У лінійних системах люфт і гістерезис часто називають одним і тим самим явищем. Але хоча обидва вони сприяють втраті ходу, їхні причини та методи дії різні.
Зворотна реакція: ворог лінійних систем

Люфт виникає через зазор між деталями, що з'єднуються, що призводить до утворення зони нечутливості при зміні напрямку руху. У зоні нечутливості рух не відбувається, доки не буде усунено зазор між деталями, що з'єднуються.

Компоненти, які зазвичай зазнають люфту, включають кулькові гвинти, ходові гвинти, системи ременів та шківів, а також шестерні. У системах з рециркуляційними підшипниками застосування попереднього натягу може зменшити або усунути люфт, усунувши зазор між кульками (або роликами) та доріжками кочення. У деяких нерециркуляційних системах використовуються альтернативні методи, такі як пружини або спеціально розроблені гайки ходових гвинтів, для зменшення або усунення люфту.

Чи це так?

Хоча люфт зазвичай розглядається як негативна характеристика механічних систем, він не завжди є шкідливим. По-перше, виробництво повністю безлюфтових компонентів є дорогим і, в більшості випадків, недоцільним. А методи зменшення люфту неминуче збільшують тертя та знос. Якщо певний люфт допустимий у застосуванні, доступні компоненти будуть дешевшими, легше доступними та в багатьох випадках матимуть довший термін служби. У шестернях та коробках передач певний люфт необхідний, щоб шестерні могли зчепитися без перевантаження зубців шестерень та збільшення тертя.
Що таке гістерезис?

Гістерезис найчастіше пов'язаний з магнітними системами та проявляється в електродвигунах як втрати на гістерезис. Простіше кажучи, гістерезис – це зв'язок між реакцією матеріалу на початкове навантаження (або силу намагнічування) та відновленням матеріалу після зняття навантаження (або сили намагнічування). Наприклад, коли залізо намагнічується зовнішнім полем, намагніченість заліза відстає від сили намагнічування. Коли сила намагнічування знята, залізо зберігає певну кількість магнетизму. Іншими словами, залізо не повністю відновлюється до свого немагнітованого стану, якщо не прикладена протилежна сила намагнічування.

У механічних системах гістерезис пов'язаний з пружністю матеріалу. Наприклад, коли сталеві кульки в кульовій гайці рухаються із зони, що не несуть навантаження, до зони, що несуть навантаження, сили, які вони відчувають, збільшуються, що призводить до їх незначної деформації. Але через пружні властивості сталі кульки не повністю повертаються до своєї початкової форми, коли вони повертаються в зону, що не несуть навантаження гайки. Ця стійка мікроскопічна деформація зумовлена ​​гістерезисом.

Гістерезис також впливає на поведінку приводних валів у механічних системах. Коли до вала прикладається крутний момент (крутильна сила), він створює внутрішнє напруження та призводить до зміни форми вала. Ця зміна форми називається деформацією (або крутильною деформацією у випадку крутильного навантаження). В ідеально пружних матеріалах залежність між напруженням і деформацією є лінійною. Але мало які матеріали є ідеально пружними, а непружність матеріалів надає їм нелінійної кривої напруження-деформації. Така нелінійна поведінка, коли сили збільшуються та зменшуються, називається гістерезисом.
Коли гістерезис має значення в лінійних системах?

У всіх механічних каскадах, окрім найточніших, гістерезис має незначний вплив на точність позиціонування та повторюваність, і в більшості випадків вплив люфту значно перевищує вплив гістерезису. Однак п'єзоприводи, які залежать від деформації матеріалу для створення руху, можуть відчувати гістерезис від 10 до 15 відсотків від заданого руху. Робота п'єзоприводів у замкнутій системі може зменшити або усунути вплив гістерезису.