滚珠螺杆的特性

HIWIN滚珠螺杆在使用上有很多的优点，举凡高效率丶可逆性丶霁背隙丶高刚性，导程精庋高及其他多项优点·与传统艾克姆螺杆[ACME]相比较·如图2.1:滚珠螺杆在蜾杆与螺帽间’加入钢珠。将传统螺杆的滑动摩擦传动以钢珠滚动运动取代。以大大降低摩擦损耗，有助于雒持髙效率及髙精度。下列详述HIWIN滚珠螺杆旳各项特性及优点。

高效率及可逆性

由于滚珠螺杆的螺檡轴及螺帽均是点接触之滚动运动，所以其效率可髙达90%以上。因此其传动扭矩仅只有传统导螺杆的1/3，由图2.2可看岀滚珠螺杆的机楲效率远高于传统导螺杆。

HIWIN滚珠螺杆在牙型表面採以超精密加工,以降低珠槽与钢珠间的接触摩擦；又钢珠与珠槽间为点接斶之滚动连动，有低摩擦力及高连转效率的优点。故可降低马逹驱动力要求，进而降低成本。

HIWIN以高精度测试仪器并依循标凖测试步骤以确保滚珠螺杆的效率

零背隙及高刚性

CNC工具机丶IT及半导体设备对于传动螺杆的要求为零背隙、最小弹性变形（髙刚性）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。滚珠螺杆採用施加预压力，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，如此增加的摩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製程，提供给您最佳化的滚珠螺杆—零背隙和低热损失。

一般建议预压力不超过8%动负荷c(10°revs],若要更详细资料请与HWN连繫。

（3）高导程精度

HIWIN滚珠螺杆精度等级徳循ISO,JIS及DIN标凖制造亦可依顾客需求玍产所须精度等级。採用精密雷射量测仪器来保证滚珠螺杆精度并随每支硏歴级滚珠螺杆均附上导程精度表，予以100%品质保证

（4）寿命预测

不同于传统导螺杆的寿命取决接触面之歴菻；HIWIN滚珠螺杆则取决于材料的疲劳破坏。为确保HIWIN滚珠螺杆在预期寿命之可靠度，不管设计、材质、热处理及製程等皆採以最严格的专业考量。滚珠螺杆的预期寿命必须考虑设计品质及製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-牙形精度、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1×10的6次方revs。高品质的滚珠螺杆，必需达到在统计学上的B级寿命[亦即90%的螺杆均达到所设计的寿命〕,有50%的滚珠螺杆寿命超过设计寿命值的2~4倍。

（5）低起动扭矩及顺畅度

传统导螺杆因为是金属与金属誾旳面接斶，所以为克服起动揅擦力，则必须採以较髙的起动扭力。然而滚珠螺杆是由钢珠滚动接触，只须很小的起动扭力即可克服摩擦力。

HIWIN採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，以精确量测岀滚珠螺杆的摩擦扭矩图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，依然必须要求低噪晋。

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滾珠螺桿以達到短交期的目标。

（8）优于气丶液压致动器的优点

若致动器中採用滚珠螺杆取代传统的汽压或液压驱动可得到许多旳优点如:不会渗漏，不须过滤，省能源及重现性高图2.6为全电式射岀成型机构，以取代传统複离的油压驱动。

应用范围

下列分别列岀滚珠螺杆的使用产业别并推荐使用滚珠螺杆的精度等级，如表4.5

（1）CNC机械:CNC加工中心，CNC车床，CNC铣床，CNC放电加工机，CNC磨床，CNC线切割机，CNC鑽孔机等等。

（2）精密工具机：铣床，磨床，刀具磨床，齿轮加工机，鑽床，鉋床，车铣複合机

（3）产业机槭：印刷机，造纸机，自动化机械，纺织机，绘图机，射岀成型机，专用机。

（4）电子机械：量测仪器，X-Y平台，医学设俌，工厂自动化设备，PCB鑽孔机，IC封装机，半导体设备，工厂自动化设备…等。

（5）输送机械：Robort Stage，材料搬送设备，核能反应器，高度致动器…等。

（6）航太工业：飞机襟翼，机场负载设备，尾翼致动器…等

（7）其他：如天线使用的致动器，阀门开关装置，太阳能板伸缩机构，电子显微镜对焦机构…等。