行星丝杠和滚柱丝杆的比较

滚珠丝杠你知多少，滚柱丝杠你⼜知多少？滚珠丝杠的是将螺杆轴与螺母滚道内装进钢珠后进⾏⽆限的滚动和循环的⼀种机械形式，从⽽产⽣将旋转运动转化为精确直线定位运动。

为减少钢珠在滚道内循环时产⽣的摩擦⼒矩，把丝杆和螺母滚道与钢珠的线接触设计成点接触结构。

单圆弧制造⼯艺简单；双圆弧制造⼯艺复杂，但精度保持性、载荷性能好。

双圆弧截形轴向刚度⼤于单圆弧截形，机床上普遍采⽤双圆弧截形的丝杠。

丝杆螺帽内滚珠循环有典型的4种结构：分别是：内循环、外循环、端盖循环、盖板循环当丝杠相对于螺母旋转时，丝杠的旋转⾯经滚珠推动螺母轴向移动，同时滚珠沿螺旋形滚道滚动，使丝杠和螺母之间的滑动摩擦转变为滚珠与丝杠、螺母之间的滚动摩擦。

滚珠通过回珠管从⼀端重新回到另⼀端。

分类插管式外循环形式内循环形式端盖式内循环形式特征适⽤⼤型滚珠丝杠适⽤体积⼩的滚珠丝杠适⽤⼤导程的丝杠螺母滚珠可⽤多圈滚珠×1回路可⽤壹圈滚珠×1个回路可⽤多圈滚珠×1个回路回路设计⽤多条回路⽤多条回路⽤多条回路螺母外径⽤于⼤直径⼤型螺母⽤于⼩直径⼩型螺母⽤于中直径、⼤直径以上螺母由此可看出，端盖式由于在同等螺母长度内，能有更多的滚珠，因此丝杆的性能更好。

⼯作原理：⾏星滚柱丝杠是⼀种将旋转运动转换为线性运动的机械装置。

在主螺纹丝杠的周围，⾏星布置了6-12个螺纹滚柱丝杠，滚柱螺母内使⽤的是⼩螺纹滚柱与主丝杠相互啮合，这时螺母的结构类似于⾏星齿轮箱。

众多的接触点使⾏星滚珠丝杠的承载能⼒⾮常强。

⾏星滚柱丝杠与滚珠丝杠的结构相似，区别在于⾏星滚柱丝杠载荷传递元件为螺纹滚柱，是典型的线接触；⽽滚珠丝杠载荷传递元件为滚珠，是点接触。

主要优势是有众多的接触点来⽀撑负载。

螺纹滚柱替代滚珠将使负载通过众多接触点迅速释放，从⽽能有更⾼的抗冲能⼒。

承载能⼒及寿命⾏星滚柱丝杠与滚珠丝杠的优势在于能够提供⾼于滚珠丝杠的额定动载和静载，螺纹滚柱替代滚珠将使负载通过众多接触线迅速释放，从⽽能有更⾼的抗冲击能⼒。

滚柱丝杠的原理研究摘要本文研究了行星丝杠螺旋方向对传动特性与啮合性能的影响，并推导出了参数计算公式及由啮合原理求出了滚柱的空间螺旋面方程。

关键词：滚柱，丝杠传动，机理分析0 引言较于传统的滚珠丝杠，滚柱丝杠具有精度高、承载能力强、制造方便、寿命长等特点。

在极端工况，滚柱丝杠拥有滚珠丝杠无法比拟的优点。

因此，滚子丝杠在高技术领域及重型机械中应用日益广泛。

但是，关于此机构的理论分析很缺乏。

因此，本文对滚柱丝杠的运动原理及啮合原理均进行讨论。

1 原理1.1 运动原理用S w 表示丝杠角速度；n w 表示螺母角速度；r w 表示滚柱角速度；H w 表示滚柱自传角速度；n d 代表螺母中径；S d 代表丝杠中径；r d 表示滚柱直径。

