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导轨的选型及计算
导轨的选型及计算导轨是一种用于支撑和导向运动机构的装置，广泛应用于各种机械设备和工业生产中。
导轨的选型和计算对于机械设备的运行和精度有着重要的影响，下面将详细介绍导轨的选型和计算的相关内容。
1.导轨的选型：-负载要求：根据所要承载的负载大小，选择相应的导轨类型和规格。
一般而言，负载越大，需要选择精度更高的导轨。
-运动速度：高速运动时，应选择具有较高刚度和振动阻尼的导轨类型，以确保平稳的运动。
-精度要求:根据所要求的运动精度，选择具有合适精度等级的导轨。
一般市场上导轨的精度等级包括：P级、H级、N级等，其中精度等级越高，导轨的定位精度越高。
-使用环境：根据导轨所处的环境条件，选择适合的导轨材料，如不锈钢导轨、铝合金导轨等。
-导轨的自润滑能力：根据实际需求选择导轨的自润滑能力，如有些导轨需要使用润滑油来确保正常工作。
2.导轨的计算：导轨的计算一般分为以下几个方面的内容：-负载计算：首先要计算所要承载的负载大小，包括横向负载、纵向负载和径向负载等。
-功率计算：根据负载计算出的数据，再根据所要求的运行速度，计算出导轨所需的功率。
-振动计算：根据负载和速度等参数，计算导轨运动时所产生的振动，并与实际需求进行对比，以确定导轨所需的振动阻尼能力。
-精度计算：根据所要求的运动精度，计算导轨的理论定位精度，并与导轨的精度等级进行比较。
如精度等级不够，需要重新选择导轨。
-刚度计算：根据负载和速度等参数，计算导轨的刚度，并与实际需求进行对比。
若刚度不够，也需要重新选择导轨。
-导轨的寿命计算：根据导轨的材料和工作环境等因素，计算导轨的使用寿命，并根据需求进行修正。
总之，导轨的选型和计算是机械设计的一个重要环节，它涉及到负载要求、运动速度、精度要求、使用环境等多个因素。
通过合理的选型和计算，可以确保导轨的适用性和可靠性，提高机械设备的运行精度和稳定性。
同时，需要注意参考相关的标准和规范，以确保导轨的质量和性能符合要求。
导轨的选型及计算
, 低速 , 定位精
方便。 2, 未形成完全液 体 摩擦 时低 速 易爬 行 3, 磨损大寿命低 精度不稳定 , 运动
床 , 冶 金 设备上应 用普遍
度高。 2, 精度保持性好
磨损少 , 寿命长。 3, 刚性 和抗振性差 成本高 护 1, 速 度 高 , 结构复杂
, 要求良好的保
床 , 纺 织机械 等 主要用 语速度 高 , 精 度要求 一般的 机床主 运动导 轨 各种大
6-8
的规定。
Ⅲ级和Ⅲ级以上 Ⅳ级 Ⅴ级
20 16 10
2) 导轨
生产率高 , 是加工淬硬导轨唯一方法，磨削导轨表面粗糙度应达到
[10] [10]
的要求 , 见表 6-9
机床 类型 Ⅲ级 和Ⅲ 级以 上 Ⅳ级 Ⅴ级 0.4(0.2) 0.8(0.4) 中小型 0.2 ～ 0.4(0.1 0.2) ～
1, 动导轨表面贴塑料软 带等与铸铁 或钢导轨 , 且动 , 不易 2, 主要应用 与中大型 机床压强 不大的导 轨应用日 益广泛 动压导轨
(90m/min~600m/min), 形成液体摩擦 大 , 抗阵性好 2, 阻尼 3, 结构简 ,
搭配 , 摩擦系数小 塑 导轨 料 静摩擦系数搭配
爬行 , 抗摩擦性能好。 贴塑工艺简单。
导轨热处理 : 一般重要的导轨，铸件粗加工后进行一次时效处理，高精度导 轨铸件半精加工后还需进行第二次时效处理。 常用导轨淬火方法有 : (1 ～ 2)mm 。硬度 (45 ～ 50)HRC。 (0.2 ～ 0.25)mm, 显微硬度 600HM左右。
1) 中频淬火，淬硬层深度
2) 接触加热自冷表面淬火，淬硬深度
( 括号内数值 )。
0.2(0.1) 0.4(0.2)
线性导轨计算
一、静态匀速时 承载重量m(kg) 1000 L3(mm) 150 负荷P1(N) 3185
L0(mm) 800
重力加速度g(m/s^2) 9.8
负荷P2(N) 735
L1(mm) 1500
L2(mm) 200
负荷P3(N)
负荷P4(N)
1715
4165
P1
mg 4
