滚珠丝杠的特性

HIWIN滚珠丝杠在使用上有很多的优点，举凡高效率、可逆性、零背隙、高刚性，导程精度高及其他多项优点，与传统艾克姆丝杠(ACME)相比较，如图2.1;滚珠丝杠在丝杠与螺帽间，加入钢珠。将传统丝杠的滑动磨擦传动以钢珠滚动运动取代。以大大降低磨擦损耗，有助于维持高效率及高精度。下列详述HIWIN滚珠丝杠的各项特性及优点。

（1）高效率及可逆性

由于滚珠丝杠的丝杠轴及螺帽均是点接触之滚动运动，所以其效率可高达90%以上。因此其传动扭矩仅只有传统导丝杠的1/3，由图2.2可看出滚珠丝杠的机械效率远高于传统导丝杠。

HIWIN 滚珠丝杠在牙型表面采以超精密加工,以降低珠槽与钢珠间的接触摩擦;又钢珠与珠槽间为点接触之滚动运动，有低摩擦力及高运转效率的优点。故可降低电机驱动力要求，进而降低成本。

HIWIN以高精度测试仪器并依循标准测试步骤以确保滚珠丝杠的效率。

（2）零背隙及高刚性

CNC 工具机、IT及半导体设备对于传动丝杠的要求为零背隙、最小弹性变形(高刚性)及高顺畅感，经由我们的特别设计可以达成此一要求。图2.3为歌德式牙型详图。滚珠丝杠采用施加预压力，来达到CNC机台的重现性及全行程的高刚性。但过大的预压力，会增加操作扭矩。如此增加的磨擦扭矩将会产生热及降低预期寿命。透过我们特别的设计及制程，提供给您最佳化的滚珠丝杠--零背隙和低热损失。

一般建议预压力不超过8%动负荷C10⁶revs)，若要更详细资料请与HIWIN连系。

（3）高导程精度

HIWIN 滚珠丝杠精度等级依循IS0，JIS 及DIN标准制造亦可依顾客需求生产所须精度等级。采用精密雷射量测仪器来保证滚珠丝杠精度并随每支研磨级滚珠丝杠均附上导程精度表，予以100%品质保证。

（4）寿命预测

不同于传统导丝杠的寿命取决接触面之磨耗；HIWIN 滚珠丝杠则取决于材料的疲劳破坏。为确保HIWIN 滚珠丝杠在预期寿命之可靠度，不管设计、材质、热处理及制程等皆采以最严格的专业考量。滚珠丝杠的预期寿命必须考虑设计品质及制程等几项的安全因子，但最主要以动负荷[C)为依据。

而影响动负荷的基本因素为 -- 牙型精度、材料特性及表面硬度。一般建议在轴向平均负载计算下，至少应达到1X10⁶revs。高品质的滚珠丝杠，必需达到在统计学上的B级寿命[亦即90%的丝杠均达到所设计的寿命)，有50%的滚珠丝杠寿命超过设计寿命值的2~4倍。

（5）低起动扭矩及顺畅度

传统导丝杠因为是金属与金属间的面接触，所以为克服起动摩擦力，则必须采以较高的起动扭力。然而滚珠丝杠是由钢珠滚动接触，只须很小的起动扭力即可克服摩擦力。

HIWIN采用最佳的牙型设计系数(形状系数)及专业制造技术达成最佳真实牙型。且HIWIN使用牙型测量设备，来监测每一制程中的牙型。如此可确保符合设定之扭力范围。图2.4为一检测的实例。

HIWIN亦使用电脑量测，以精确量测出滚珠丝杠的摩擦扭矩图2.5为-典型的"位置-扭矩”量测图形。

（6）静音

高品质机械设备于快速进给及重负荷操作下，依然必须要求低噪音。

HIWIN严格控管循环系统及牙型设计，组装技术，并严密检测表面精密加工及尺寸，以达到低噪音的目标。

（7）短交期

HIWIN以最快速的制程安排及库存滚珠丝杠以达到短交期的目标。

（8）优于气、液压致动器的优点

若致动器中采用滚珠丝杠取代传统的汽压或液压驱动可得到许多的优点如:不会渗漏，不须过滤，省能源及重现性高图2.6为全电式射出成型机构，以取代传统复杂的油压驱动。