▲滾珠絲杠
6 U+ I3 u( f4 k) R. n2 F
01
/ S$ q* g9 H" c; K
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。
5 { O1 G$ V) j! U5 {
u$ F; L$ v7 D- a. @$ H" |# L
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。
`, J" c! G' t# B
3 |% p- ~6 v) Z8 V2 I2 B! @
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。
3 T9 m; u0 k# m2 z: ^+ Q9 R
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。
9 c( g0 K. R% e* n& A" T
0 ^: K- `' N: y0 p0 G5 ~
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。
6 ?' @) q$ q4 U* \
9 \' @1 b% T9 U r+ j
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。
0 @# P6 h* B/ h/ p
' t1 s r. U9 D. L! y
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。
# Q, @8 i8 K* }) }1 F8 y! N
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。
( _; I9 H1 u3 c4 h6 I
6 v: \' b2 N, ? B% p t, G, B
02
& u+ W" K& Z a# I- D
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。
0 c* n+ Q$ q: X1 b: y
& B8 W6 v$ |6 x
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。
+ B" }/ _! Q- e. t$ |1 A
8 F" v/ r) }/ ~
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。
% I0 f, V; C6 o; E6 K7 t
滾珠螺母包含兩類滾珠返回方式，外循環式和內循環式。
. O' M+ I8 w8 c* j$ E/ ? M
2 Y, P4 u+ b7 ^" t/ w7 }" v+ U
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。
2 V/ ^7 K# I+ \6 { w- O# U, _' v+ ~9 b
▲外循環式滾珠螺母
/ G% Q' S( [' @+ b$ j" ~
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。
1 w0 p3 y6 m* G9 v
▲內循環式滾珠螺母
6 }2 G) {/ B& v# W3 z
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）。
1 k7 {8 Y1 u) S/ @
▲內循環式滾珠螺母
- \3 [6 M" Q" z/ h& q7 ]) o4 u
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％）
6 r& c% s( D7 D! N8 q T5 `8 n' T
▲旋轉球螺母組件4 M( K1 G6 {7 ]4 g
1 {! H' c# n7 V' c
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。
; ]8 s- y7 N7 G" @) L* }# {% Q5 X
# s- ^9 w/ G" u7 I
03
/ n9 F' N* T: E0 |. ^' s
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。
( f* L. C. j* x) m$ v
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）。
T9 w3 O9 i7 ?2 x9 n# A& N! x
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。