mg l2 2 l0
mg l3 2 l1
P2
mg 4
mg l2 2 l0
mg l3 2 l1
P3
mg 4
mg l2 2 l0
mg l3 2 l1
P4
mg 4
mg l2 2 l0
mg l3 2 l1
二、加速时
快移速度V(m/min) 加减速时间t1(s)
120
0.3
垂直方向上丝杠轴线与重心的距离l4(m)
at12
3
Pmi
1 ls
(Pai3
s1
Pi3
s2
Pdi3
s3 )
五、额定寿命计算
基本动额定负荷C(N)
80400
硬度系数fH
温度系数fT
1
1
使用钢球的线性导轨额定寿命L(km)
使用滚柱的线性导轨额定寿命L(km)
使用钢球的线性导轨额定寿命Lh(h)
使用滚柱的线性导轨额定寿命Lh(h)
每日工作时间(h)
20
使用钢球的线性导轨额定寿命Lh(天)
使用滚柱的线性导轨额定寿命Lh(天)
使用钢球的线性导轨额定寿命Lh(年)
使用滚柱的线性导轨额定寿命Lh(年)
负荷计算值PC(N) 每分钟往返次数n1
导轨的选型及计算
导轨的选型及计算按结构特点和摩擦特性划分的导轨类型见表6-1[5],各类导轨的主要特点及应用列于表中。
表6-1 导轨类型特点及应用6.1 初选导轨型号及估算导轨长度X 方向初选导轨型号为494012GGB 20B AL2P -⨯ [6]具体数据见《机械设计手册》9-149 Y 方向初选导轨型号为4109022G G B20AAL 1-⨯P导轨的运动条件为常温，平稳，无冲击和震动 为何选用滚动直线导轨副：1）滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小，摩擦阻力小，随动性极好。
有利于提高数控系统的响应速度和灵敏度。
驱动功率小，只相当普通机械的十分之一。
2）承载能力大，刚度高。
3）能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。
4）采用滚动直线导轨副可简化设计，制造和装配工作，保证质量，缩短时间，降低成本。
导轨的长度：由于导轨长度影响工作台的工作精度和高度，一般可根据滑块导向部分的长度来确定导轨长度。
其公式为：L=H+S+△l-S1-S2由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mm其中L—导轨长度H—滑块的导向面长度S—滑块行程△l—封闭高度调节量S1—滑块到上死点时，滑块露出导轨部分的长度S2—滑块到下死点时，滑块露出导轨部分的长度6.2 计算滚动导轨副的距离额定寿命X方向的导轨计算X方向初选导轨型号为494012GGB20B AL2P-⨯，查表9.3-73[1]得，这种导轨的额定动，静载荷分别为Ca=13.6kN,Coa=20.3kN。
4个滑块的载荷按表9.3-48序号1的载荷计算式计算。
其中工作台的最大重量为:G=100×9.8=980NF1=F2=F3=F4=1/4（G1+F）=250N1)滚动导轨的额定寿命计算公式[6]为：L=（fh ftfc fa Ca/ fwPc）ε⨯K=27166km式中 L——额定寿命（km）；Ca——额定动载荷（KN）；P——当量动载荷（KN）；Fmax——受力最大滑块所受的载荷（KN）； Z——导轨上的滑块数；ε——指数，当导轨体为滚珠时，ε=3；当为滚柱时ε=10/3； K ——额定寿命单位（KM ），滚珠时，K=50KM ；滚柱时，K=100KM ； fh ——硬度系数；fh ――（滚道实际硬度（HRC ））。
直线导轨选型
质量m1 质量m2 加速度a1 重力加速度g
1）负荷计算P
等速时 径向负荷P1 径向负荷P2 径向负荷P3 径向负荷P4
2）等效负荷计算PE
等速时 等效负荷PE1 等效负荷PE2 等效负荷PE3 等效负荷PE4
3）静安全系数fs
200 kg 100 kg
fw 1.0~1.2 1.2~1.5 1.5~2.0 2.0~3.5
多段行程： 额定寿命L1 额定寿命L2 额定寿命L3 额定寿命L4
最终额定寿命
5,323 km 1,547 km 3,237 km 15,968 km 1,547 km
