I. Función central y diferencias en los tipos de transmisión
Estanterías helicoidales: Su función central es convertir el movimiento de rotación en el movimiento de reciprocación lineal, pero deben usarse con engranajes helicoidales. Cuando el engranaje helicoidal gira la malla de los dientes con los de la rejilla helicoidal para empujar el estante helicoidal para moverse linealmente (o el movimiento lineal de la rejilla helicoidal impulsa el engranaje helicoidal para que gire). Esta es una estructura de transmisión de malla "Gear - estante" donde la potencia se transmite a través de malla mecánica entre las superficies dientes durante la transmisión.
Tornillos de bola: Su función central también es convertir el movimiento de rotación en movimiento lineal, pero dependen de un "tornillo - tuerca - Bolas" Estructura de fricción rodante para lograr esto. Cuando el tornillo gira las bolas dentro del rollo de tuerca a lo largo de las ranuras helicoidales del tornillo para conducir la tuerca para moverse linealmente (o el tornillo en sí se mueve linealmente cuando la tuerca está fija). Esta es una estructura de transmisión de "par de pares helicoidales +"
II. Diferencias de diseño e instalación estructural
Estanterías helicoidales: Son largos - con forma de superficies de dientes inclinadas (con un ángulo de hélice, generalmente de 15 grados - 30 grados) y deben arreglarse para guiar rieles o marcos con pernos. Durante la instalación, la distancia central entre el estante y el engranaje helicoidal coincidente debe estar alineado con precisión. Un solo estante tiene una longitud limitada tan larga - La transmisión de trazo requiere empalmar múltiples bastidores y las juntas de empalme necesitan alineación de dientes para evitar la interferencia de transmisión. Además, los bastidores helicoidales no tienen una estructura guía incorporada y necesitan guías lineales adicionales (como guías deslizantes) para garantizar la precisión del movimiento lineal.
Tornillos de bola: Consisten en un eje de tornillo (con ranuras helicoidales) una tuerca (con bolas construidas - en componentes de circulación de bolas) y una cubierta de polvo con una estructura de "eje - y - manga". Durante los cojinetes de instalación se utilizan para fijar ambos extremos del tornillo (o un extremo es fijo y el otro es compatible), lo que puede proporcionar directamente la guía de movimiento lineal sin guías adicionales (algunos escenarios aún usan guías para mejorar la rigidez). Un solo tornillo de bola puede lograr trazos largos (hasta varios metros) sin empalme y es más fácil de instalar que los bastidores helicoidales (solo requiere un control de coaxialidad en ambos extremos).
Iii. Diferencias en las características de transmisión
1. Error de precisión de transmisión y retorno
Estanterías helicoidales：Transmission accuracy is affected by tooth surface machining accuracy (such as pitch error and tooth profile error) rack splicing accuracy and gear meshing clearance. The pitch error of ordinary precision helical racks is about 0.1-0.3 mm/m and high-precision helical racks (such as ground racks) can reduce the error to 0.02-0.05 mm/m. However due to the inevitable side gap between gear and rack meshing the return error is relatively large (usually >0.1 mm) haciendo que sea difícil lograr un alto posicionamiento de precisión - en la transmisión inversa.
Tornillos de bola: La precisión de la transmisión está determinada por indicadores como el error de plomo y el agitación radial (consulte los grados de precisión anteriores). High - Los tornillos de bola de precisión (como el grado C3) tienen un error de plomo de menos o igual a 0.08 mm/300 mm y la brecha entre el tornillo y la tuerca puede eliminarse antes de - apretando la tuerca (como doble -} tuerca pre -). El error de retorno es extremadamente pequeño (generalmente<0.01mm) and the reverse positioning accuracy is far better than that of helical racks making them suitable for precision scenarios requiring frequent forward and reverse transmission.
2. Capacidad de carga y rigidez
Estanterías helicoidales: La capacidad de carga depende del área de contacto del diente y la resistencia al material. El diseño del diente helicoidal tiene un área de contacto más grande que los bastidores de dientes rectos - para que pueda soportar mayores cargas axiales (como cientos a miles de triples) y tiene una fuerte capacidad de carga radial (ya que la malla de engranajes puede transmitir fuerzas radiales). Sin embargo, la rigidez general se ve muy afectada por la base de instalación del bastidor (como la rigidez del marco) y la deformación de la base puede conducir fácilmente a malla dental deficiente.
Tornillos de bola: La capacidad de carga está determinada por el número de bolas de diámetro del tornillo y estructura de la tuerca. La carga se puede aumentar aumentando el diámetro del tornillo y el número de giros de circulación de la pelota los hace adecuados para escenarios de carga pesados -} a mediano - de carga pesada (la carga axial generalmente varía de cientos a decenas de miles de newtons). Sin embargo, su capacidad de carga radial es débil (la rigidez radial del eje del tornillo depende de su propio diámetro y la carga radial excesiva puede hacer que el tornillo se dobla), por lo que se deben evitar las fuerzas radiales directas en el tornillo.
3. Velocidad y eficiencia
Estanterías helicoidales: La velocidad de transmisión está limitada por la velocidad del engranaje y el módulo de bastidor. Los módulos más grandes y las velocidades de marcha más altas dan como resultado un movimiento más rápido de la rejilla, pero debido a la fricción deslizante en la malla dental (a pesar de que la cantidad deslizante de malla dental helicoidal es menor que la de los dientes rectos), la eficiencia de la transmisión es baja generalmente 75%- 85%. Las superficies de los dientes se calientan fácilmente durante la operación de alta velocidad, lo que requiere una lubricación mejorada para reducir el desgaste.
Tornillos de bola: La transmisión se basa en la fricción rodante de bolas con un coeficiente de fricción extremadamente pequeño (aproximadamente 0.001 - 0.005) y una eficiencia de transmisión de 90% - 98%, que es mucho más alta que la de los bastidores helicoidales. Generan menos calor durante la operación de velocidad alta - y pueden adaptarse a velocidades más altas (como miles de revoluciones por minuto). Cuando se combinan con los rodamientos de precisión -} altos, pueden lograr un movimiento lineal de alta velocidad (como varios metros por segundo). Sin embargo, durante la operación de alta velocidad, se debe prestar atención a la estabilidad de los componentes de circulación de la pelota para evitar que las bolas se descarrile.