I. Funzione principale e differenze nei tipi di trasmissione
Rack elicoidali: La loro funzione principale è quella di convertire il movimento rotazionale in movimento alternativo lineare ma devono essere utilizzati con ingranaggi elicoidali. Quando l'ingranaggio elicoidale ruota i suoi denti in rete con quelli della griglia elicoidale per spingere il rack elicoidale a muoversi linearmente (o il movimento lineare della griglia elicoidale spinge la marcia elicoidale per ruotare). Questa è una struttura di trasmissione di meshing "marcia - rack" in cui la potenza viene trasmessa attraverso la meshing meccanica tra le superfici dei denti durante la trasmissione.
Viti a sfera: La loro funzione principale è anche quella di convertire il movimento rotazionale in movimento lineare ma si basano su una struttura di attrito rotanti -} -} per raggiungere questo obiettivo. Quando la vite ruota le sfere all'interno del dado rotolare lungo le scanalature elicoidali della vite per guidare il dado per muoversi linearmente (o la vite stessa si muove linearmente quando il dado è fisso). Questa è una struttura di trasmissione di "coppia elicoidale + elemento rotolante" in cui la potenza viene trasmessa attraverso il rotolamento delle sfere senza meshing dei denti.
Ii. Differenze di progettazione e installazione strutturali
Rack elicoidali: Sono una lunga striscia - a forma di superfici a denti inclinate (con un angolo di elica di solito a 15 gradi - 30 gradi) e devono essere fissati per guidare binari o cornici con bulloni. Durante l'installazione la distanza centrale tra il rack e l'ingranaggio elicoidale abbinato deve essere allineata accuratamente. Un singolo rack ha una lunghezza limitata così lunga - La trasmissione della corsa richiede una giunzione di più rack e le articolazioni di giunzione richiedono un allineamento dei denti per evitare l'ingranaggio di trasmissione. Inoltre, i rack elicoidali non hanno una struttura guida integrata e necessitano di guide lineari aggiuntive (come guide di scorrimento) per garantire l'accuratezza del movimento lineare.
Viti a sfera: Sono costituiti da un pozzo a vite (con scanalature elicoidali) un dado (con -} costruite in componenti di circolazione a sfera) e una copertura di polvere con una struttura a manica "alabbi -} e -. Durante i cuscinetti di installazione vengono utilizzati per fissare entrambe le estremità della vite (o un'estremità è fissa e l'altra è supportata) che può fornire direttamente una guida al movimento lineare senza guide aggiuntive (alcuni scenari usano ancora guide per migliorare la rigidità). Una vite a sfera singola può ottenere colpi lunghi (fino a diversi metri) senza giunzione ed è più facile da installare rispetto ai rack elicoidali (che richiede solo il controllo di coassialità su entrambe le estremità).
Iii. Differenze nelle caratteristiche di trasmissione
1. Errore di precisione della trasmissione e restituzione
Rack elicoidali：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) rendendo difficile ottenere un posizionamento di precisione - alto nella trasmissione inversa.
Viti a sfera: L'accuratezza della trasmissione è determinata da indicatori come l'errore di lead e il runout radiale (fare riferimento ai precedenti voti di precisione). Le viti a sfera di precisione - alte- (come C3 di grado) hanno un errore di piombo inferiore o uguale a 0,08 mm/300 mm e il divario tra vite e dado può essere eliminato mediante pre - che serve il dado (come doppio - dado Pre - Stringer). L'errore di ritorno è estremamente piccolo (di solito<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. Capacità di carico e rigidità
Rack elicoidali: La capacità di carico dipende dall'area di contatto dei denti e dalla resistenza al materiale. Il design del dente elicoidale ha un'area di contatto più ampia rispetto ai rack dentali - dritti in modo che possa sopportare carichi assiali maggiori (come centinaia a migliaia di newton) e ha una forte capacità di carico radiale (poiché la meshing di ingranaggi può trasmettere forze radiali). Tuttavia, la rigidità complessiva è notevolmente influenzata dalla fondazione di installazione del rack (come la rigidità del telaio) e la deformazione delle fondamenta può facilmente portare a scarsa meshing dei denti.
Viti a sfera: La capacità di carico è determinata dal numero di sfere diametro della vite e struttura dei dadi. Il carico può essere aumentato aumentando il diametro della vite e il numero di gira di circolazione a sfera che li rendono adatti per medio - da luce a media - scenari di carico pesante (carico assiale di solito varia da centinaia a decine di migliaia di newton). Tuttavia, la loro capacità di carico radiale è debole (la rigidità radiale dell'albero della vite dipende dal proprio diametro e il carico radiale eccessivo può facilmente causare la piega della vite), quindi le forze radiali dirette sulla vite devono essere evitate.
3. Velocità ed efficienza
Rack elicoidali: La velocità di trasmissione è limitata dalla velocità del cambio e dal modulo rack. Moduli più grandi e velocità di marcia più elevate comportano un movimento del rack più rapido ma a causa dell'attrito scorrevole nel meshing del dente (anche se la quantità scorrevole di mesh elicoidale del dente è inferiore a quella dei denti dritti) l'efficienza di trasmissione è bassa di solito il 75%- 85%. Le superfici del dente si riscaldano facilmente durante il funzionamento ad alta velocità che richiedono una lubrificazione migliorata per ridurre l'usura.
Viti a sfera: La trasmissione si basa sull'attrito rotolante delle palle con un coefficiente di attrito estremamente piccolo (circa 0,001 - 0,005) e un'efficienza di trasmissione del 90% - 98% che è molto più alto di quella dei rack elicoidali. Generano meno calore durante un'operazione di velocità - elevata e possono adattarsi a velocità più elevate (come migliaia di rivoluzioni al minuto). Se abbinati a cuscinetti di precisione - alti, possono ottenere un movimento lineare ad alta velocità (come diversi metri al secondo). Tuttavia, durante l'operazione ad alta velocità, è necessario prestare attenzione alla stabilità dei componenti di circolazione a sfera per evitare che le sfere deragliano.