减速时 径向负荷P1 2,219.85 N 径向负荷P2 -113.48 N 径向负荷P3 -749.85 N 径向负荷P4 1,583.48 N 横向负荷Pt 277.78 N
减速时 等效负荷PE12,497.63 N 等效负荷PE2 391.26 N 等效负荷PE31,027.63 N 等效负荷PE41,861.26 N
如行程分多段进行，请分别计算平均负荷后再将值粘贴进此表计算出总行程平均负荷
行程ls
一段 1.5
二段 1.5
三段 0
四段 0
五段
FINISH
0
平均负荷Pm1
2765.637714 2632.641
0
0
0 2,700.78
平均负荷Pm2
4117.138221 4036.482
0
0
0 4,077.21
平均负荷Pm3
10 m/s2 9.8 m/s2
1,053.18 N 1,053.18 N
416.82 N 416.82 N
导轨的选型及计算
导轨的选型及计算导轨的选型及计算按结构特点和摩擦特性划分的导轨类型见表6-1[5],各类导轨的主要特点及应用列于表中表6-1导轨类型特点及应用塑料导轨1, 动导轨表面贴塑料软带等与铸铁或钢导轨搭配，摩擦系数小，且动静摩擦系数搭配，不易爬行，抗摩擦性能好。
2, 贴塑工艺简单。
3,刚度较低，耐热性差容易蠕变主要应用与中大型机床压强不大的导轨应用日广泛动压导轨1，速度高(90m/mi n~6OOm/mi n)，形成液体摩擦2,阻尼大，抗阵性好3,结构简单，不需复杂供油系统，使用维护方便4,油膜厚度随载荷与速度而变化。
影响加工精度，低速重载易出现导轨面要用语速度高，精度要求般的机床镶钢，镶金属导轨1,在支撑导 轨上镶装有 一定硬度的 不钢板或钢 带,提高导 轨耐磨性，改善摩擦或 满足焊接床 身结构需 要。
2,在动 导轨上镶有 青铜只类的 金属防止咬 合磨损，提 高耐磨性，运动平稳精 度咼镶钢 导轨 工艺 复 杂，成本 高。
常用于重 型机 床如 \立 车，龙门 铣床 的导 轨上 静压 导轨 1,摩擦系数 很小，驱动 力小。
2,低 速运动平稳 性好3,承 载能力大，刚性，吸阵 性好4,需要 一套液压装 置，结构复 杂，调整困 难各种 大 型,重 型 机 床,精 密 机 床, 数 控 机 床 的 工6.1初选导轨型号及估算导轨长度X 方向初选导轨型号为GGB20BAL2P12 940 4⑹具体数据见《机械设计 手册》9-149 Y 方向初选导轨型号为 GGB20AAL 2R2 1090 4导轨的运动条件为常温，平稳，无冲击和震动 为何选用滚动直线导轨副：1）滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小，摩擦阻力小，随动性极好。
有利于提高数控系统的响应速度和灵敏度。
驱动功率小，只相当普通机械的十分之。
2）承载能力大，刚度高。
3）能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。
4）采用滚动直线导轨副可简化设计，制造和装配工作，保证质量，缩短时间，降低成本。
导轨的选型和计算
导轨的选型及计算按结构特点与摩擦特性划分的导轨类型见表6-1[5],各类导轨的主要特点及应用列于表中。
表6-1 导轨类型特点及应用6、1 初选导轨型号及估算导轨长度X 方向初选导轨型号为494012GGB 20B AL2P -⨯ [6]具体数据见《机械设计手册》9-149 Y 方向初选导轨型号为4109022G G B20AAL 1-⨯P导轨的运动条件为常温,平稳,无冲击与震动 为何选用滚动直线导轨副:1)滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小,摩擦阻力小,随动性极好。
有利于提高数控系统的响应速度与灵敏度。
驱动功率小,只相当普通机械的十分之一。
2)承载能力大,刚度高。
3)能实现高速直线运动,起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。
4)采用滚动直线导轨副可简化设计,制造与装配工作,保证质量,缩短时间,降低成本。
