滾珠絲杠 ball screw shaft
定義:具有螺紋滾道的軸。
學科:機械工程_傳動_其他機械傳動
相關名詞:螺紋 螺桿 螺母 螺旋傳動 滾珠絲杠副
圖片來源:視覺中國
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螺旋是自然界中無處不在、奧妙無窮的形狀,人類從中獲得了很多設計靈感,螺紋件就是人類最早發(fā)明的模仿螺旋的簡單工具之一。在古代,人們利用螺紋固定戰(zhàn)袍的鎧甲、壓榨油料和制酒,阿基米德還曾用螺旋取水器將低處的水送到高處。
利用螺桿和旋合螺母進行螺旋傳動是從18世紀中期開始的,且傳統(tǒng)螺桿有定位不佳、易磨損的缺點。1898年,人們首次嘗試將鋼珠置入螺母與螺桿間,形成滾珠絲杠副,以滾動摩擦取代滑動摩擦。但因制造難度大,滾珠絲杠在很長時間內未得到實際應用。世界上第一個正式使用滾珠絲杠的是美國通用汽車公司薩吉諾分廠,1940年,該工廠將滾珠絲杠副用于汽車轉向機構,使?jié)L珠絲杠正式商品化。
滾珠絲杠副由螺桿、螺母、滾珠和滾珠返回裝置組成,其功能是將旋轉運動變?yōu)橹本€運動或將直線運動變?yōu)樾D運動。工作時,滾珠沿螺桿螺旋滾道面滾動數圈后,從滾道的一端滾出并沿返回裝置返回另一端,重新進入滾道,從而構成閉合回路。滾珠絲杠副傳動具有傳動效率高、啟動力矩小、傳動靈敏平穩(wěn)、工作壽命長等優(yōu)點,在數控機床、汽車、航空、航天等領域應用頗廣。
我國自1964年自主研發(fā)出第一套滾珠絲杠副至今,滾珠絲杠副生產技術經歷了起步(1964—1982)、發(fā)展(1982—1991)、完善(1991—1998)和超越(1998—)階段。2009年以后,在“高檔數控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項的支持下,滾珠絲杠產品質量不斷提升,新產品在中高檔數控機床得到應用。特別是“十三五”以來,在創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的引領下,我國滾珠絲杠副的技術研發(fā)、試驗條件、新產品應用得到了突飛猛進的發(fā)展,產品質量和產量都有大幅提高。但也應看到,我國滾珠絲杠傳動技術與國外先進國家相比仍有差距,亟須在理論研究、科學試驗、工藝技術、工業(yè)管理等方面開展大量工作。
(延伸閱讀作者:大連理工大學機械工程學院教授 劉闊)
責任編輯:張鵬輝