通过Allan Conway，Nexen Group，Inc。
滚子小齿轮系统是一种线性驱动方法，结合了滚珠丝杠，齿轮齿条，皮带传动和线性电机的最佳特点，同时消除了他们的许多缺点。
为了满足设计更快，更精确的机器和设备的目标，常见的选项包括滚珠丝杠，线性电机和伺服控制的线性驱动系统。但另一种选择是滚轮小齿轮系统（RPS），是线性运动的创新方法。
线性驱动系统通常由滚珠丝杠，齿条和小齿轮，带驱动器和线性电机组成。虽然这些系统具有若干所需的特征，但根据应用，您可能必须处理间隙，低刚性，累积误差，热蠕变，有限的长度，低速，低力能力，振动和噪声。
另一方面，滚轮小齿轮系统是线性驱动概念，它结合了现有技术的最佳属性，同时消除了大部分缺点。
视觉上类似于渐开线齿轮，滚轮小齿轮系统功能不同。钥匙是滚轮小齿轮。小齿轮代替形成金属齿，而不是形成金属齿;每个由两个滚针轴承支撑。这允许自由摩擦运动，因为辊子接合设计成与小齿轮的路径完全匹配的齿形轮廓。摩擦啮合也允许小齿轮预加载到机架中，消除所有机械间隙。
轴承支持的滚子消除了传统齿条和小齿轮系统的滑动摩擦，将旋转运动转换为线性运动，99%的效率。
针对特定的应用程序
五个版本的滚子小齿轮系统可用于独特和具有挑战性的运动控制要求。这些版本包括标准，高级，耐力，通用和不锈钢通用机架。每个都有独特的功能，使其最适合特定的行业和应用。此外，每个模型的尺寸可以满足精确的机器规格。
该型号可提供耐腐蚀的表面处理或由17-4不锈钢为困难的应用。小齿轮可在轴安装与无键机械压缩衬套或ISO 9409法兰安装版本的机器设计灵活性。法兰安装小齿轮减轻了减速器的选择和安装，并允许使用小齿轮预加载器。
可以选择机架进行特定的应用需求。例如，标准架进行热处理，具有50微米的精度，并提供高负荷承载能力。这些功能适用于注塑机和层压机的运动控制应用。
在恶劣的环境条件下，优质机架不受腐蚀，不需要润滑，使其适用于珩磨机、飞机组装、五轴陶瓷和碳纤维成形机等应用。
对于需要精确精度的复杂应用，耐力架被开发用于计数、分类和装袋机。
在严格卫生法规的应用中，不锈钢通用机架抵抗食品级应用中的极端腐蚀，如包装和灌装机。对于经济，高质量的运动控制，通用机架具有中型硬度，可确保玻璃和管道切割应用所需的精确度。
位置精度
RPS机架使用模块化概念，只有两个标准工厂长度的每个尺寸，可以加入以创建任何长度的运行。根据牙齿间距，全长左右左右一米，半长度左右。切割机架可以制造较短的齿条段。
位置精度为30,50和80微米。通常，高级架提供30微米的精度，而标准，通用和不锈钢通用架具有50微米的位置精度，并且耐久架能够将精确定位为80微米。为了将位置精度转移到以下架子段，开发了一种特殊的工具，该工具使用机架齿盒设置机架间距而不是简单地避免架子端到端。对齐工具在每个机架上使用两颗齿平均输出一些传输的误差。这种小转移误差是±每次和统计上趋势为零，因此无限长的运行将在理论上具有零累积误差。此功能允许在没有系统精度的情况下运行几乎任何长度。在许多情况下，不再需要线性编码器，并且可以依赖伺服编码器，降低成本和复杂性。
该位置精度图显示了精确的线性编码器和来自小齿轮轴的旋转编码器数据。周期性波模式表明，虽然存在一些错误，但它不是累积的。
上图显示了基于小齿轮轴上非常精确的线性编码器和旋转编码器数据的位置精度。