导轨的长度:由于导轨长度影响工作台的工作精度与高度,一般可根据滑块导向部分的长度来确定导轨长度。
其公式为:L=H+S+△l-S1-S2由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mm其中L—导轨长度H—滑块的导向面长度S—滑块行程△l—封闭高度调节量S1—滑块到上死点时,滑块露出导轨部分的长度S2—滑块到下死点时,滑块露出导轨部分的长度6、2 计算滚动导轨副的距离额定寿命X方向的导轨计算X方向初选导轨型号为494012GGB20B AL2P-⨯,查表9、3-73[1]得,这种导轨的额定动,静载荷分别为Ca=13、6kN,Coa=20、3kN。
4个滑块的载荷按表9、3-48序号1的载荷计算式计算。
其中工作台的最大重量为:G=100×9、8=980NF1=F2=F3=F4=1/4(G1+F)=250N1)滚动导轨的额定寿命计算公式[6]为:L=(fh ftfc fa Ca/ fwPc)ε⨯K=27166km式中 L——额定寿命(km);Ca——额定动载荷(KN);P——当量动载荷(KN);Fmax——受力最大滑块所受的载荷(KN); Z——导轨上的滑块数;ε——指数,当导轨体为滚珠时,ε=3;当为滚柱时ε=10/3; K ——额定寿命单位(KM),滚珠时,K=50KM;滚柱时,K=100KM; fh ——硬度系数;fh ――(滚道实际硬度(HRC))。
导轨的选型及计算步骤
导轨的选型及计算步骤导轨是一种用于支撑和引导物体运动的机械装置，广泛应用于机床、自动化设备和交通工具等领域。
在选择合适的导轨类型和进行计算时，可以按照以下步骤进行：第一步：确定导轨应用条件在选择导轨之前，需要明确导轨所处的应用环境和要求，包括导轨的使用负载、运动速度、运动方向、运动方式和工作环境等。
这些因素将决定导轨的类型和精度等级。
第二步：选择导轨类型根据导轨的应用条件，可以选择合适的导轨类型，常见的导轨类型有直线导轨、圆柱导轨、球导轨和滚道导轨等。
不同类型的导轨适用于不同的应用场景，具有自身的特点和优势。
直线导轨适用于直线运动的场合，有较高的精度和刚度。
圆柱导轨适用于往复运动的场合，具有较高的承载能力和刚性。
球导轨适用于高速运动的场合，具有较好的滚动性能和耐磨性。
滚道导轨适用于滚动运动的场合，具有较好的自动调心能力和承载能力。
第三步：计算导轨尺寸在确定导轨类型之后，需要进行导轨尺寸的计算。
导轨的尺寸计算包括导轨长度、导轨高度、导轨宽度和导轨间距等。
这些尺寸需要根据负载和运动要求等因素来确定，确保导轨能够满足运动的要求和使用寿命。
导轨长度的计算是根据工件的行程和导轨端部的支撑方式来确定的。
导轨高度和宽度的计算需要根据负载和导轨类型来确定。
导轨高度的计算通常需要考虑滑块的高度和导轨的承载能力。
导轨宽度的计算需要考虑滑块的宽度和导轨的刚度要求。
导轨间距的计算通常需要根据工作台或滑块的尺寸来确定。
第四步：确定导轨的精度等级导轨的精度等级通常根据导轨的工作要求来确定。
导轨的精度等级包括导轨的直线度、平行度、垂直度和角度度等。
高精度等级的导轨通常具有更高的精度和刚度，适用于要求高速、高精度和高刚度的应用场合。
第五步：选择合适的导轨供应商在确定导轨类型、尺寸和精度等级之后，可以选择合适的导轨供应商进行采购。
导轨供应商的选择需要考虑产品质量、售后服务、价格和交货周期等因素。
总之，选择合适的导轨类型和进行计算是确保导轨能够满足运动要求和使用寿命的关键。
精密滚动直线导轨的选择与计算_杨祖孝
约能源且适于高速运动等诸多优点，使其在数控机
! % # 、超精密级 ! 5% # 和超超精密级 ! 8% # 。数控机床滚
床等多种机械中得到了广泛应用。合理选择导轨诸 动直线导轨精度等级的选择见表0。
参数，对于保证机床精度、延长导轨寿命和降低成本 都具有十分重要的意义。
一、导轨的选择与计算方法
! 类型选择
