滚珠丝杠有类似于角接触轴承的滚动副，由于滚道是螺纹，钢球和螺纹之间不会像球轴承那样存在滑动，循环内钢球多，且由于没有保持架，钢球之间会相互滑动。存在循环管等的循环零部件，加工精度、加工面的光洁度存在误差，与角接触球轴承相比，有较大的摩擦是难免的。
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滚珠丝杠的摩擦
1. 摩擦系数和效率
以三角螺纹面的滑动摩擦系数的考虑方法为准，所有螺纹的摩擦用运转面的摩擦代替之后，摩擦系数和摩擦力矩的关系如下式子表示。
μ1 = MF1 sinα / {RP P (1+tan2β) + MF1 tanβ} ・・・・・・（1）
μ2 = MF2 sinα / {RP P(1+tan2β) - MF2 tanβ} ・・・・・・（2）
这里，
μ： 名义摩擦系数
MF： 摩擦力矩
α： 接触角
RP： 螺距半径
P： 推力载荷
β： 导程角
式（1）、（2）以及式（3）、（4）的下标1、2是用来表示各自的正运转（旋转变为直线运动）以及逆运转（直线运动变为旋转）。
另外，滚珠丝杠的正效率η1，逆效率η2，用μ1、μ2代入下式可计算得到。
η1 = (sinα - μ1tanβ) / (sinα + μ1 / tanβ) ・・・・・・（3）
η2 = (sinα - μ2 / tanβ) / (sinα + μ2tanβ) ・・・・・・（4）
滚珠丝杠的效率在正运转时通常为95%左右，逆运转在实验中也得到了差不多的值。这已经比滑动丝杠20～30%的效率高了很多。
举个一个实验结果的例子，根据启动时的摩擦力矩实测值，得到 μ1 = 0.0024～0.0026、μ2 = 0.0036～0.0038、η1 = 96.7～96.9％、η2 = 95.1～95.3%。这里RP = 14.872mm、β = 6.2°、α = 45°、P = 50～300kg。
2. 摩擦的主要因素
以下是造成滚珠丝杠摩擦的几个主要原因。
1） 钢球和沟槽间的摩擦
2） 钢球间相互摩擦
3） 与循环管之类的循环机构的摩擦
4） 润滑剂的阻力
此外，除了这些各种各样的摩擦影响因子，还有内部的式样，如槽的形状、导程角·钢球径等各部分的形状・尺寸和预紧量，预紧方法，加工精度，加工表面的光洁度等，甚至材料、热处理条件和润滑剂的种类和量。另外，根据使用条件，速度条件，负荷条件，摇动和反动作等特殊的使用条件，滚珠丝杠的安装条件、安装周围的温度和异物条件（水中・真空中、惰性气体等环境条件）等，这些也会影响滚珠丝杠的摩擦力。
这些影响摩擦的主要因素以及刚才说的原因进行组合，把过去的实验结果进行说明。
2.1. 钢球和沟槽之间的摩擦
占球轴承的摩擦中比例最大的自旋、差动滑动等因素，在滚珠丝杠中，通常占全体摩擦的比例较小。相比之下，滚珠丝杠的钢球和螺丝槽之间的滑动摩擦是主要因素。滚珠丝杠的钢球与轴槽、钢杆、螺母槽的各接触点及钢球中心，均以轴心的螺旋运动为主。由于各点的半径不同，各螺旋线互不平行。于是，钢球滚动时，各接触点受螺旋方向的拉扯，微观上，钢球在槽内会产生直角方向的滚动，进而以楔状楔入沟槽。钢球一边滚动一边楔入，达到稳定状态后，便会伴随滑动而转动。
滚动相对于滑动的比率（即滑动率），可根据滚珠丝杠内部规格计算得出。其值一般在0.005～0.05之间，虽说数值较小，但由于滑动摩擦系数与滚动摩擦系数差异显著，因此滑动摩擦成为滚珠丝杠摩擦的主要因素。
另外，上述钢球楔入现象会因条件不同而变化，钢球负载的大小、钢球与沟槽及钢球之间的接触状态变化，都是摩擦力矩变动的主要因素。例如，有预拉伸的滚珠丝杠，因轴沟槽和螺母沟槽的相对位置受约束，钢球的负载变化会更明显。
