滚柱丝杠执行器：设计与应用

机电执行器种类繁多，常见的驱动机构有丝杠、滚珠丝杠和滚柱丝杠。当设计师或用户想要从液压或气动过渡到机电运动时，滚柱丝杠执行器通常是最佳选择。它们在更简单的系统中，提供与液压（强力）和气动（高速）相当的性能特征。

A 滚柱丝杠用螺纹滚子代替循环滚珠。螺母具有与螺杆螺纹匹配的内螺纹。滚子排列成 行星配置，并且两者都绕其轴旋转并围绕螺母旋转。滚子的末端是齿状的，以与螺母两端的齿轮环啮合，确保滚子保持完美对齐，平行于螺钉和螺母的轴线。

滚柱丝杠是一种用螺纹滚柱取代循环滚珠的丝杠传动装置。滚柱的两端带有齿，以便与螺母两端的齿圈啮合。滚柱既绕其轴线自转，又绕螺母公转，形成行星式结构。（因此，滚柱丝杠也被称为行星滚柱丝杠。）

滚柱丝杠的几何形状提供了比滚柱丝杠更多的接触点。滚珠丝杠这意味着滚柱丝杠通常比类似尺寸的滚珠丝杠具有更高的动态负载能力和刚度。细螺纹（螺距）提供了更高的机械优势，这意味着给定负载所需的输入扭矩更小。

滚珠丝杠（底部）相对于滚珠丝杠（顶部）的主要设计优势是能够在相同空间内包含更多的接触点。

由于承载滚柱的滚子彼此不接触，滚柱丝杠通常可以比滚珠丝杠以更高的速度运行，而滚珠丝杠必须处理滚珠相互碰撞以及与再循环端盖碰撞产生的力和热量。

倒置滚柱丝杠

倒置设计的工作原理与标准滚柱丝杠相同，但螺母实际上是由内向外翻转的。因此，有“倒置滚柱丝杠”之称。这意味着滚柱绕丝杠（而不是螺母）旋转，并且丝杠仅在滚柱绕轨道运行的区域有螺纹。因此，螺母成为长度决定机构，因此它通常比标准滚柱丝杠上的螺母长得多。丝杠或螺母均可用作推杆，但大多数执行器应用都使用丝杠来实现此目的。

制造反向滚柱丝杠的挑战在于，如何在相对较长的螺母上加工出非常精确的内螺纹，这意味着需要结合多种加工方法。结果就是螺纹较软，因此反向滚柱丝杠的额定载荷低于标准滚柱丝杠。但反向丝杠的优势在于结构更加紧凑。