精密滚动直线导轨的生产厂家不同，其类型亦 有所不同。日本 ’34 株式会社生产的滚动直线导轨 有自动调整四方向等负荷整体式 ! 356 型 # 和分离 式 ! 36 型 # 、自动调整径向式 ! 56 # 和小型可调整式 ! 656 # 以 及 新 研 制 开 发 的 机 床 专 用 滚 动 直 线 导 轨 )6 型。实验证明，)6 型导轨与滚柱导轨相比，切削 刀 具 磨 损 量 降 低 约 0 7 * 倍 ，工 作 台 驱 动 力 矩 降 低 0-/ ，且在影响加工工件的表面粗糙度、波纹度等的 侧振幅与立振幅方面具有优异的综合性能。
滚动直线导轨的选型主要是根据不同类型导轨
表+ 滚动直线导轨类型选择
类型
适用范围
类型
适用范围
356 !加工中心
36? !印刷线路板组装机械
" )9 车床
36’ "测量仪器
#重型切削机床 #、$、% 轴
#工具自动交换装置
$磨床研磨台进给轴
$各种自动装配机械
%要求高精度、大力矩时
&有特殊装配精度要求的
装配机械
’#(
(# - (" - / ’ &, 0 * )# ( / ’ %. 0 + (
(* - (+ - ’ &, 0 * )# ( / ’ %. 0 + (
导轨的选型和计算
导轨的选型和计算导轨是指用于支撑和引导机械部件或设备运动的元件，常见于各种机床、自动化设备、输送机及激光切割机等各类工业设备。
导轨的选型和计算涉及到多个方面的因素，包括负载条件、运动速度、加速度、精度等。
下面将详细介绍导轨的选型和计算过程。
1.负载条件：导轨的选型要根据设备的负载条件来确定。
负载条件包括负载方向、负载大小以及负载变化速度等。
根据负载条件来确定导轨的尺寸和材料，以保证机械设备的正常运行。
2.运动速度：导轨的选型也要考虑设备的运动速度。
运动速度越高，对导轨的要求就越高，需要选择更高强度的导轨。
3.加速度：设备的加速度也会对导轨的选型产生影响。
加速度越大，对导轨的应力和冲击力就越大，需要选择更耐磨、更强韧的导轨。
4.精度要求：不同的机械设备对导轨的精度要求不同，需要根据设备的精度要求来选择导轨。
一般来说，高精度设备需要选用精度更高的导轨。
导轨的计算可以分为以下几个步骤：1.确定负载：首先需要确定设备的负载条件，包括负载方向、负载大小以及负载变化速度等。
2.计算静载荷：根据负载条件，可以计算出设备在工作过程中对导轨的静载荷。
静载荷是指设备在停止运动状态下对导轨的压力。
3.计算动载荷：动载荷是指设备在运动过程中对导轨的压力。
动载荷的计算涉及到设备的运动速度和加速度等因素。
根据实际使用的设备运动速度和加速度，可以计算出动载荷。
4.选择导轨：根据计算得到的静载荷和动载荷，可以选择合适的导轨。
选择导轨时要考虑导轨的强度、硬度和耐磨性等因素。
5.导轨尺寸计算：根据设备的负载条件和运动速度等因素，可以计算出导轨的尺寸。
导轨的尺寸包括导轨的宽度、厚度和长度等。
6.导轨校核：最后需要对选择的导轨进行校核，确定是否满足设备的要求。
校核包括对导轨的强度、硬度和刚度等性能进行验证。
总之，导轨的选型和计算是一个复杂且综合的过程，需要考虑多个因素。
合理的导轨选型和计算可以保证机械设备的正常运行，提高设备的精度和寿命。
导轨的选型及计算步骤
导轨的选型及计算步骤选型和计算步骤包括以下几个方面：1.确定导轨的应用场景：首先，需要明确导轨的应用场景，如机床、自动化生产线、电梯等等。
不同的应用场景对导轨的要求不同，需要选择适合的导轨类型和规格。
2.选择导轨类型：根据应用场景的要求，选择合适的导轨类型。
常见的导轨类型包括线性滑轨、滚珠导轨、滚柱导轨等等。
不同的导轨类型有不同的性能特点和适用范围，需根据具体情况进行选择。
3.确定导轨规格：根据应用场景的要求和工作负载，确定导轨的规格。
导轨的规格主要包括导轨长度、导轨宽度、导轨高度等等。
要考虑工作负载的重量、速度和加速度等参数，确保选择的导轨能够满足要求。
4.导轨剖面和形状设计：针对具体应用需求和机械结构设计要求，确定导轨的剖面和形状。
导轨的剖面和形状会影响导轨的刚度、耐磨性和重量等性能，需要根据具体情况进行设计。
5.导轨材料选择：根据应用场景的要求和工作环境，选择适合的导轨材料。
常用的导轨材料包括钢、铁、铝、不锈钢等等。
不同材料具有不同的机械性能、耐磨性和耐腐蚀性，需要根据实际情况进行选择。
6.导轨质量和精度要求：根据应用需求和工作精度要求，确定导轨的质量和精度要求。
