皮带式直线模组的缺点也很多。其一，由于皮带和滑块易发生打滑，特别是在启动和停止时，将影响平台的定位精度。其二，精度保持性不好。由于其精度取决于模组中的皮带质量和组合中的加工过程，不同的动力输入对其精度会有不同的影响。其三，由于皮带通过静摩擦带动滑块，易发生磨损，导致使用寿命降低。

图1.4  轮带直线模组

1.3  直线模组的特点

（1） 多工设计： 整合驱动用的滚珠螺杆及导引用U型轨道，除提供精密直线运动，也能搭配多功能配件。在导入多用途的应用设计时非常方便，也能达成高精密线性传动的需求

（2） 体积小重量轻： U型轨道可当导引轨道，亦用搭平台结构，大幅缩小安装体积，并以有限元素法设计出最佳化结构，得到最佳刚性与重量比例。低扭力与低惯量的平顺定位运动，可减少能源耗用。

（3） 高精度与高刚性：直线模组籍由各方向的荷重对接触位置的变形量分析，得知此精密直线模组具高精度与高刚性的特性。以有限元素法的最佳化结构设计，得到最佳刚性与重量比例。

（4） 检测容易与配备齐全： 定位精度、定位重现性、行走平行度及起动扭力等功能容易检测。

（5） 组装便利与维护容易： 组装人员不需专业熟手可以组装完成。良好的防尘与润滑，容易维护保养，提供机台报废后的再生利用。

2  方案选择与总体参数的匹配

2.1  本设计的方案选择

在绪论部分介绍的丝杠式、齿轮齿条式、直线电机式、同步带式的四种直线模组中，本次毕设最终选择设计丝杠式。主要原因在于丝杠式模组是现在国内最常见的模组，有广泛的使用场合，国内有许多厂家拥有成熟的生产技术，且结构不复杂，价格便宜。纵观其他种类的模组，或多或少有一些问题，如轮带式精度不够、寿命难保证，齿轮齿条式电机和平台一体化难以设计制造，直线电机预算太高等。

本次毕设主要设计模组中的丝杠、锁紧器、底座、固定台、螺母连接件、工作平台等。剩余部分国内都有成熟的产品生产且较容易获得，故直接选用现成的产品，具体在后面章节会提到。

2.2  丝杠的设计和计算

（1）列表

表2.1 

                                            空运转 常用切削

工作台重量W1（单位N） 128 128

垂直切削分力Fy（单位N） 0 12000

水平切削分力Fx（单位N） 0 5000

进给速度Vi（单位mm/min） 12000 5000

时长比（单位 ）

20 80

丝杠转速ni（单位r/min）

Ni=Vi/Ph  取Ph=10 1200 500

丝杠轴向负载（单位N）

Fi= (W1+W2+Fy)+Fx

取 =0.01

1.28 5120

（2）验证Ph

选用电机的转速为5000转，减速器传动比为4

有经验公式Ph I*Vmax/nj=4*12000/5000=9.6(mm)

取Ph=10(mm)

I-减速器传动比

Vmax-丝杠最大进给速度