摘  要

    滾珠絲杠是工業自動化傳動中的關鍵部件，能有效提高傳動效率，提升定位精度，節省操作時間。本文從應用角度出發，對滾珠絲杠的驅動結構進行了分析，對滾珠絲杠的一些關鍵參數進行了說明，并充分考慮客戶的實際要求，對滾珠絲杠選型各要件進行了詳細計算和分析，并選配了高性價比滿足使用要求的滾珠絲杠。

    1 前言
    隨著現代化生產的工業自動化程度提高，客戶對自動化、高效率和高精度傳動的要求越來越多。很多傳統的傳動方式已不適合當前產業的需要，滾珠絲杠這種高精度的傳動產品在市場上的需求越來越大。滾珠絲杠是工具機和精密機械上最常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉運動轉換成線性運動，或將扭矩轉換成軸向反覆作用力，同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點。
傳統制藥行業壓片機上調整藥片壓模的間隙基本為手動操作，調整精度差，效率低，嚴重制約了制藥廠的生產產能，客戶更改該結構的意愿非常強烈。對于設計工程師而言，如何選配合適的定位精度，選配高性價比的滾珠絲杠，是一項非常重要并且勢在必行的工作。

    2絲杠的基本要求
（I） 運動方向：垂直方向
（Ⅱ）負載大小F：無外加壓力狀況：20-30KG
                    外加壓力大小：1000KG
（Ⅲ）運行速度Nm：勻速運行，10rpm
（Ⅳ）絲杠導程P：5mm
（Ⅴ）精度要求E：50mm內累積偏差＜0.02mm
（Ⅵ）有效行程L：120mm

    3客戶之前結構
    客戶之前結構主要采用手動方式進行動力傳動和定位。
    機構的工作原理：在蝸桿的一端裝有手輪，轉動手輪帶動蝸桿轉動，再由蝸桿帶動斜齒輪，該斜齒輪在軸向上下兩端被限制住，只能作旋轉運動，且同螺母聯為一體，通過斜齒輪和螺母的旋轉運動，帶動直徑為M22mm的升降桿作上升或下降的直線運動。運動到要求的工藝位置后，升降桿就停止不動了，壓藥動作開始進行，壓藥運行期間，壓輪的最大壓力為1噸。而當壓藥品種需要更換時，再手動調節升降桿上升或向下做直線運動到另一工位。
    從運動機理上分析，該機構設計合理，能滿足使用要求。但不足之處也非常明顯：
（1）靠人工來調整上升或下降距離，自動化程度很低。
（2）外協加工的升降桿與斜齒輪為非標產品，制造精度難以保證。
（3）工作效率低。因藥片本體比較小，要求的厚薄精度比較高，只能通過多次的試驗來進行調整。
    4改進要求
    基于以上存在不足，客戶期望提升設備檔次，操作更加靈活快捷，達到以下要求：
（1）提升設備的柔性生產能力，快速應對不同規格的藥片生產。
（2）提高調整效率，減少試驗次數，提高成功率。
（3）定位精度要求≤0.02mm

    5改進后結構
    針對客戶的改進要求，客戶對結構進行了調整：擯棄手動操作裝置，改為完全自動化操作和控制的裝置，同時實現更精確的定位要求。為此，客戶對設備進行了結構改進。
    運動機理分析：改進后通過伺服電機11帶動連接間15，再通過鍵與螺母3的連接，帶動螺母旋轉，螺母沿軸向被限位，不能作直線運動，從而帶動滾珠絲杠8作直線運動。進而達到調節滾輪與壓板的間隙，控制藥片厚薄的目的。
    以上結構的好處也非常明顯：
（1）通過伺服電機帶動滾珠絲杠運動，代替手動搖輪，操作簡單方便，自動化程度得到提升。
（2）通過選用高精度滾珠絲杠，達到更高的傳動精度。
（3）應對不同的藥片，可比較快捷達到生產要求，柔性化得到加強。
結構改進的主要難點在于：
（1）裝配絲杠的空間比較狹小。
（2）不同于傳統的絲杠旋轉，螺母作直線運動；客戶要求螺母旋轉，絲杠作直線運動。

    6滾珠絲杠的選型計算