▲滾珠絲杠
$ `, b% A8 p' n& Y
01
) z) ^- b& }$ Q0 w- C+ d/ h
滾珠絲杠是由螺桿、螺母、鋼球、預壓片、反向器、防塵器組成。它的功能是將旋轉運動轉化成直線運動，是將軸承從滑動動作變成滾動動作。
$ r+ J. s! o1 N m: ?- {* G
3 x, O3 q9 _' k7 K
1898年，人們首次嘗試在螺帽與螺桿之間加入鋼珠，將傳統螺桿的滑動接觸轉換成滾動接觸；以滾動摩擦取代滑動摩擦，將螺帽內的鋼珠回轉運動轉為線性運動，將扭矩轉換成軸向反復作用力，以此來改善傳統螺桿定位不佳及易損害的情況。
9 e, A7 j, l! Q+ h
. u9 ~% E& ~8 O; O3 d6 s
滾珠絲杠是由德克薩斯州的Rudolph G. Boehm發明，于1929年被授予美國專利。
' v" }, r# {; d5 q# @
當滾珠絲杠作為主動體時，螺母就會隨絲桿的轉動角度按照對應規格的導程轉化成直線運動，被動工件可以通過螺母座和螺母連接，從而實現對應的直線運動。
) m, m* u" F" M% U2 W) X# a* u3 b
7 g% n( y6 I& ^: U1 ?3 y( k
滾珠絲杠組件是金屬的，通常是鋼制的，由內螺紋螺母和螺桿組成，螺母的螺旋槽與螺桿的螺旋槽相匹配。
" S5 V& J, `2 B: M5 O
3 q6 ~/ Q# T+ s: C. d
在凹槽內部，包含在螺母里的是許多由鉻鋼制成的小球。當滾珠在螺母中循環時，滾珠在螺桿下方提供平穩運動，導流板或返回系統保持球并使它們通過螺母循環。
6 {* N. X0 V/ ]4 k5 I+ s! {# x
8 }7 }0 j" @6 O" h
與電機一起使用時，滾珠絲杠的效率高達90％。它們相當精確，每英尺幾千分之一英寸的精度。許多行業都使用滾珠絲杠進行精確控制，包括航空航天，計算機，電子，汽車和醫療行業。
. j1 }7 {, p; F
滾珠絲杠也經常用于制造過程，在機器人、自動化裝配線、材料處理設備、輸送機、機床、電線控制和精密裝配設備中都很常見。
- k1 u* a0 |/ x9 Y$ q
9 P$ V4 G9 G$ j7 G3 Y5 l
02
) p' { T% ?$ B
滾珠絲杠組件是由螺桿和螺母組成，每個都帶有匹配的螺旋槽，滾珠在這些槽之間滾動，提供螺母和螺桿之間的唯一接觸。
' }1 s6 X: Q) G& S: c
$ R8 s U6 a D$ ?; o- v; q
當螺桿或螺母旋轉時，滾珠被偏轉器偏轉到螺母的球返回系統中，并且它們以連續的路徑穿過返回系統到達滾珠螺母的相對端。然后滾珠從返回系統退出到滾珠絲杠和螺母螺紋滾道中，以便在閉合回路中再循環。
# c) q \/ s" f6 s7 U2 z/ ]+ E
5 k( J' ?6 _, a& m' }
滾珠螺母決定滾珠絲杠組件的負載和壽命。滾珠螺母回路中的螺紋數量與滾珠絲杠上的螺紋數量之比，決定滾珠螺母將比滾珠螺桿更快地達到疲勞失效（磨損）的程度。
7 z& k% c# [/ t
滾珠螺母包含兩類滾珠返回方式，外循環式和內循環式。
/ i. t: E* U( u9 c
5 g, h; f2 X. K- N6 z9 ?
外循環式：滾珠通過返回管回到回路的相對端，滾珠返回管突出于滾珠螺母的外徑之上。
# j E" `- K7 j3 Y$ V Q
▲外循環式滾珠螺母
7 u$ H$ S* G& N$ }
內循環式：滾珠通過或沿著螺母壁返回，低于滾珠螺母的外徑。
# D0 {8 a; Z$ I) u0 S& v
▲內循環式滾珠螺母
! E/ V& q6 F0 M% r; @# k
內循環式有一個旋轉回路（如上圖所示），滾珠被迫通過返回系統爬過螺桿上的螺紋頂部，這被稱為交叉偏轉器型內部返回系統。在交叉偏轉器類型的滾珠螺母中，滾珠僅使軸旋轉一圈，并且回路由螺母（C）中的球偏轉器（B）封閉，允許滾珠在點處的相鄰凹槽之間交叉（ A）和（D）。
4 Y0 o. ^: i- s1 J5 Z" O/ W
▲內循環式滾珠螺母
" G+ z. {5 R* a$ }
當長滾珠絲杠高速旋轉時，一旦長細比達到該軸尺寸的自然諧波，它就會開始振動。這稱為臨界速度，可能對滾珠絲杠的使用壽命非常不利。（安全運行速度不應超過螺桿臨界速度的80％）
" h$ h" R1 t/ K2 T, T$ G
▲旋轉球螺母組件
! Q; f' \) A, W9 s0 L. W2 F
. x2 }* [% E8 h8 {' v
有些應用需要更長的軸長和高速，這都是需要旋轉滾珠螺母組件的地方。
5 a+ {( }9 u' O9 s _7 L* s3 n
+ Z6 D1 |2 D" S ?
03
% B7 F, c d' T+ e9 O) _3 d' V
滾珠絲杠原本只有英國、美國、德國、日本等先進工業國家能夠量產。自1982年開始，何豐精密公司在臺中縣潭子設廠生產滾珠絲杠，正式開啟臺灣自己生產此類高精度零件的時代。
- s5 X( ~) w- M& u' B
1989年何豐改制并更名為上銀科技（HIWIN）。上銀已成為全球第三大滾珠絲桿、線性滑軌等精密機械業者（前兩名是日本廠商THK和NSK）。
9 J1 w, X# r. _# z2 v; A
滾珠絲桿市場占有率第二的是日本NSK公司，成立于1916年，NSK在軸承領域穩居日本首位，同時在全世界也位居前列。NSK滾珠絲桿被廣泛應用于半導體制造業，機床，注塑機以及其他普通產業。