如图1，由行星丝杠传动关系可得：S H n n H S w w dw w d -=--（1）S r HS H rd w w w w d -=--（2）式（1）中令0n w =，可得滚柱公转角速：2(K 1)H S kw w =+；图1运动原理图令Srd k d =，又由式（2）可得：滚柱自转角速度： (2)2(1)H r r H S k k w w w w k +=-=-+，因此，2r S k w w =-.假设：丝杠转动N S 圈；转动方向为顺时针以n 表示螺纹头数，P 表示螺距，S 表示轴向位移量； 以右旋螺纹顺时针转动时的轴向位移方向为正. 则：滚柱相对于保持架H 转动圈数为：(2)2(1)H r S k k N N k +=-+（3）丝杠相对于保持架H 转动圈数为：2(1)H n S kN N k =-+（4）螺母相对于保持架H 转动圈数为：2(1)H n S kN N k =-+（5）又(n p)S N =⋅，再结合式（3）、（4）、（5）可推导Roller,Screw,Nut 相对于保持架的轴向位移：滚柱(2)2(1)Hr r r Hr S r k k S N n p N n p k λ+=⋅⋅=-⋅⋅⋅+ （6）丝杠 22(1)H Hs s S s S s k S N n p N n p k λ+=⋅⋅=⋅⋅⋅+ （7）螺母n 2(1)H Hn n S n n kS N n p N n p k λ=⋅⋅=-⋅⋅⋅+（8）其中，右旋时1λ=，左旋时1λ=-，无旋时0λ=。

