在傳動界，滾珠絲杠是不可或缺的關鍵機械部件。它是工具機械和精密機械上最常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉運動轉換成線性運動，由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應用于各種工業(yè)設備和精密儀器。

滾珠絲杠

01

滾珠絲杠是由螺桿、螺母、鋼球、預壓片、反向器、防塵器組成。它的功能是將旋轉運動轉化成直線運動，是將軸承從滑動動作變成滾動動作。

1898年，人們首次嘗試在螺帽與螺桿之間加入鋼珠，將傳統(tǒng)螺桿的滑動接觸轉換成滾動接觸；以滾動摩擦取代滑動摩擦，將螺帽內的鋼珠回轉運動轉為線性運動，將扭矩轉換成軸向反復作用力，以此來改善傳統(tǒng)螺桿定位不佳及易損害的情況。

滾珠絲杠是由德克薩斯州的RudolphG.Boehm發(fā)明，于1929年被授予美國專利。

當滾珠絲杠作為主動體時，螺母就會隨絲桿的轉動角度按照對應規(guī)格的導程轉化成直線運動，被動工件可以通過螺母座和螺母連接，從而實現(xiàn)對應的直線運動。

滾珠絲杠組件是金屬的，通常是鋼制的，由內螺紋螺母和螺桿組成，螺母的螺旋槽與螺桿的螺旋槽相匹配。

在凹槽內部，包含在螺母里的是許多由鉻鋼制成的小球。當滾珠在螺母中循環(huán)時，滾珠在螺桿下方提供平穩(wěn)運動，導流板或返回系統(tǒng)保持球并使它們通過螺母循環(huán)。

與電機一起使用時，滾珠絲杠的效率高達90％。它們相當精確，每英尺幾千分之一英寸的精度。許多行業(yè)都使用滾珠絲杠進行精確控制，包括航空航天，計算機，電子，汽車和醫(yī)療行業(yè)。

滾珠絲杠也經常用于制造過程，在機器人、自動化裝配線、材料處理設備、輸送機、機床、電線控制和精密裝配設備中都很常見。

02

滾珠絲杠組件是由螺桿和螺母組成，每個都帶有匹配的螺旋槽，滾珠在這些槽之間滾動，提供螺母和螺桿之間的唯一接觸。

當螺桿或螺母旋轉時，滾珠被偏轉器偏轉到螺母的球返回系統(tǒng)中，并且它們以連續(xù)的路徑穿過返回系統(tǒng)到達滾珠螺母的相對端。然后滾珠從返回系統(tǒng)退出到滾珠絲杠和螺母螺紋滾道中，以便在閉合回路中再循環(huán)。

滾珠螺母決定滾珠絲杠組件的負載和壽命。滾珠螺母回路中的螺紋數(shù)量與滾珠絲杠上的螺紋數(shù)量之比，決定滾珠螺母將比滾珠螺桿更快地達到疲勞失效（磨損）的程度。

滾珠螺母包含兩類滾珠返回方式，外循環(huán)式和內循環(huán)式。

外循環(huán)式：滾珠通過返回管回到回路的相對端，滾珠返回管突出于滾珠螺母的外徑之上。

▲外循環(huán)式滾珠螺母

內循環(huán)式：滾珠通過或沿著螺母壁返回，低于滾珠螺母的外徑。

▲內循環(huán)式滾珠螺母

內循環(huán)式有一個旋轉回路（如上圖所示），滾珠被迫通過返回系統(tǒng)爬過螺桿上的螺紋頂部，這被稱為交叉偏轉器型內部返回系統(tǒng)。在交叉偏轉器類型的滾珠螺母中，滾珠僅使軸旋轉一圈，并且回路由螺母（C）中的球偏轉器（B）封閉，允許滾珠在點處的相鄰凹槽之間交叉（A）和（D）。

▲內循環(huán)式滾珠螺母

當長滾珠絲杠高速旋轉時，一旦長細比達到該軸尺寸的自然諧波，它就會開始振動。這稱為臨界速度，可能對滾珠絲杠的使用壽命非常不利。（安全運行速度不應超過螺桿臨界速度的80％）

▲旋轉球螺母組件

有些應用需要更長的軸長和高速，這都是需要旋轉滾珠螺母組件的地方。

03

滾珠絲杠原本只有英國、美國、德國、日本等先進工業(yè)國家能夠量產。自1982年開始，何豐精密公司在臺中縣潭子設廠生產滾珠絲杠，正式開啟臺灣自己生產此類高精度零件的時代。

1989年何豐改制并更名為上銀科技（HIWIN）。上銀已成為全球第三大滾珠絲桿、線性滑軌等精密機械業(yè)者（前兩名是日本廠商THK和NSK）。

滾珠絲桿市場占有率第二的是日本NSK公司，成立于1916年，NSK在軸承領域穩(wěn)居日本首位，同時在全世界也位居前列。

NSK滾珠絲桿被廣泛應用于半導體制造業(yè)，機床，注塑機以及其他普通產業(yè)。