丝杆副传动与齿轮齿条传动优缺点，减速机精度的转换计算及合理选用

平时机构设计时，常涉及到传动速度、扭矩及精度的几个关键参数的计算及校核。丝杆传动与齿轮齿条传动这两种方式在这几个关键参数上的所体现的区别，也方便大家后续合理选用产品。

一、速度及驱动力矩对比

在电机转数一样的前提下，速度取决于丝杆的导程与齿轮的节圆周长，速度的快慢一目了然，齿轮齿条传动占****的优势。同样的负载，速度快，需要更大传动扭矩，同时需要注意惯量匹配情况。

相关速度计算公式如下：

v1=n*p/i

v2=n*L/i

可知，在电机转数，减速机速比相同情况下，一般参数L＞参数p，即运用齿轮齿条传动的速度＞丝杆传动的速度（适用考虑速度，电机可选用一定范围内的功率）；

驱动力矩（电机输出力矩）计算公式如下：

T1=F*p/(2 π*η）

T2=F*d/2η

可知，传动机构所需推力相同，对传动速度要求不高的情况下，一般参数d/2＞参数p/2π，即运用丝杆传动所需驱动力矩较小（可选用较小驱动电机）

v1：丝杆传动的速度

v2：齿轮齿条传动的速度

n：电机转数

p：丝杆导程

L：齿轮节圆周长

i：减速机速比

T1：丝杆传动所需驱动力矩

T2：齿轮齿条传动所需驱动力矩

F：该传动机构所需推力

d：齿轮节圆直径

η：传动效率

二、传动精度对比

通过查阅相关资料，目前齿条精度DIN6与丝杆精度C5相当，不同品牌间可能存在差异，建议选用时查阅相应的资料进一步确认。

精度在设计时往往需要考虑到方方面面的影响，传动机构通常是多个零部件组成，其中零部件的加工精度，装配精度都会不断累积。那么以下列举齿轮齿条传动及丝杆传动来分析，默认加工件精度一致，主要考虑减速机对传动精度的影响（只考虑行星减速机）。（ps：主要是在以往工作中经常遇到工程师对减速机精度概念比较薄弱，基本是凭感觉）

1、减速机精度

先了解下行星减速机精度参数背隙，单位一般以弧分（arcmin），1弧分=1/60度，目前市面上该类产品****精度见过是1弧分，也就是在正反转的时候会有1弧分的角度误差，市面上常见的3-10弧分为主。

2、传动原理

我们都清楚，这两种传动方式都是将回转运动转换成直线运动的原理，即我们要将减速机背隙转换到丝杆或齿条上体现。

齿轮齿条传动：

减速机连接的是齿轮，即该精度通过齿轮传递到齿条上，此时，减速机背隙也提现在齿轮上，该角度误差对应的弧长即是直线误差，公式如下：

a1=L/21600 * b

丝杆传动：

减速机通过联轴器与丝杆连接，暂时不考虑联轴器产生的精度误差，此时，减速机同样将背隙传到了丝杆上，该角度误差对应的导程即是直线误差，公式如下：

a2=p/21600*b

通过以上两个公式的对比，可知，减速机精度对齿轮齿条传动机构的影响远大于丝杆传动机构

a1：齿轮齿条传动时减速机产生的直线误差

a2：丝杆传动时减速机产生的直线误差

p：丝杆导程

L：齿轮节圆周长

以上计算属于纯理论数值，丝杆副及齿轮齿条机构在实际应用中往往通过系统的补偿，或者更好要求的，采用光栅等高精度的产品做闭环控制。虽然通过这些方法可以提高精度，但是如果丝杆、齿轮齿条及减速机产品本身稳定性不足、精度太低等品质问题，也难以实现机构的高精度的传动。