6种丝杠及其用途丝杠是各种工业应用中的紧要组件。

它们负责将旋转运动转换为线性运动，反之亦然。

市场上有不同类型的丝杠，选择合适的丝杠可能相当具有挑战性。

本文将讨论各种类型的丝杠及其应用。

丝杠的类型有哪些？1、ACME 丝杠ACME 丝杠是工业应用中的丝杠类型。

它具有梯形螺纹轮廓，可供给高效率和刚度。

ACME 丝杠具有高承载本领，是重型应用的理想选择。

它们通常用于数控机床、车床和铣床。

2、滚珠丝杠滚珠丝杠精度高，精度高。

他们在螺母和螺杆之间使用滚珠轴承组件来削减摩擦，从而实现平稳高效的操作。

滚珠丝杠特别适合高速应用，通常用于航空航天、汽车和医疗行业。

3、偏梯形螺钉偏梯形螺钉设计用于单方向负载的应用。

螺纹牙形不对称，一侧具有陡角，另一侧具有平坦表面。

这种设计供给高效率和刚度，特别适合需要高轴向负载本领的应用。

4、方螺纹丝杠方螺纹是一种丝杠，在工业环境中具有很多优点。

其螺纹轮廓的设计可在螺杆和螺母之间实现紧密搭配，从而实现高效的运动传递。

其坚固的结构使其耐磨损，是高负载和频繁使用的应用的牢靠选择。

凭借其精密加工和专业设计，方螺纹对于需要精准明确定位和移动的制造过程至关紧要。

5、梯形螺杆梯形螺钉与 ACME 螺钉仿佛，但螺纹牙形不同。

螺纹角为 30 度，而 ACME 螺钉为 29 度。

这种微小的角度差异供给了更高的承载本领和效率。

梯形螺杆通常用于工业应用，例如线性执行器、滑动门和传输系统。

6、动力螺杆动力螺杆是一种导螺杆，它使用螺母和可旋转螺杆将旋转运动转换为线性运动。

它们常见于用于提升和降低重物的动力传输系统中。

动力螺杆特别适合需要高牢靠性和长寿命的应用。

结论为应用选择正确类型的丝杠对于确保其成功和牢靠性至关紧要。

无论您需要高精度、高效率还是负载本领，总有一款丝杠可以充足您的需求。

ACME、滚珠、偏梯形、梯形和动力螺杆是工业应用中的类型。

了解它们的优点和缺点对于为您的项目选择合适的方案至关紧要。

丝杠与滚珠丝杠区分在哪里？当今的运动驱动自动化环境需要高效的直线运动掌控系统，如丝杠和滚珠丝杠。

虽然导螺杆通常被视为滚珠丝杠的廉价替代品，但决议使用哪种类型比只关注成本更多而杂。

丝杠和滚珠丝杠的基本区分在于，滚珠丝杠使用滚珠轴承来除去螺母和丝杠之间的摩擦，而丝杠没有。

滚珠丝杠上的螺杆和螺母有匹配的螺旋槽，允许球轴承在这些滚道中循环，通常为半圆形，以接受球面球轴承。

导螺杆使用更深的螺旋螺纹和搭配螺母，通常由聚合物复合材料或青铜制成。

滚珠丝杠的滚动特性除去了与丝杠相关的滑动摩擦。

每种类型的执行机构都有其优点和缺点。

在决议使用哪种类型的螺杆之前，您需要了解每种螺杆的不同特性如何与您的特定应用相匹配。

丝杠的优点和缺点是什么？丝杠成本更低。

丝杠是自锁的，不需要制动系统。

丝杠更适合垂直应用。

丝杠通常效率较低，需要更高的扭矩和更大的电机和驱动器。

丝杠具有更高的摩擦力和更高的温度。

大多数丝杠不太适合高效率、高速应用或连续或长循环时间的应用。

丝杠需要更频繁地更换。

滚珠丝杠的优点和缺点有哪些？滚珠丝杠需要制动系统。

滚珠丝杠在垂直应用中可能存在问题。

滚珠丝杠效率更高，需要的扭矩更小。

滚珠丝杠的摩擦力低，可以在较低的温度下运行。

滚珠丝杠在其设计寿命内需要润滑脂或油润滑。

滚珠丝杠不需要频繁更换。

滚珠丝杠噪音很大。

滚珠丝杠需要一个制动机构，以除去反向驱动。

滚珠丝杠比导丝杠贵。

我的应用程序如何决议使用哪一个？一般来说，滚珠丝杠更适合于要求运动平稳、效率高、精密、精准明确、长时间连续或高速运动的应用场合。

传统的丝杠更适合于速度、精度、精准明确度和刚性不那么紧要的简单传动应用。

丽泰采纳先进的螺纹滚压工艺和材料合成技术，供给精密设计的丝杠，与滚珠丝杠一样精准明确和可重复。

关于你的应用程序，重要的问题是问本身的精准性有多紧要。

假如精度是重中之重，你可能想选择一个滚珠丝杠或精密工程丝杠。

当然，依据您的应用程序，总是会有取舍。

除了材料、装配设计和精度外，需要考虑的紧要变量包括振荡误差、噪声、维护、效率和使用寿命。

研究意义：行星滚柱丝杠作为一种新型的传动装置，具有摩擦小、效率高、寿命长、体积小、承载能力强等特点，被广泛的应用于精密仪器、数控机床、武器装备、工业机器人、医疗器械的制造和航空航天等领域。

性能优势：滚柱丝杠与滚珠丝杠的传动原理类似，但是用螺纹滚柱代替了滚珠丝杠中的滚珠作为丝杠和螺母之间的传动体，增加了接触点的数量，所以比滚珠丝杠具有更优越的性能。

行星滚柱丝杠的中心丝杠与螺母分别与滚柱啮合，在滚柱与丝杠和螺母螺旋升角相同的情况下，传动过程中没有相对滑动，与滚柱丝杠副一样，各部件之间的摩擦都为滚动摩擦，将大大减小传动摩擦阻力，传动效率将得到很大提高，传动部件经过表面工艺处理后，滚动摩擦产生的磨损极小，因此将大大提高使用寿命。

