直线运动导轨

cos ? (1?
fV
2h) ? L
fV
sin
?
(1 ?
2b L
?
fV d ) ? 0 L
第二节 滑动摩擦导轨
? 驱动力方向和作用点对导轨工作的影响 －不同截面形状的组合导轨，摩擦力合力位置
决定驱动元件的位置。
第二节 滑动摩擦导轨
? 温度变化对导轨间隙的影响 ? 承导件和运动件最好用膨胀系数相同或相近的
? 特点 ? 摩擦系数小、运动灵便，不易wenku.baidu.com现爬行现象； ? 定位精度高； ? 磨损较小，寿命长，润滑方便； ? 结构较为复杂，加工较困难，成本较高； ? 对脏物及导轨面的误差比较敏感。
第三节 滚动摩擦导轨
? 滚动导轨的类型及结构特点
? 滚珠导轨
典型结构型式
其它结构型式
? 滚柱导轨
常见结构型式
? 滚动轴承导轨
第二节 滑动摩擦导轨
? 运动件与承导件直线接触。 ? 优点：结构简单、接触刚度大。 ? 缺点：摩擦阻力大、磨损快、低速运动时易产生
爬行现象。
第二节 滑动摩擦导轨
? 滑动摩擦导轨截面的常用形式 凸形导轨 – 不易存屑、脏物、润滑油，低速使 用。 凹形导轨 – 与上相反，高速导轨，需保护装置。
? 圆柱面导轨
导轨变形示意图
? 弹性摩擦导轨 ? 静压导轨
第四节 其它类型导轨简介
弹性摩擦导轨
弹性摩擦导轨
弹性摩擦导轨
? 优点 ? 摩擦力极小； ? 没有磨损，不需润滑； ? 运动灵便性高； ? 当运动件位移足够小时，精度很高，可达极高
分辨率。 ? 缺点：只能作很小的移动 。
静压导轨简介
? 导轨面间通入压力油或压缩空气，使运动件浮起， 保证液体或气体摩擦。
第十二章 直线运动导轨
参考文献
? 张策主编，《机械原理与机械设计》（下 册），机械工业出版社，2004
? 蒋秀珍主编，《机械学基础》，科学出版 社，2004
? 陈立德主编，《机械制造装备设计》，高 等教育出版社，2006
? 其他有关导轨的相关书籍
主要内容
? 第一节 概述 ? 第二节 滑动摩擦导轨 ? 第三节 滚动摩擦导轨 ? 第四节 其它类型的导轨简介
第一节 概述
? 作用：支承和引导运动部件按给定方向作往复直 线运动。
? 基本组成: 运动件、承导件 静导轨 － 导轨副中设在支承构件上的，其导
轨面为承导面，比较长。 动导轨 － 设在运动件上的，导轨面一般较短。
第一节 概述
? 导轨的导向原理（ 保留一个移动自由度 ） ? 导轨的导向面
z x
y 棱柱面
? 燕尾形导轨 – 制造较复杂，磨损不能补偿，尺寸 紧凑，调整（间隙）方便。
? 组合导轨
双三角形导轨
三角形－平面导轨
矩形导轨
燕尾导轨
第二节 滑动摩擦导轨
? 导轨间隙的调整 ? 采用磨、刮相应的结合面或加垫片的方法 ? 采用平镶条调整
图示 ? 采用斜镶条调整
图示
第二节 滑动摩擦导轨
? 驱动力方向和作用点对导轨工作的影响 －减小倾覆力矩，使运动件不被卡住
第二节 滑动摩擦导轨
? 优点：加工和检验比较简单，易于达到较高精度。
? 缺点：对温度变化比较敏感，间隙不能调整。
? 防转结构 示例
? 导轨的配合
? 导轨的表面粗糙度
第二节 滑动摩擦导轨
? 棱柱面导轨
? 三角形导轨 – 导向精度高，无间隙，可自动补偿 磨损。
? 矩形导轨 – 制造简单，承载能力大，需调整间隙， 不能补偿磨损，导向精度低。
应用示例
第三节 滚动摩擦导轨
? 滚动导轨的预紧
? 预紧? 增大刚度、减小磨损，结构复杂，成本增 加
? 采用过盈装配形成预加负载
示例
? 用移动导轨板的方法实现预紧 示例
? 导轨主要参数的确定
第三节 滚动摩擦导轨
? 运动件的长度 ? 隔离架限动槽长度 b和平椭圆长度 B ? 滚动体的大小和数量
第三节 滚动摩擦导轨
? 液体静压导轨 ? 分类：开式静压导轨 闭式静压导轨 ? 优点：摩擦系数小、无磨损、承载能力大、导轨
温升小、抗振性好。 ? 气体静压导轨 ? 开式、闭式、 负压吸浮式气垫导轨
End
导向精度
? 导轨在垂直平面和水平面内的直线度
圆柱面
第一节 概述
? 导轨的分类 ? 按摩擦性质分
滑动摩擦导轨 滚动摩擦导轨 弹性摩擦导轨 流体摩擦导轨 ? 按结构特点分 力封式 – 借助外力保证运动件和承导件导轨面 间的接触。 自封式 – 依靠导轨本身的几何形状保证运动件 和承导件导轨面间的接触。可以承受倾覆力矩。
第一节 概述
? 导轨的基本要求 ? 导向精度 直线度 平行度 ? 运动轻便、平稳、低速时无爬行现象 ? 耐磨性好 － 精度保持性 ? 对温度变化的不敏感性 ? 足够的刚度 ? 结构工艺好
第二节 滑动摩擦导轨
? 导轨主要尺寸的确定 ? 两导轨之间的距离 a－工作稳定前提下尽可能减小 ? 运动件长度 L＝(1.2～1.8)a or L ?2a ? 承导件长度－取决于运动件长度及工作行程 ? 导轨宽度 B＝F/( [p]L) ? 三角形导轨的顶角（ 90?）
第三节 滚动摩擦导轨
? 型式－运动件和承导件之间放置滚动体（滚珠、滚 柱、滚动轴承等）
材料。 ? 温度影响验算
保证导轨在工作时不卡住 ? min>=0
保证导轨的工作精度 ? max<=[ ? max]
第二节 滑动摩擦导轨
? 导轨的刚度（－静刚度）计算 导轨的最大弹性变形量不超过允许值。
? 设机座为绝对刚体，则导轨的刚度主要取决于 在载荷作用下，运动件和承导件的弯曲变形和 它们工作面接触变形的大小。
? 计算弯曲变形－将运动件及连成一体的工作台 简化成梁。 措施：增大导轨尺寸、合理布置加强筋。
? 计算接触变形－经验公式估算。
第二节 滑动摩擦导轨
? 材料要求 耐磨性、减摩性、尺寸稳定性、良好的工艺性
? 提高导轨耐磨性的措施 ? 合理选择导轨的材料及热处理 常用材料 ? 减小导轨面压强 卸载导轨 ? 保证导轨良好润滑－油膜 ? 提高导轨精度－直线度、相对位置精度、粗糙度
? 滚动导轨的材料和热处理
? 滚动体材料：滚动轴承钢（ GCr15）
? 导轨材料 :
低碳合金钢 合金结构钢 合金工具钢
氮化钢
铸铁
? 镶装式导轨结构 ? 导轨材料－钢
机座材料－铸铁 ? 导轨截面形状
a 无凸台 b 有凸台 c 带V形槽
第三节 滚动摩擦导轨
? 镶装式导轨结构
第三节 滚动摩擦导轨
导轨全长与机座接触