大多数机电无杆致动器通常使用两个主传动系统中的一个来将电机的旋转运动转换为致动器支架的线性运动：动力螺杆驱动或同步带驱动。虽然螺杆和同步驱动器提供了效率、可靠性和长寿命，同时需要很少的维护，但它们都有其局限性。本文介绍了每种传动系统的工作原理、所用的材料，以及每种传动系统适合特定应用的原因。传动系统是致动器设计的一个组成部分；了解它们的关键方面和参数是创建高效、经济的运动控制系统的重要第一步。
影响传动系统选择的关键因素
动力螺丝刀和同步带具有直线运动的双重功能。它们用于线性定位，因此需要提供可接受的精度和可重复性。同时他们传递力量，这就要求他们有足够的力量。螺旋机构通过旋转(最常见)部件中的螺钉或螺母产生线性运动。同样，正时皮带传动装置通过皮带将扭矩和直线运动从驾驶员的皮带轮传递到皮带轮。
运动控制应用决定了选择哪种传输系统。选择任何运动控制系统的基础是占空比、寿命周期和成本。选择更多与传动系统相关的是行程长度、线速度和加速度，以及运动的方向。传动系统的容量不同，所以执行机构的推力和执行机构支架的负载和功率也会影响传动系统的选择。对于某些类型的处理，冲击负荷和噪音是重要的考虑因素。
决定传输系统技术选择的其他因素包括：
位置移动的准确性(到达指令位置的能力，或实际位置与指令位置之间的差异)
可重复性(致动器可以在多次尝试中返回参考位置的范围。单向重复通过从单一方向接近位置来测量；双向重复通过从相反方向接近来测量)
反向驱动允许(失去机电马达时，在轴向负载下失去其载体位置的能力)
动力螺丝刀：高轴向推力，中等冲程长度和速度
动力螺丝刀以高推力、高精度和高重复性而闻名。相对较低的系统惯性和可预测的使用寿命(滚子和滚子螺丝刀)是额外的好处。这些参数使动力螺旋传动非常适合各种应用，如机床、装配和包装设备、机器人等。
动力螺旋传动的局限性包括长度比带传动的长度受限，运行速度受限于临界速度值(速度的固有振动频率接近系统，产生共振)，带传动的占空比降低。
线性致动器使用三种主要类型的螺杆：导向螺杆(或ACME)、滚柱螺杆和不太常见的滚柱螺杆。区别在于螺纹形状的设计和操作以及螺母的设计和操作。
1、 梯形条
导向螺杆(也称为ACME螺杆)以其相对较低的成本和平稳安静的操作而闻名。梯形螺杆的螺纹由碳钢、合金钢或不锈钢制成(通常以12英尺轧制法生产)，并有多种直径和导向可供选择。与螺钉一起使用的实心螺母通常由复合材料(最常见的是乙醛树脂)或青铜制成。
梯形螺纹的梯形螺纹
沿着杆螺纹滑动的实心螺母在两个零件的表面之间形成线接触。由于这种运动中的摩擦损失，驱动效率低于60%。驱动器效率是(a)螺杆和螺杆之间的摩擦系数的函数；(b)螺杆的螺旋角。
由于摩擦而损失的能量将以热的形式消散，这限制了应用的占空比。热量的产生阻止了驱动器以高速(除了临界速度极限)或高轴负载驱动致动器。
双向重复主要受螺杆上轴向间隙或螺杆上自由间隙的大小影响。单向重复性通常受到组件的影响。典型的滚铅螺母会产生高达0.010英寸(0.254毫米)的侧隙。在许多情况下，消隙、弹簧加载、自调节导向螺母（可用于多种设计)消除了这个问题。由于效率低，大大多数螺钉(所有效率低于50%)不能反向驱动。
2.滚珠丝杠
滚珠丝杠是一种动态丝杠，用作高级铬钢滚柱轴承的螺旋滚柱。滚珠在螺母内循环，通常由高碳、合金或硬化不锈钢制成。根据导轨精度的要求，滚柱丝杠可以通过轧制长度达到12英尺或精磨而产生更短的长度。他们也有多种直径和铅可供选择。具有磨削螺纹的辊棒的成本明显高于辊螺杆的成本，但是它可以产生某些应用所需的高导向精度水平。
双滚道滚动螺母
与螺杆相比，辊式丝障有两个主要优点：以辊为基础的接触点通过滚动运动沿螺纹移动。这显著减少了摩擦并提高了机械效率(对于大多数珠子的驱动器，机械效率通常不低于90%)。
因为滚柱螺母本质上是滚动轴承，所以根据ISO标准可以很容易地计算出它的额定运动载荷。这使得预期的使用寿命高度可预测。2
