑动摩擦系数,β——螺纹牙型半角。还有螺母滑动的导向摩擦力矩,螺母滑动时限制旋转的导向键或导向平面,存在有摩擦力,此摩擦力等于摩擦因数乘正压力,正压力就是丝杠旋转产生的切向力垂直于导向平面的分力。这两部分之和就是丝杠的驱动力矩。
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