导轨的质量和精度与导轨的制造工艺和材料有关，需要根据具体应用要求来决定。
7.导轨的安装和维护：在完成选型和计算后，需要进行导轨的安装和维护工作。
导轨的安装要注意安装位置、安装方向和安装精度，以确保导轨的准确性和稳定性。
导轨的维护包括保持导轨的清洁、润滑和定期检查等工作，以延长导轨的使用寿命。
以上是导轨选型和计算步骤的基本内容，根据具体应用需求和实际情况，还可以结合其他因素进行综合考虑，以确保选取合适的导轨。
导轨的选型及计算.doc
导轨的选型及计算按结构特点和摩擦特性划分的导轨类型见表6-1[5],各类导轨的主要特点及应用列于表中。
6.1 初选导轨型号及估算导轨长度X 方向初选导轨型号为494012GGB 20B AL2P -⨯ [6]具体数据见《机械设计手册》9-149 Y 方向初选导轨型号为4109022G G B20AAL 1-⨯P 导轨的运动条件为常温,平稳,无冲击和震动 为何选用滚动直线导轨副：1）滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小,摩擦阻力小,随动性极好。
有利于提高数控系统的响应速度和灵敏度。
驱动功率小,只相当普通机械的十分之一。
2）承载能力大,刚度高。
3）能实现高速直线运动,起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。
4）采用滚动直线导轨副可简化设计,制造和装配工作,保证质量,缩短时间,降低成本。
导轨的长度：由于导轨长度影响工作台的工作精度和高度,一般可根据滑块导向部分的长度来确定导轨长度。
其公式为：L=H+S+△l-S1-S2由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mm 其中L —导轨长度H —滑块的导向面长度 S —滑块行程 △l —封闭高度调节量S1—滑块到上死点时,滑块露出导轨部分的长度 S2—滑块到下死点时,滑块露出导轨部分的长度6.2 计算滚动导轨副的距离额定寿命X 方向的导轨计算X 方向初选导轨型号为494012GGB 20B AL2P -⨯,查表9.3-73[1]得,这种导轨的额定动,静载荷分别为Ca=13.6kN,Coa=20.3kN 。
4个滑块的载荷按表9.3-48序号1的载荷计算式计算。
其中工作台的最大重量为:G=100×9.8=980NF1=F2=F3=F4=1/4（G1+F ）=250N1)滚动导轨的额定寿命计算公式[6]为：L=（f h f t fc fa Ca/ fwPc ）ε⨯K=27166km式中 L ——额定寿命（km ）； Ca ——额定动载荷（KN ）； P ——当量动载荷（KN ）；Fmax ——受力最大滑块所受的载荷（KN ）；Z ——导轨上的滑块数；ε——指数,当导轨体为滚珠时,ε=3；当为滚柱时ε=10/3； K ——额定寿命单位（KM ）,滚珠时,K=50KM ；滚柱时,K=100KM ； fh ——硬度系数；fh ――（滚道实际硬度（HRC ））。
导轨的选型和计算
导轨的选型和计算一、导轨的选型1.载荷能力：根据设备的负载情况，选择合适承受载荷的导轨。
一般情况下，载荷能力的计算主要包括垂直加载、水平加载、弯曲和扭矩。
2.运动方式：导轨的运动方式主要有滚动式和滑动式两种。
滚动式导轨由滚珠或滚柱组成，能够提供高精度和高速运动，但需要润滑油脂。
滑动式导轨由滑块和导轨座组成，能够提供大的载荷能力和稳定性，但摩擦力较大。
3.精度要求：根据设备的精度要求，选择合适精度等级的导轨。
通常有P级、H级和X级等，精度等级越高，滚动阻力越小，但成本也越高。
4.导轨的长度和尺寸：根据设备的工作空间和机械结构的尺寸，选择合适长度和尺寸的导轨。
5.导轨的材料：选择适合工作环境的导轨材料。
常用的导轨材料有钢、铸铁、铝合金等。
6.导轨的耐磨性和耐腐蚀性：根据设备的工作环境，选择合适的导轨材料，保证导轨的使用寿命。
7.导轨的价格：根据设备的预算，选择合适价格的导轨。
二、导轨的计算导轨的计算主要包括轴向排列导轨的计算和重合度计算。
下面将分别介绍两种计算方法。