（滚动摩擦的优点、与滚珠丝杠共有）滚柱丝杠副较滚珠丝杠副有更多的接触点，可以提供更高的额定动载和静载，并且接触点的增多将大幅提高刚度和抗冲击能力。

在相同载荷条件下，滚柱丝杠相对于滚珠丝杠占用更小的空间，并且使用寿命延长了10倍以上。

（多接触点的优点）滚柱丝杠副的螺纹滚柱两端通过齿轮啮合，这可以保证滚柱与丝杠和螺母间啮合传动的同步性，避免个别滚柱打滑造成干涉。

这种滚柱周向相对固定的结构使得滚柱丝杠相对滚珠丝杠可以提供更大的速度和加速度。

（滚柱周向相对固定优点）由于滚柱丝杠用螺纹滚柱代替了滚柱，克服了滚珠直径对传动机构的限制。

由于没有了滚柱直径的限制，滚柱丝杠可以采用比滚珠丝杠更小的导程，实现在小导程下的高速传动，振动小，噪音低。

丝杠是小导程角的非圆弧螺纹，有利于提高导程精度，实现精密微进给，提高传动精度。

（小导程的优点）应用前景：行星滚柱丝杠以上诸多优点给其带来了广阔的应用前景。

滚柱丝杠具有较高承载能力和较快速度，除了可以代替梯形丝杠，滚珠丝杠外，在一定情况下可以代替气缸和液压缸的作用。

其配置简单，不需要诸如阀门、泵、过滤器、传感器等复杂的配套系统。

并且其体积小，工作寿命长，维护简单，不存在液压缸的液体渗漏情况，噪音显著减小。

对于伺服电动缸大家都知道它内部构造非常精密复杂，每个组成部分的零部件都非常重要。

今天森拓将为大家介绍的是伺服电动缸关键部件——丝杆。

我们都清楚伺服电动缸是将电机的旋转运动通过丝杆与传动副转换为推杆的直线运动，所以丝杆在其中扮演着重要角色，下面与森拓伺服电动缸一起来认识一下电动缸中的丝杆！
通常伺服电动缸使用的是螺旋丝杠传动组织控制运动方式，螺旋丝杠传动组织组成是螺母螺杆传动、滚珠丝杠传动和行星滚柱丝杠传动，因为螺母螺杆组织的传动摩擦阻力大、传递功率低等被逐渐取代，现在常用的是滚珠丝杠传动和行星滚柱丝杠传动。

一、滚珠丝杠
滚珠丝杠是现在电动缸比较常用的传动元件，可以将旋转运动转化成直线运动或者是将转矩转化成轴向反复作用力，同时要具备高精度可逆性和高功率的特色，很多滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间做翻滚运动，滚珠丝杠的伺服电动缸可以有较高的运动功率。

二、行星滚柱丝杠
星滚柱丝杠的基本原理和上述滚珠丝杠的差不多，但是在恶劣环境中承载力较大，可以接连工作上千万个小时，行星滚柱丝杠可长时间的接连作业，行星滚柱丝杠的独特之处在于其负载传递组织的设计：多个螺纹滚柱呈行星状散布于主丝杠周围，将电机的旋转运动转化为主丝杠的直线运动。

三、滚珠丝杠和行星滚柱丝杠的区别：
前者滚珠丝杠在相同负载要求的情况下具有更小的体积和更高的负载能力，同时也具备更长的行程寿数，后者星滚柱丝杠传力接触面积大，有更大的承载能力和高的机械性。

