技术专栏“AI机械理解实验室”发布案例，展示如何利用AI自动生成滚珠丝杠轴的三维CAD模型。该系列通过输入直径、导程等5项基础变量，由AI自动计算螺旋路径坐标并生成超过200行建模代码，实现精密传动部件的数字化设计。
滚珠丝杠轴通过钢球在螺杆与螺母间的滚动替代传统梯形螺纹的滑动摩擦，摩擦系数降低数个数量级，传动效率可达90%以上。该部件广泛应用于数控机床的X/Y/Z轴进给系统、工业机器人关节直线执行器，以及半导体制造设备与注塑机的精密进给机构。
滚珠丝杠的核心在于容纳钢球的哥特式拱形螺旋槽。AI根据设计师设定的名义直径（Φ20mm）、导程（5mm）、槽圆弧半径（1.7mm）、钢球直径（Φ3.175mm）及轴长（72mm），自动离散化生成每圈32点、共约295点的螺旋中心路径。随后AI构建垂直构造平面，执行扫掠切除特征以成型螺旋槽，并确保槽体不穿透或分割轴体。
在实体生成阶段，AI首先通过三次拉伸与重叠合并操作构建Φ20mm的轴毛坯，随后沿螺旋路径切割出截面为圆弧形（半径1.7mm）的沟槽。接着在中央一圈按60°间隔放置6颗Φ3.175mm钢球，各球体保持独立且间距大于球径。AI通过断言语句验证钢球体积与理论公式（4/3·π·r³）误差小于1e-4，并确认最终实体数量为1个轴体加6个独立钢球。
尽管AI能高效处理由标准与数学公式唯一确定的几何参数，但涉及实际工程设计的自由度仍由人类把控。例如槽型采用单圆弧简化还是双圆弧哥特式轮廓、循环回珠管的结构设计，以及预压值的设定，均超出当前自动化生成的范围。该系列下一篇将转向滚珠丝杠螺母的变量分析。本次三维模型与代码验证均由Claude Fable 5模型完成。
资料来源：Note（ノート）；原文发布日期：2026-10-09。本文为资料编译。