1.轴向排列导轨的计算：假设有两个水平轴向排列的导轨，需要计算它们的间隙和偏移。
计算方法如下：(1)计算间隙：导轨的间隙计算公式为：间隙=(导轨1的总高度-导轨2的总高度)/2 (2)计算偏移：导轨的偏移计算公式为：偏移=(导轨1的总宽度-导轨2的总宽度)/2 2.重合度计算：重合度是指两个导轨之间的平行度，它是影响机械设备运动轨迹准确性的重要因素。
重合度计算方法如下：(1)首先需要确定一个基准导轨，该导轨的位置和安装是准确无误的。
(2)测量其他导轨相对于基准导轨的位置偏差，包括垂直度、水平度和偏移量。
(3)根据测量值进行修正，使得其他导轨与基准导轨保持平行和重合。
以上就是关于导轨的选型和计算的详细介绍。
通过合理地选择和计算导轨，可以保证机械设备的运动平稳、精度高，并且延长导轨的使用寿命。
在实际应用中，还需要根据具体的机械设备和工作环境进行综合考虑，选择最适合的导轨。
导轨的选型及计算
导轨的选型及计算导轨选型滑块实际负载：P滑块动额定负载：C 长度寿命：3()*50C P L k m =丝杠选型丝杠轴向负载：F导程：P效率：0.8丝杠所需扭矩：T*3.14*2000*0.8*T F P =丝杠寿命计算：3()*()C F L Pk m =直线导轨的特点及选用1、直线滚动导轨的特点直线滚动导轨在数控机床中有广泛的应用。
相对普通机床所用的滑动导轨而言，它有以下几方面的优点：1.1 定位精度高直线滚动导轨可使摩擦系数减小到滑动导轨的1/50。
由于动摩擦与静摩擦系数相差很小，运动灵活，可使驱动扭矩减少90%，因此，可将机床定位精度设定到超微米级。
1.2 降低机床造价并大幅度节约电力采用直线滚动导轨的机床由于摩擦阻力小，特别适用于反复进行起动、停止的往复运动，可使所需的动力源及动力传递机构小型化，减轻了重量，使机床所需电力降低90%，具有大幅度节能的效果。
1.3 可提高机床的运动速度直线滚动导轨由于摩擦阻力小，因此发热少，可实现机床的高速运动，提高机床的工作效率20～30%。
1.4 可长期维持机床的高精度对于滑动导轨面的流体润滑，由于油膜的浮动，产生的运动精度的误差是无法避免的。
在绝大多数情况下，流体润滑只限于边界区域，由金属接触而产生的直接摩擦是无法避免的，在这种摩擦中，大量的能量以摩擦损耗被浪费掉了。
与之相反，滚动接触由于摩擦耗能小．滚动面的摩擦损耗也相应减少，故能使直线滚动导轨系统长期处于高精度状态。
同时，由于使用润滑油也很少，大多数情况下只需脂润滑就足够了，这使得在机床的润滑系统设计及使用维护方面都变的非常容易了。
2、宜线滚动导轨的寿命在选用直线滚动导轨时，应对其本身的寿命进行初步验算。
当直线滚动导轨承受负荷并做滚动运动时，导轨面和滚动部分(钢珠或滚柱)就会不断地受到循环应力的作用，一旦达到临界值，滚动表面就会产生疲劳破损，在某些部位产生鱼鳞状剥离，这种现象称为表面剥落。
所谓直线滚动导轨的寿命，就是指导轨表面或滚动部分由于材料的滚动疲劳而发生表面剥落时为止总行走距离。
导轨的选型及计算步骤.ppt
筹办航空事宜
处
三、从驿传到邮政 1．邮政 (1)初办邮政： 1896年成立“大清邮政局”，此后又设 ， 邮传邮正传式部脱离海关。 (2)进一步发展：1913年，北洋政府宣布裁撤全部驿站； 1920年，中国首次参加 万国。邮联大会
2．电讯 (1)开端：1877年，福建巡抚在 架台设湾第一条电报线，成为中国自 办电报的开端。
()
A．江南制造总局的汽车
B．洋人发明的火车
C．轮船招商局的轮船
D．福州船政局的军舰
滚动体的数量取决于导轨的长度和刚度条件，每一条 导轨上一般不少于12～16个。若数量过多，会因制造 误差引起载荷分布不均匀。推荐取
导轨主要参数的计算
滚珠数量： 滚柱数量：
Zb
F 9.5
d
Zr
F 4b
上两式中，F为每条导轨所承受的载荷（N）； d为滚珠直径（mm）；b为滚柱长度（mm）。
导轨主要参数的计算
轮船正招式成商立局，标志着中国新式航运业的诞生。
(2)1900年前后，民间兴办的各种轮船航运公司近百家，几乎都是
在列强排挤中艰难求生。
2．航空
(1)起步：1918年，附设在福建马尾造船厂的海军飞机工程处开始
