直线运动领域的工程进步为驱动致动器系统提供了多种选择。将旋转运动转换为直线运动所必需的两种驱动系统包括皮带传动和丝杠。这两种选择在执行器系统中都发挥着独特的作用。
在皮带传动和丝杠之间进行选择时，需要考虑许多重要参数。其中一些核心考虑因素包括负载、方向、行程长度、速度、精度和环境条件。精度可以进一步细分为准确度和可重复性。精度是对组件在给定公差内移动负载的距离的度量。另一方面，可重复性是衡量从动组件能否将负载重复移动到同一位置的能力。
成本也是一个因素，但可能取决于执行器在应用中的使用方式。换句话说，所涉及的可能不仅仅是前期成本。例如，驱动系统可能需要更长期的维护，或者苛刻的应用可能会缩短执行器的整体使用寿命。考虑到这些因素，应评估对您的应用及其需求的适当评估，以便选择最理想的执行器系统。
一、皮带传动及其应用
皮带驱动的致动器使用同步带将旋转运动转换为直线运动。正时皮带包含锁定在带齿皮带轮上的齿，施加扭矩并防止打滑。通常，皮带传动装置被封闭在一个保护盒内，并连接到一个托架上。驱动轴和电机通常垂直于执行器的任一侧（水平电机安装），或垂直于执行器的顶部（垂直电机安装）。就应用需求而言，使用皮带传动的优点和缺点包括：
优势：
长行程。 通常高达 6 米。最适合穿梭运输和物料搬运应用。
高直线行驶速度。 对于长距离行驶，通常高达 3 – 5 m/sec。
更高的效率。 通常为 90%。有利于高速和连续功率应用。
与螺杆驱动器相比，输入 RPM 较低。
更高的占空比。 连续执勤。
劣势：
成本较高。 由于齿轮减速器和电机故障安全制动器的要求，以及需要更多来自电机的输入扭矩，垂直应用中可能会产生额外的成本。
与丝杠驱动相比，精度和位置重复性较低 。
速度波动。 皮带和皮带轮固有的齿槽效应。
与丝杠驱动相比，需要更多的输入扭矩 。通常需要额外的齿轮减速器费用。
由于效率高，反向驱动（负载漂移） 将占上风。通常需要齿轮减速器或故障安全制动电机来防止垂直应用中的负载漂移。
皮带重新张紧 可能需要预防性的定期调整。
可能受到腐蚀性环境不利影响的输送带材料 。
短行程 会导致皮带与皮带轮直径相匹配，并始终磨损在皮带的同一部分。
二、丝杠传动装置及其应用
丝杠使用螺纹杆将其旋转运动转化为直线运动。有两个版本，俘虏和非俘虏，这两个选项都结合了紧凑和简单的设计，提供平稳和安静的运动。两种选项都有不同的丝杠导程和直径，可以根据应用的需要进行选择。短引线提供更高的精度，而长引线将产生更高的速度，更大的直径为执行器系统提供更大的刚性。就应用需求而言，使用丝杠驱动的优点和缺点包括：
优点：
与皮带传动相比，成本更低。
与皮带传动相比，精度和位置可重复性更高。丝杠在医疗移液器点胶、取放系统和注射泵等应用中提供高精度。在这些类型的应用中，消隙螺母提高了位置重复性并减少了背隙。
大范围的直径 (6 mm – 16 mm) 或 (3/16” – 1/2”) 可用多个引线来满足应用要求。
在短行程应用中快速响应。丝杠具有敏捷的加速和减速率，以及比皮带传动更快的响应。对于小于 500 毫米的行程，激进的丝杠可以与皮带传动一样快。
具有乙缩醛 PTFE 成分的自润滑聚合物螺母可减少预防性维护。
更平滑、更安静 的直线运动。
轻质聚合物螺母 的移动螺母质量更小。
非腐蚀性材料。 不易受污染。PBC 直线丝杠的一大优势是自润滑 PTFE 涂层丝杠和 PTFE 组合螺母，允许完全浸入水或其他流体中，有利于大多数冲洗环境。
当螺杆效率等级低于 35% 或螺杆导程小于螺杆直径的三分之一时，自锁可消除垂直应用中的负载漂移问题。
短行程 聚合物螺母非常适合此类应用。短行程对螺母磨损几乎没有影响。
轻负载、高占空比 应用有利于 3D 打印等应用。
由于丝杠的长度，非固定 丝杠配置不受临界速度限制。
缺点：
由于聚合物螺母和消隙螺母样式，负载能力有限。
限速。 通常 <= 1,000 rpm。对于较轻的有效载荷，可以超过此限制。参考 PBC 直线丝杠目录。应针对特定的应用负载标准评估聚合物丝杠螺母的压力速度 (PV) 负载降额系数。
提供有限的螺钉精度 。（PBC 线性在市场上最好 <=0.003”/ft。竞争通常是 <=.008”/ft。）
不推荐 用于需要结合高负载、高速和连续工作的应用。环境和摩擦产生的热量是主要问题。