通过森拓分别对滚珠丝杆与行星滚柱丝杆的介绍，大家对伺服电动缸又会有一个重新的认识了。

丝杆作为伺服电动缸中重要的一部分，大家在平常操作中应更好的维护伺服电动缸中每个零部件，更多伺服电动缸资讯请关注森拓官网。

斯凯孚（SKF）行星滚柱丝杠技术行星滚柱丝杠顾名思义，是在螺母和丝杠中间的滚动元件为螺纹滚柱，众多的接触线使行星滚柱丝杠的承载能力非常强。

行星滚柱丝杠分类为：滚柱非循环式．滚柱循环式行星滚柱丝杠传动方式是，在主螺纹丝杠的周围，行星布置了6-12个螺纹滚柱丝杠，这样将电机的旋转运动转换为丝杠或螺母的直线运动。

行星滚柱丝杠能够在极其艰苦的环境下承受重载上千个小时，行星滚柱丝杠与滚珠丝杠的结构相似，区别在于行星滚柱丝杠载荷传递元件为螺纹滚柱，是典型的线接触；而滚珠丝杠载荷传递元件为滚珠，是点接触。

主要优势是有众多的接触点来支撑负载。

螺纹滚柱替代滚珠将使负载通过众多接触点迅速释放，从而能有更高的抗冲能力。

背景技术这种机构设置有丝杠，螺母和多个纵向滚柱。

丝杠包括外螺纹；螺母环绕丝杠布置并包括内螺纹；纵向滚柱啮合丝杠的外螺纹和螺母的内螺纹。

与滚珠丝杠相比，该滚柱丝杠机构的主要优势是更大的承载能力。

第一种类型的滚柱丝杠机构包括具有外螺纹的滚柱，该滚柱啮合丝杠的外螺纹与螺母的内螺纹。

滚柱螺纹与螺母螺纹具有彼此相同的螺旋角，并且与丝杠的螺纹的螺旋角不同，使得当丝杠相对螺母旋转时，滚柱在螺母内自转并且绕丝杠滚动而不轴向移动。

通过附加于所述螺母的齿和所述滚柱上的啮合齿，滚柱被平行于丝杠的轴线地旋转导引。

这种机构称为行星滚柱丝杠。

第二种类型的滚柱丝杠机构具有类似的工作原理，不同之处在于倒置排列。

滚柱的螺纹、丝杠的螺纹以及螺母的螺纹的螺旋角被选择，使得当丝杠相对于螺母旋转时，滚柱绕丝杠自转，并在螺母内轴向移动。

通过设置在所述丝杠上的齿和所述滚柱上的啮合齿，滚柱被平行于丝杠的轴线地旋转导引。

这种机构称为倒置式行星滚柱丝杠。

采用现有设计的滚柱丝杠机构，滚柱在丝杠的螺纹侧面和螺母的螺纹侧面上的接触面积相对减少。

为避免产生应力集中，就要求滚柱丝杠机构的承载能力限制在一定范围内。

斯凯孚(SKF)行星滚柱丝杠技术滚柱丝杠机构设置有丝杠，螺母和多个滚柱，丝杠包括外螺纹；螺母环绕所述丝杠布置并与丝杠同轴，该螺母包括内螺纹；滚柱丝杠机构整体标注为 10，其包括丝杠 12，螺母 18 和多个纵向滚柱22。

一．载荷计算行星滚柱丝杠在实际使用中, 很多情况下丝杠的速度及所承受的轴向载荷都是变化的。

为计算当量动载荷, 首先须计算出丝杠所受的平均载荷。

当速度不变时, 所受载荷也是固定不变的，而当速度改变时, 载荷也随之而变。

此时作用在丝杠上的平均载荷可由下式计算：若速度及载荷方向不变, 而载荷大小在其最大值及最小值之间变化, 此时平均载荷可由下式计算：从而可计算出当量动载荷：根据计算出的当量动载荷, 就可以选取合适的丝杠。

此外, 还应进行静载荷计算。

二．驱动力矩丝杠加速时所需总的驱动力矩可由下式计算：行星滚柱丝杠的效率取决于其工作条件：它在任何条件下都不会自锁, 丝杠和螺母都可以作为主动件，因此,其效率有正效率，将旋转运动变为直线运动，和逆效率 直线运动，变为旋转运动, 其计算公式如下：三．临界速度行星滚柱丝杠的临界转速由下式计算：高速切削技术在我国尚处于起步阶段, 行星滚柱丝杠作为一种新型的高效丝杠将会逐步得到实际应用。

