張書濤　吳孜越

摘 要：數(shù)控機(jī)床廣泛采用的滾珠絲杠螺母副是將機(jī)械傳動的滑動摩擦替換為滾動摩擦，使傳動效率高達(dá)85%～98%，是普通滑動絲杠的2～4倍，采用它是提高進(jìn)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(jì)系統(tǒng)課件進(jìn)行闡述，該課件對學(xué)生認(rèn)識滾珠絲杠及合理使用提供了很好的認(rèn)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(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（b）-0243-01

數(shù)控機(jī)床工作臺的位移量是以脈沖當(dāng)量為單位，要求運(yùn)動件能夠?qū)崿F(xiàn)微量精確移動，以提高運(yùn)動精度、定位精度、低速運(yùn)動的平穩(wěn)性等，因此減少運(yùn)動件的摩擦和消除傳動間隙是非常重要的，數(shù)控機(jī)床的機(jī)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(yùn)動，傳動效率高，是提高進(jìn)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(jì)思路

對于機(jī)制專業(yè)的學(xué)生，認(rèn)真學(xué)習(xí)，深入了解一些先進(jìn)傳動件的性能、工作原理、選擇方法是提高專業(yè)設(shè)計(jì)能力的關(guān)鍵，課件設(shè)計(jì)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(jì)思路：使使用者理解給定參數(shù)意義，設(shè)計(jì)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(jìn)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(jìn)行修改，直至合理。

設(shè)計(jì)方法：用VB設(shè)計(jì)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(jìn)行分析、判斷，條件符合，進(jìn)行下一個參數(shù)的選擇，否則繼續(xù)設(shè)計(jì)。

2 制作滾珠絲杠選擇課件的基本思想

（1）設(shè)計(jì)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(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的要求，學(xué)生給出的設(shè)計(jì)思路是依據(jù)機(jī)床基本工作參數(shù)及設(shè)計(jì)機(jī)床的基本要求，結(jié)合這些要求來設(shè)計(jì)課件的主選擇參數(shù)界面，目的是使學(xué)生對設(shè)計(jì)前的給出機(jī)床參數(shù)以及機(jī)床改造的目標(biāo)參數(shù)的作用及重要性有個整體認(rèn)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(jī)床的結(jié)構(gòu)、工藝、性能、性價(jià)比等的要求，來確定其循環(huán)方式，由此來促進(jìn)學(xué)生認(rèn)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(diǎn)，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(jì)的機(jī)床的工作情況、載荷特點(diǎn)進(jìn)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(jì)算，這種方法精確，工作量相對大些，課件設(shè)計(jì)的基本思路以計(jì)算為先，目的是提升學(xué)生的設(shè)計(jì)思想及提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，類比只作為粗選范圍的引導(dǎo)，不作為設(shè)計(jì)依據(jù)，這樣可以縮短設(shè)計(jì)過程，減少不必要的冗余計(jì)算。

（4）若輸入?yún)?shù)對絲杠進(jìn)行的剛度校核，結(jié)果若符合要求，則進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)的初選，若校核結(jié)果不合適，則要進(jìn)行修正，修正內(nèi)容主要在于機(jī)械傳動過程中有阻力產(chǎn)生，影響傳動效率的部分，可進(jìn)行分項(xiàng)目修正，也可同時(shí)修正，內(nèi)容有導(dǎo)軌、軸承、潤滑、支承等均屬于可進(jìn)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(jìn)行處理

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

3 結(jié)語

該課件使學(xué)生對專業(yè)部件的認(rèn)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(diǎn)都融進(jìn)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(rèn)識全面深刻，學(xué)生使用獲得了一致好評。

參考文獻(xiàn)

[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(jì)算[J].機(jī)械制造與自動化，2012（5）.

[2] 趙萬軍.數(shù)控機(jī)床滾珠絲杠副計(jì)算機(jī)選型設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究[J].機(jī)床與液壓，2011（2）.

[3] 汪守生.數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠剛度[J].機(jī)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(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2012（4）.