看着波纹模式，您将看到代表单个引脚和机架啮合误差的单个尖峰，以及表示与每次旋转重复的小齿轮体中的误差的一般周期波图案。如您所见，误差条线路水平显示无累积错误。这将在任何单独的机架段或运行长度上都会继续。
下图说明了从一个方向和两个方向重复返回到相同位置。如您所能地看到从一个方向的可重复性优于2.6μm，并且从两个方向优于5.8μm。这两个数字之间的差异是系统中的间隙，小于3.2μm。这将符合几乎任何长度运行。
该图显示重复返回到与一个方向和两个方向相同的位置。重复性之间的差异是系统中的间隙，在任何长度运行时小于3.2μm。
RPS系统能够速度高达11米/秒（36.1英尺），使其成为最快的机械线性驱动系统，仅用于线性电机。即使在这些速度下，低摩擦设计也导致最小的热量和部件磨损。
每个独立的RPS系统都有一个最大的速度限制，这是在滚子小齿轮中使用的特定滚针轴承的功能。在实践中，滚子小齿轮执行速度比系统中的其他组件，如线性轴承和实用载体，提供比机器所需的更多的速度能力。
机架和小齿轮机体由碳钢制成。机架齿进行热处理耐磨性。在许多应用中，液体和腐蚀性材料将为未受保护的钢产品带来问题。不锈钢不是一种可行的选择，因为它具有较少的力量，并且会妥协单位的性能。
由于制造公差极其紧密，RPS需要涂层，这些涂层不会在表面上积聚或快速磨损。保护性表面处理称为雷德。Raydent治疗是一种低温过程，其渗透金属表面和与形成具有最小表面堆积的陶瓷铬层的钢的分子键合。它是耐用且耐酸，碱和各种溶剂。如果划伤，它不会剥落或生锈。如果用Raydent处理一块薄的金属，然后彻底弯曲成两半，涂层不会受到损害。
由于辊子接合机架齿，RPS系统产生低噪音和振动。消除滑动摩擦使系统能够比标准机架和小齿轮更静止地操作。该系统在低速下耳语安静，全速低于75 dB。通常，引导系统，伺服电动机和减速器产生比RPS系统更多的噪声。
RPS系统具有较长的操作寿命，但需要很少维护。小齿轮由10或12支承支撑辊组成，密封和润滑寿命。机架在安装时具有高性能浅润滑脂，然后每六个月或200万小齿轮旋转润滑。在特殊应用中，只要速度小于30米/分钟，RPS系统就可以自由运行润滑。
如果执行在0.5米/秒或以下，高级和耐久性机架不需要润滑，只有少量的润滑是必要的标准和通用机架。
由于润滑要求，RPS系统具有低颗粒排放，适用于洁净室、食品加工、涂料操作和制药生产等应用。即使是非常低的维护，RPS系统在其额定性能下也能提供6000万小齿轮转的寿命。如果安装和维护得当，这将是960 - 2880万米(320 - 9550万英尺)。RPS系统在超过这一标准后仍会继续运行，但精度会不断下降。
在切割，铣削和布线等应用中，没有润滑也有益。污染物不太可能粘在机架上，减少了加速机械系统磨损的磨料浆料的产生。
许多线性驱动技术是通过与寿命要求增加的产品尺寸的寿命考虑来指定。RPS系统选择过程不考虑生命，主要基于负载。
安装RPS系统可与安装精密型面导轨相媲美。机架应放置在机床的台阶上，以提供充分的底部支撑和用于螺栓固定的背板，并确保直线度，特别是在连接机架部分时。
一旦安装了小齿轮，并且其轴线平行地定位到齿条齿面并完全接合在齿条中，施加小的预载荷以占据小齿轮滚子轴承中的间隙。高度的齿条安装表面平整度是理想的，但更重要的是引导系统和RP之间的平行性，因此小齿轮预载既不丢失也不会过度。每个机架都具有相同的简单安装过程。
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