滾珠螺桿的摩擦| 精機產品・技術報告 | 台灣精品獎-歷屆得獎名單
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滾珠螺桿雖有類似於斜角滾珠軸承的滾動副,但由於軌道是螺紋,鋼珠和螺紋之間不會像滾珠軸承那樣存在滑動,循環內鋼珠多,且由於沒有保持器,鋼珠之間會相互滑動。
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以三角螺紋面的滑動摩擦係數的考慮方法為基準,所有螺紋的摩擦替換為滾動面的摩擦之後,摩擦係數和摩擦扭矩的關係如下式所示。
μ1 = MF1 sinα / {RP P (1+tan2β) + MF1 tanβ} ・・・・・・(1) μ2 = MF2 sinα / {RP P(1+tan2β) - MF2 tanβ} ・・・・・・(2) μ: 名義的摩擦係數 MF: 摩擦彎矩 α: 接觸角 RP: 節圓半徑 P: 推力負荷 β: 導程角式(1)、(2)以及式(3)、(4)的下標1、2是用來表示各自的正運轉(旋轉變為直線運動)以及逆運轉(直線運動變為旋轉)。 另外,滾珠螺桿的正效率η1,逆效率η2,用μ1、μ2代入下式可計算得到。
η1 = (sinα - μ1tanβ) / (sinα + μ1 / tanβ) ・・・・・・(3) η2 = (sinα - μ2 / tanβ) / (sinα + μ2tanβ) ・・・・・・(4)在正常操作的情況下,滾珠螺桿的效率通常為約95%,並且即使在反向操作的情況下也已經通過實驗確認了接近該值的值,並且在滑動螺桿的情況下效率為20-30%。與其相比效率極高。 作為實驗結果的示例,從啟動時測量的摩擦扭矩值為μ1= 0.0024至0.0026,μ2= 0.0036至0.0038,η1= 96.7至96.9%,並且η2= 95.1至95.3%。哪裡有RP = 14.872mm,β= 6.2°,α= 45°,P = 50-300kg。
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