特别地，当滚珠丝杠在同一位置反复摇动时，钢球间会相互碰撞，导致钢球间的摩擦力增大，加之钢球中心的移动与沟槽楔入的相互影响，摩擦力矩会变得极大。这种现象通常被称为“摇动力矩”或“钢珠阻塞现象”。
该现象因滚珠丝杠的不同而存在差异，要做到加工精度完全一致难度较大。抑制“摇动力矩”增大的办法，是抑制钢球中心的移动及钢球载荷的增大，以减小钢球间的约束与摩擦。
对于如图1（a）所示的单一R沟槽形状的滚珠丝杠，钢球中心的移动量相对较大，“摇动力矩”的增大会更为明显。
如b）那样哥特式沟槽且单体间隙小的滚珠丝杠，钢球和丝杠轴是3点接触。正因如此，其摩擦力比单一R沟槽的滚珠丝杠增加了一些。“摇动力矩”增大的不太明显。另外，由于钢球中心移动量较小，所以摩擦力矩也会更加平稳。
另外，哥特式沟槽一部分改良后，还能得到更好的性能改善。
即使预紧方法不是弹簧的定压预紧，也能得到很好的效果。如果采用定压预紧，刚度会下降一部分，造成这种效果的原因是，钢球在楔入沟槽的时候，2个螺母都会有向轴两边运动的趋势，钢球的荷重不会有太大变化，钢球阻塞的现象就有所缓解。
对于减小钢球之间的约束、摩擦的方法，可以采用间隔钢球的方式，或者减少回路内的钢球个数。
如果使用间隔钢球，由于负载的钢球数量减少，容许载荷就会降低，对于“摇动力矩”的抑制，摩擦力矩的降低都有非常大的效果。
如果使用间隔钢球，在负载钢球之间放入比负载钢球小数十个微米的钢球。其效果如图2的模型所示。
图2（a）是使用间隔钢球的情况，这时，各钢球都是以同一方向转动的。钢球间相互接触，钢球之间就产生了相互滑动。如果像（b）那样使用间隔钢球，由于间隔钢球比负载钢球的直径小，且不会受到沟槽的约束，这样就能与负载钢球的转动方向相反，即便是钢球之间相互接触时，也不会产生相互滑动。
从摩擦的角度来说，负载钢球间插入1个间隔钢球最理想的，但考虑到刚度、极限载荷，也采用每3个负载钢球中加1个间隔钢球的这种方法。
如果减少循环的钢球数，而刚度、容许载荷不会有太大损失，且有不错的效果，这是使用间隔钢球所达不到的。
图3中，表示的是用摩擦力矩容易变化的单一R滚珠丝杠的实际效果。
在改变滚珠丝杠的运行方向的瞬间，摩擦力矩会变小。这是由于钢球与槽的楔入方向与滚珠丝杠的运动方向不同，因此钢球暂时从沟槽的一侧离开的同时，滑动摩擦也减少，在接触到另一侧的沟槽之前，摩擦力矩变小的现象。因此，滚珠丝杠的机能方面不会有什么异常。
让滚珠丝杠在一个非常小的角度里进行摇摆运动，和之前说过的“摇动力矩”相反，摩擦力矩会变得非常小。这里非常的小，在钢球能够接触到沟槽，要和之前的“摇动力矩”进行区别，称其为“微小角度摇动力矩”。这种情况下，由于摇动范围的一侧之前，运转的方向就改变了。因此，相较于钢球之间碰撞，钢球会向丝杠沟槽中间靠拢。正因如此，这和上述的反转时摩擦力矩会减少的理由相同。
2.2. 钢球之间的摩擦
如之前所述，钢球之间彼此刮擦时，钢球之间的摩擦及相应的影响会显著增加，通常状态下，是无法忽视的。此时，使用间隔钢球，会通过减少回路内的钢球数，达到明显的效果。与回路内基本装满负载钢球时进行同一条件对比，实验结果表明摩擦力矩最大减少30％。
2.3. 钢球循环管的摩擦
在钢球循环管内部，钢球与循环管的滑动摩擦较小，一般没有问题。与之相比，与循环管的头部（进出口部）钢球的干涉，头部附近的钢球循环对滚珠丝杠整体的摩擦会产生较大的影响。另外，有时也会可能产生头部变形，运转不良，破损后无法运转。因此，循环管道强度，头部的形状显得尤为重要。现在，通过使用电脑进行头部形状的计算，设计，进而提高性能。
NSK BEARING JOURNAL
摘自 No.637 滚珠丝杠的摩擦与温度上升
