螺杆驱动模组是一种将旋转运动转化为直线运动的核心机械传动装置，广泛应用于自动化设备、精密加工、机器人等领域。其核心构成部件相互配合，共同实现高精度、高刚性的直线运动控制。以下是螺杆驱动模组的核心构成及功能解析：

一、螺杆（滚珠丝杆/梯形丝杆）

功能

螺杆是模组的核心传动部件，通过旋转将电机的旋转运动转化为螺母的直线运动。

滚珠丝杆通过滚珠循环减少摩擦，实现高效、低磨损的传动；梯形丝杆则通过螺纹直接啮合，适用于低速、重载场景。

关键参数

直径：影响负载能力和刚性（直径越大，承载能力越强）。

导程：螺杆旋转一周螺母移动的距离（导程越大，速度越快，但精度可能降低）。

精度等级：如C7、C5、C3等（数字越小，精度越高，适用于高精度场景）。

材料：通常采用高强度合金钢（如40Cr、GCr15），经淬火处理提高耐磨性。

选型建议

高精度需求（如半导体设备）选C3级滚珠丝杆。

重载场景（如数控机床）选大直径（≥20mm）螺杆。

高速场景选大导程（如20mm）螺杆，但需平衡精度需求。

二、螺母（滚珠螺母/梯形螺母）

功能

与螺杆配合，将旋转运动转化为直线运动。

滚珠螺母通过滚珠循环减少摩擦，提高传动效率；梯形螺母直接与螺杆螺纹啮合，结构简单但摩擦较大。

关键设计

双螺母预紧：通过调整两个螺母的轴向位置消除背隙，提高重复定位精度（适用于高精度场景）。

滚珠循环方式：内循环（结构紧凑，适合短行程）或外循环（散热好，适合高速长行程）。

密封设计：防尘圈或金属密封盖防止异物进入，延长使用寿命。

选型建议

高精度需求选双螺母预紧设计（背隙≤0.005mm）。

高速场景选外循环滚珠螺母（散热好，寿命长）。

防尘环境选全封闭螺母（如带金属密封盖）。

三、导轨（直线导轨）

功能

支撑螺母和负载，引导直线运动，确保运动平稳性和精度。

承受垂直和水平方向的力，减少螺杆的弯曲变形。

类型与特点

滚珠导轨：摩擦小，适合高速运动（如分拣机器人）。

交叉滚柱导轨：刚性高，适合重载和高冲击场景（如机床工作台）。

滑块设计：单滑块（结构简单）或双滑块（承载能力更强）。

关键参数

导轨宽度：影响承载能力（宽度越大，刚性越高）。

预紧力：通过调整滑块与导轨的间隙提高刚性（轻预紧、中预紧、重预紧）。

防护等级：IP54（防尘）或IP65（防水），适应不同环境。

选型建议

重载场景选交叉滚柱导轨（刚性比滚珠导轨高30%以上）。

高速场景选滚珠导轨（摩擦系数低，运动更平稳）。

防腐蚀场景选不锈钢导轨或镀镍处理。

四、电机与驱动系统

电机类型

伺服电机：高响应、高精度，适合闭环控制（如数控机床）。

步进电机：成本低，适合开环控制（精度要求不高的场景）。

直线电机：直接驱动，无机械传动环节，适合超高速、超精密场景（如芯片检测）。

驱动器

匹配电机类型（如伺服驱动器、步进驱动器），提供电流、速度、位置控制。

支持通信协议（如EtherCAT、CANopen），实现多轴联动。

联轴器

连接电机与螺杆，传递扭矩并补偿安装误差（如弹性联轴器、膜片联轴器）。

选型时需考虑扭矩容量、轴向/径向补偿能力。

五、支撑座与轴承

固定端支撑座

固定螺杆一端，承受轴向和径向力（通常采用深沟球轴承或角接触轴承）。

需与螺杆直径匹配（如16mm螺杆选6203轴承）。

支撑端支撑座

支撑螺杆另一端，允许轴向伸缩（补偿热变形或安装误差）。

通常采用单列向心轴承或直线轴承。

选型建议

长行程螺杆（>1m）需在中间增加支撑座（每500mm加一个）。

高转速场景选高速轴承（如陶瓷轴承）。

六、保护与辅助部件

防护罩

防尘罩（如伸缩式防护罩）或全封闭外壳（如铝合金型材），防止灰尘和异物进入。

选型时需考虑行程长度和防护等级（如IP54、IP65）。

限位开关

光电开关或机械限位开关，检测螺母位置，防止超程损坏模组。

通常安装在模组两端，支持NPN/PNP信号输出。

润滑系统

手动润滑（定期加润滑脂）或自动润滑（如油泵定时供油），减少磨损。

滚珠丝杆推荐使用锂基润滑脂（耐高温、抗磨损）。

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