1。2。1。2  选择安装方式、支撑方式,确认各种限制条件

安装方式有水平或垂直方式;支撑方式有两端固定、一端固定一端支撑、一端固定一端自由、两端支撑等多种方式;限制条件又包括各种软件所需的系数等。

1。2。1。3  计算得到选型的初始结果

选型的初选过程主要计算以下数据:

1)导程;                                                               

    2)预期额定动载荷;

    3)最小螺纹底径和丝杠长度等。

1。2。1。4  根据上一步的结果选出一个产品

    基于上述过程中计算得出的滚珠丝杠副的导程、最小螺纹直径、预期额定动载荷等,再结合所需的循环方式和螺母类型,可以初选一个合适的丝杠型号。

1。2。1。5  根据所选滚珠丝杠副型号,进行相应的校核验算

    初选出的型号并不能直接作为最后的选型结果,必须经过一系列检验校核,才能最终确定所选型号。校核主要包括以下几个方面:

    1)刚度校核;

    2)精度校核;

    3)临界压缩载荷校核;

    4)极限转速校核;

5)寿命校核等。

1。2。2  滚动直线导轨副的选型

    滚动直线导轨副的选型过程与滚珠丝杠副的选型过程类似,也主要分为用户条件输入、初选导轨副、优化选择及后续功能几个步骤。以南京工艺制造装备有限公司的滚动直线导轨副选型软件[12]为例,首先需要用户设定一系列使用条件,如安装方式、导轨及导轨上滑块的布局要求等,然后进行运动速度和运动周期(每分钟往返次数)的设置。接着便是受力参数设置,在这里用户可以添加导轨所受力的方向和大小。这些参数设置好后,软件根据编制的算法计算并记录导轨副某瞬时、某滑块的最大载荷、滑块最大等效载荷及各滑块的不同运行状态中的受力情况,并将计算结果自动提供给后续校核界面。最后,根据选择的导轨副类型,软件会自动进行相应的寿命校核分析,这样就完成了一个完整的滚动直线导轨副选型过程。

1。3  课题的研究目的与内容

本课题作为国家重大专项《数控机床功能部件优化设计选型工具开发及应用》的一个子课题,将研究滚动功能部件的选型软件,主要包括滚珠丝杠副和滚动直线导轨副的选型软件,并完成相应设计与优化,支持项目的研究工作。

课题的主要任务如下:

1)在现有的基础上设计掌握滚珠丝杠副、滚动直线导轨副选型软件的流程,并优化相关算法;

2)利用三维建模与三维模型显示功能实现软件的3D显示;

3)完善选型数据库;

4)针对选型软件进行调试。

2  滚珠丝杠副选型软件算法的设计与优化

2。1  滚珠丝杠副选型算法

    滚珠丝杠副选型流程(图2。1)可以分为四大步骤:用户输入、系统初步计算、性能校核和最终选择。

图2。1 滚珠丝杠副选型流程

2。1。1  用户输入

    为了能够顺利完成用户的选型要求,必须由用户先输入初始条件和相关参数。输入的内容大体可以分为工作条件输入(图2。2)、工作参数输入(图2。3)和相关设计要求输入(图2。4)。其中工作条件包括安装方式、支撑方式、定位精度、设计精度、使用用途和控制方式等;工作参数主要包括工作台质量、工件及夹具质量、有效行程、支撑间距、丝杠转速和工作台负载等;设计要求主要包括寿命要求、可靠性要求、相关载荷要求和相关系数要求等。文献综述

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