張書濤　吳孜越

摘 要：數(shù)控機床廣泛采用的滾珠絲杠螺母副是將機械傳動的滑動摩擦替換為滾動摩擦，使傳動效率高達85%～98%，是普通滑動絲杠的2～4倍，采用它是提高進給系統(tǒng)靈敏度、定位精度和防止爬行的有效措施之一，該文就制作的滾珠絲杠自動設(shè)計系統(tǒng)課件進行闡述，該課件對學(xué)生認識滾珠絲杠及合理使用提供了很好的認識手段，已獲得了較好的反響。

關(guān)鍵詞：滾珠絲杠 循環(huán)方式 螺母副 剛度校核

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（b）-0243-01

數(shù)控機床工作臺的位移量是以脈沖當(dāng)量為單位，要求運動件能夠?qū)崿F(xiàn)微量精確移動，以提高運動精度、定位精度、低速運動的平穩(wěn)性等，因此減少運動件的摩擦和消除傳動間隙是非常重要的，數(shù)控機床的機械傳動采用效率、剛度、精度等各方面都優(yōu)良的傳動件，如滾珠絲杠螺母副、靜壓蝸桿副等，滾珠絲杠螺母副是滑動摩擦替換為滾動摩擦，使?jié)L動體在螺母副內(nèi)一封閉的滾道內(nèi)運動，傳動效率高，是提高進給系統(tǒng)靈敏度，提高傳動精度、定位精度、防止爬行的有效手段之一。

1 制作滾珠絲杠選用課件的設(shè)計思路

對于機制專業(yè)的學(xué)生，認真學(xué)習(xí)，深入了解一些先進傳動件的性能、工作原理、選擇方法是提高專業(yè)設(shè)計能力的關(guān)鍵，課件設(shè)計的目標(biāo)是給學(xué)生提供熟悉滾珠絲杠的工作原理的有效方式，從中深入了解滾珠絲杠的基本參數(shù)、循環(huán)方式、螺母的結(jié)構(gòu)形式、絲杠工作狀態(tài)對絲杠工作性能的影響，理解校核的意義及對滾珠絲杠工作穩(wěn)定性的影響，這對熟悉滾珠絲杠是十分有效的。

設(shè)計思路：使使用者理解給定參數(shù)意義，設(shè)計可修改式輸入?yún)?shù)對話框、確定循環(huán)方式選擇對話框、滾珠絲杠螺母副的類型確定對話框、完成剛度校核等步驟，來進行判斷絲杠選擇的是否合適，若不合適，系統(tǒng)則會給出判斷結(jié)果，并給出修正方案，修正后返回到相應(yīng)對話框進行修改，直至合理。

設(shè)計方法：用VB設(shè)計對話框，各對話框均有相應(yīng)的約束條件，根據(jù)工作狀態(tài)的不同進行分析、判斷，條件符合，進行下一個參數(shù)的選擇，否則繼續(xù)設(shè)計。

2 制作滾珠絲杠選擇課件的基本思想

（1）設(shè)計參數(shù)輸入窗

絲杠的選用依據(jù)就是保證用戶對裝備各項技術(shù)指標(biāo)的要求，學(xué)生給出的設(shè)計思路是依據(jù)機床基本工作參數(shù)及設(shè)計機床的基本要求，結(jié)合這些要求來設(shè)計課件的主選擇參數(shù)界面，目的是使學(xué)生對設(shè)計前的給出機床參數(shù)以及機床改造的目標(biāo)參數(shù)的作用及重要性有個整體認識，輸入?yún)?shù)框采用可修改式，這樣便于誤操作帶來的麻煩。

（2）滾珠絲杠螺母副的循環(huán)方式的選擇

循環(huán)方式影響的是絲杠的結(jié)構(gòu)尺寸、載荷能力、加工工藝等，因此要根據(jù)機床的結(jié)構(gòu)、工藝、性能、性價比等的要求，來確定其循環(huán)方式，由此來促進學(xué)生認識不同的循環(huán)方式，了解不同的循環(huán)方式及不同循環(huán)方式的特點，課件中給出了外循環(huán)中的螺旋槽式及插管式，內(nèi)循環(huán)的圓柱凸鍵式及扁圓嵌塊式。

（3）滾珠絲杠螺母副的選型

滾珠絲杠的滾動體對滾珠絲杠的工作狀態(tài)、承載性能、工作精度都有影響，因此，要根據(jù)所設(shè)計的機床的工作情況、載荷特點進行初選，初選依據(jù)一是類比，這種方法簡單方便直觀，二是計算，這種方法精確，工作量相對大些，課件設(shè)計的基本思路以計算為先，目的是提升學(xué)生的設(shè)計思想及提高學(xué)生的設(shè)計能力，類比只作為粗選范圍的引導(dǎo)，不作為設(shè)計依據(jù)，這樣可以縮短設(shè)計過程，減少不必要的冗余計算。

（4）若輸入?yún)?shù)對絲杠進行的剛度校核，結(jié)果若符合要求，則進行步進電機的初選，若校核結(jié)果不合適，則要進行修正，修正內(nèi)容主要在于機械傳動過程中有阻力產(chǎn)生，影響傳動效率的部分，可進行分項目修正，也可同時修正，內(nèi)容有導(dǎo)軌、軸承、潤滑、支承等均屬于可進行修正，目的是提高傳動效率，減少傳動阻力，修正合格絲杠選擇結(jié)束，給出絲杠參數(shù)表和絲杠工作圖。

（5）若初選不合適則重選或?qū)?dǎo)軌進行處理

修正也是有范圍的，修正也要保證性價比最優(yōu)，若修正之后依然不合適，就要重新選擇，此時程序設(shè)計返回到第一步，就原來輸入的參數(shù)進行小范圍的調(diào)整，再重新進行絲杠的選擇計算。

3 結(jié)語

該課件使學(xué)生對專業(yè)部件的認識深刻了許多，課件的優(yōu)勢在于將影響絲杠工作狀態(tài)的全部知識點都融進了課件里，絲杠的結(jié)構(gòu)、絲杠的工作參數(shù)、絲杠的循環(huán)方式、絲杠的安裝、絲杠的潤滑、絲杠的載荷、絲杠的參數(shù)表、絲杠的工作圖等等，均通過課件體現(xiàn)出來，這樣的認識全面深刻，學(xué)生使用獲得了一致好評。

參考文獻

[1] 石軍.關(guān)于滾珠絲杠副核心參數(shù)的確定和相關(guān)校核計算[J].機械制造與自動化，2012（5）.

[2] 趙萬軍.數(shù)控機床滾珠絲杠副計算機選型設(shè)計系統(tǒng)研究[J].機床與液壓，2011（2）.

[3] 汪守生.數(shù)控機床進給系統(tǒng)滾珠絲杠剛度[J].機械工程與自動化，2012（12）.

[4] 周超.滾珠絲杠副綜合性能動態(tài)測量系統(tǒng)設(shè)計[J].機械設(shè)計與制造，2012（4）.