.------- 【一种新型的高速进给传动机构--行星滚柱丝杠】滚柱丝杠副具有较大接触半径的滚动体(图1, R 可看作为等效滚珠半径) , 这样在导程小到只有1 或2mm 时仍可获得很高的承载能力(约为滚珠丝杠副的20 倍) ,并且强度高, 可靠性好。

此外, 和滚珠丝杠副相比, 行星式滚柱丝杠副还具有寿命长、振动小、噪声低、螺母和螺杆易分离等优点行星式滚柱丝杠副的工作原理是螺杆转动, 推动滚柱沿螺杆和螺母组成的滚道作行星式运动。

当将螺杆、滚柱和螺母的接触半径及头数控制到一定的数值时, 螺母与滚柱在轴向近似无相对运动, 螺母与滚柱同步地沿螺杆的轴线运动。

滚柱与螺杆及螺母的接触为点接触, 滚柱两端有外齿轮; 内齿环4 安装于螺母的两端, 与滚柱两端的齿轮相啮合。

这两个齿轮副的啮合保证螺母与滚柱协调工作, 减小导向螺杆的滑动, 保持滚柱工作时的一致性; 导环5 保证各滚柱间有相同的间距, 避免相互间摩擦, 改善受力状态。

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GSX系列 内含伺服电机，与各式伺服控制器匹配
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一周解一惑系列：丝杆与直线导轨：高精密直线运动核心部件2023年06月26日➢ 本周关注：长盛轴承、秦川机床、华中数控、精测电子、巨星科技 ➢ 本周核心观点：关注人形机器人产业催化及通用复苏➢丝杆与直线导轨：高精密直线运动核心部件。

丝杆是一种机械传动元件，通常用于将旋转运动转换为线性运动，主要由丝杆和螺母两部分组成。

目前市场主流产品包括滚珠丝杆、梯形丝杆与行星滚柱丝杆。

直线导轨要由导轨和导向块两部分组成，导轨一般由钢或铝等材料制成，而导向块则一般由滑块、滑板等部件组成，通过在导轨上滑动实现对工件的定位和运动控制。

丝杆与直线导轨广泛应用于数控机床、自动化生产线、医疗器械、机器人、半导体等高精密机械等领域。

➢滚珠丝杆：高精密丝杆代表，2022年预计全球近20亿美元，中国近30亿元。

滚珠丝杠组件由内螺纹螺母和螺杆组成，当滚珠丝杠作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动。

国内将滚珠丝杠分为定位滚珠丝杠副(P)和传动滚珠丝杠(T)两种，精度等级主要分为七个等级，即1/2/3/4/5/7/10级，1级精度最高，依次逐渐降低。

国外产品一般不分传动还是定位，一律以C0~C10或具体数值表示，一般来说，通用机械或普通数控机械选C7（任意300行程内定位误差±0.05）或以下，高精度数控机械选C5（±0.018）以上C3（±0.008）以下，光学或检测机械选C3以上。

目前全球主要的滚珠丝杆厂商有NSK 、THK 、SKF 等，CR5市占率达到约46%，日本和欧洲滚珠丝杆企业占据了全球约70%份额。

国内主要玩家包括中国台湾的上银、银泰，中国大陆的汉江、南京工艺，德国的力士乐以及日本的THK 、NSK 。

在中低端滚珠丝杆领域，中国台湾和中国大陆的企业已经实现了大规模的国产替代，而在高端市场领域，德国和日本的头部占据了90%的份额，国产化空间较大。

➢行星滚柱丝杆：丝杆里的塔尖，2022年全球规模约6.5亿元，国内约1.1亿元，欧洲企业占绝对优势。