像螺母一样，不同的方法可以控制间隙并提高滚柱螺母组件的重复性。由弹簧加载的滚柱螺母，以及用选定尺寸的滚柱定制的滚柱螺母，以最大化或完全消除后间隙，从而最大化或完全消除负间隙或预紧力。
由于其高效率，适当的润滑辊裂土器驱动器提供了比螺杆更高的速度(受临界速度的容许速度和螺母内部的容许速度限制)和更高的占有率。滚柱螺母部件可以提供高推力。可用推力是球形螺母组件中钻头的尺寸、总数和总数量的函数。由于效率高，大多数鼓形螺母可以反向驱动。虽然提供平稳的线性运动，滚动驱动器通常比线棒驱动器噪音更大。
3.滚柱丝杠
滚动螺杆驱动通常不用于无杆致动器。此处提供的信息主要用于参考目的。无杆致动器通常有一个内置的轴承系统，所以它被设计成“携带”负载，而不是“促进”它们。由于这一事实，推力要求通常要低得多。在大多数杆应用中，滚柱滚柱驱动器可以处理功率和精度，并且不需要更高的推力能力或滚柱螺杆驱动器的更高成本。行星滚柱丝杠使用螺纹滚柱而不是滚珠作为螺母和丝杠之间的载荷传递部件。在给定的体积内提供比滚柱丝杠更多的支承点，滚柱丝杠可以更紧凑地达到给定的承载能力。它们由合金钢制成，通过研磨制成这就是为什么他们的成本。
典型的行星滚柱螺母
滚柱丝杠的使用寿命明显高于滚柱丝杠。滚柱丝杠传动装置具有很高的额定动载荷(高达几十吨)。只有液压缸具有更高的执行器容量单位。滚柱螺母的效率低于滚柱螺母，在高占有率应用中容易过热。但是，从“力密度”和寿命的角度来看，滚柱螺母是无价的。
正时皮带传动
同步带齿上的相应凹槽和皮带上的相应凹槽，以防止皮带和皮带轮之间的任何相对运动。这确保了恒定的速度比同步直线运动。
高时间系带高(90%至93%)，易于操作和维护。因为活性成分少，成分低，所以使用寿命长。它们可以以100%的占空比运行，没有临界速度限制，并且比线棒驱动更长。这些优点使同步变速箱成为需要高加速度的长冲程应用的理想选择。同步行程长度仅受限于有效收紧同步长股的能力。
不利的一面是，与螺旋传动相比，同步传动的承载(推力)能力降低。它们的精确度和可重复性也较低。使用年限估计也没什么好办法。带传动对冲击载荷更敏感。有些同步带材料在操作过程中容易逐渐伸长，需要定期张紧。不适当的张力长皮带传动可能会在高速下滑动(跳齿)。皮带传动通常需要减速来克服与负载和皮带轮相关的高惯性。垂直定位皮带传动需要紧急制动，以防止断电时在负载重量下反向驱动。同步有多种材料、尺寸、宽度和齿可供选择。
皮带材料的选择取决于应用的拉伸强度和弹性要求。皮带的尺寸和宽度主要取决于要传递的扭矩量。同步几何形状和距离(两个相邻齿之间的距离)的选择对于强度也很重要，但是该选择也必须基于应用类型及其参数(速度和线性定位精度和重复性、环境因素、环境因素、噪声等)。).).
典型的同步带结构
1.同步带材料
时间带通常是由弹性高分子材料制成的张紧绳。最常用的成分是氯叶和聚氨酯带，带有钢丝绳或玻璃纤维，凯夫拉尔或碳纤维，有时还带有额外的尼龙齿表面。
玻璃纤维拉伸绳通常提供很低的伸长率，但它不适合冲击或冲击载荷。它们的抗拉强度低于钢、芳纶或碳。凯夫拉纤维也具有低拉伸性，但是具有高拉伸强度和良好的抗冲击负荷能力。
除了高强度和出色的抗震性能，钢丝绳还提供了更好的高扭矩操作和低速时更好的定位精度。
2.正时皮带齿形
丽泰同步带通常具有曲线齿形，和其他曲线同步带等材料具有卓越的品质，包括高剪切强度、良好的定位精度、轻质结构、极低的拉伸、更长的使用寿命、更安静的运行和更低的运行成本。这些更深的齿设计增加了滑动阻力(海拔，跳齿)。
总结
许多应用使线性驱动器的选择更容易。例如，同步驱动器是需要高生产线速度和加速度的长冲程应用的理想选择。同步进度长度受限于有效张紧长条形的能力。如果应用行程的长度和速度适中，但轴向推力较高，和(或)如果要求较高的位置精度，那么动力螺丝刀是理想的选择。
