У лінійних системах люфт і гістерезис часто називають одним і тим же явищем.Але хоча вони обидва сприяють втраті руху, їх причини та методи роботи різні.
Люфт: ворог лінійних систем

Люфт спричинений зазором або люфтом між сполученими частинами, що створює мертву зону, коли напрямок руху змінюється на протилежний.У зоні нечутливості рух не відбувається, доки не буде усунено зазор між сполученими частинами.

Компоненти, які зазвичай відчувають люфт, включають кулькові гвинти, ходові гвинти, системи пасів і шківів, а також шестерні.У рециркуляційних підшипникових системах застосування попереднього натягу може зменшити або усунути люфт шляхом усунення зазору між кульками (або роликами) і доріжками кочення.Деякі системи без рециркуляції використовують альтернативні методи, такі як пружини або спеціально розроблені гвинтові гайки, щоб зменшити або усунути люфт.

Або це?

Хоча люфт зазвичай розглядається як негативна характеристика механічних систем, він не завжди є шкідливим.По-перше, виробництво компонентів без люфтів є дорогим і, в більшості випадків, недоцільним.А методи зменшення люфту неминуче збільшують тертя та знос.Якщо в додатку можна допустити певний люфт, доступні компоненти будуть дешевшими, доступнішими та в багатьох випадках матимуть довший термін служби.У шестернях і коробках передач необхідний певний люфт, щоб забезпечити зчеплення шестерень без надмірного навантаження на зуби шестерень і збільшення тертя.
Що таке гістерезис?

Гістерезис найчастіше пов'язаний з магнітними системами і проявляється в електродвигунах як втрати на гістерезис.Простіше кажучи, гістерезис — це співвідношення між реакцією матеріалу на початкове навантаження (або силу намагнічування) та відновленням матеріалу після того, як навантаження (або сила намагнічування) припинено.Наприклад, коли залізо намагнічується зовнішнім полем, намагніченість заліза відстає від сили намагнічування.Коли сила намагнічення припиняється, залізо зберігає деяку кількість магнетизму.Іншими словами, залізо не відновиться повністю до свого ненамагніченого стану, якщо не буде застосовано протилежну силу намагнічення.

У механічних системах гістерезис пов’язаний з пружністю матеріалу.Наприклад, коли сталеві кульки в кульковій гайці переміщуються із зони, що не несе навантаження, у зону, що несе навантаження, зусилля, які вони відчувають, зростають, спричиняючи їх невелику деформацію.Але через пружні властивості сталі кульки не повністю повертаються до своєї початкової форми, коли повертаються назад у ненесучу зону гайки.Ця стійка мікроскопічна деформація зумовлена ​​гістерезисом.

Гістерезис також впливає на поведінку приводних валів у механічних системах.Коли крутний момент (сила кручення) прикладається до валу, це створює внутрішнє напруження та змушує вал змінювати форму.Ця зміна форми називається деформацією (або торсійною деформацією у випадку крутильного навантаження).В ідеально пружних матеріалах залежність між напруженням і деформацією є лінійною.Але небагато матеріалів є ідеально еластичними, а непружність матеріалів дає їм нелінійну криву напруга-деформація.Ця нелінійна поведінка, коли сили збільшуються та зменшуються, називається гістерезисом.
Коли гістерезис має значення в лінійних системах?

У всіх, крім найточніших механічних ступенів, гістерезис має незначний вплив на точність позиціонування та повторюваність, і в більшості випадків ефект люфту значно перевершує вплив гістерезису.Однак п’єзоприводи, які покладаються на напругу 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 ефекти гістерезису.