研制 。
(2)发展水：上1飞918机年，北洋政府在交通部下设“
”；此后十年间，航空事业获得较快发展。
二、近代以来交通、通讯工具的进步对人们社会生活的影 响
(1)交通工具和交通事业的发展，不仅推动各地经济文化交 流和发展，而且也促进信息的传播，开阔人们的视野，加快 生活的节奏，对人们的社会生活产生了深刻影响。
(2)通讯工具的变迁和电讯事业的发展，使信息的传递变得 快捷简便，深刻地改变着人们的思想观念，影响着人们的社 会生活。
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导轨的选型及计算按结构特点和摩擦特性划分的导轨类型见表6-1[5],各类导轨的主要特点及应用列于表中。
表6-1导轨类型特点及应用导轨类型主要特点应用导轨类型主要特点应用滑动导轨1, 结构简单,使用维修方便。
2,未形成完全液体摩擦时低速易爬行3,磨损大寿命低,运动精度不稳定普通机床,冶金设备上应用普遍滚动导轨1,运动灵敏度高,低速运动平稳性好,定位精度高。
2,精度保持性好,磨损少,寿命长。
3,刚性和抗振性差,结构复杂成本高,要求良好的保护广泛用于各类精密机床,数控机床,纺织机械等塑料导轨1,动导轨表面贴塑料软带等与铸铁或钢导轨搭配,摩擦系数小,且动静摩擦系数搭配,不易爬行,抗摩擦性能好。
2,贴塑工艺简单。
3,刚度较低,耐热性差容易蠕变主要应用与中大型机床压强不大的导轨应用日益广泛动压导轨1,速度高(90m/min~600m/min),形成液体摩擦2,阻尼大,抗阵性好 3,结构简单,不需复杂供油系统,使用维护方便4,油膜厚度随载荷与速度而变化。
影响加工精度,低速重载易出现导轨面接触主要用语速度高,精度要求一般的机床主运动导轨镶钢,镶金属导轨1,在支撑导轨上镶装有一定硬度的不钢板或钢带,提高导轨耐磨性,改善摩擦或满足焊接床身结构需要。
2,在动导轨上镶有青铜只类的金属防止咬合磨损,提高耐磨性,运动平稳精度高镶钢导轨工艺复杂,成本高。
常用于重型机床如立车,龙门铣床的导轨上静压导轨1,摩擦系数很小,驱动力小。
2,低速运动平稳性好 3,承载能力大,刚性,吸阵性好4,需要一套液压装置,结构复杂,调整困难各种大型,重型机床,精密机床,数控机床的工作台6.1 初选导轨型号及估算导轨长度X 方向初选导轨型号为494012GGB20BAL2P[6]具体数据见《机械设计手册》9-149 Y方向初选导轨型号为4109022GGB20AAL 1P 导轨的运动条件为常温，平稳，无冲击和震动为何选用滚动直线导轨副：1）滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小，摩擦阻力小，随动性极好。
有利于提高数控系统的响应速度和灵敏度。
驱动功率小，只相当普通机械的十分之一。
2）承载能力大，刚度高。
3）能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。
4）采用滚动直线导轨副可简化设计，制造和装配工作，保证质量，缩短时间，降低成本。
导轨的长度：由于导轨长度影响工作台的工作精度和高度，一般可根据滑块导向部分的长度来确定导轨长度。
其公式为：L=H+S+△l-S1-S2由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mm其中L —导轨长度H —滑块的导向面长度S —滑块行程△l —封闭高度调节量S1—滑块到上死点时，滑块露出导轨部分的长度S2—滑块到下死点时，滑块露出导轨部分的长度6.2 计算滚动导轨副的距离额定寿命X 方向的导轨计算X 方向初选导轨型号为494012GGB20BAL2P，查表9.3-73[1]得，这种导轨的额定动，静载荷分别为Ca=13.6kN,Coa=20.3kN 。
4个滑块的载荷按表9.3-48序号1的载荷计算式计算。
其中工作台的最大重量为:G=100×9.8=980NF1=F2=F3=F4=1/4（G1+F ）=250N1)滚动导轨的额定寿命计算公式[6]为：L=（f h ftfc fa Ca/ fwPc ）K=27166km式中 L ——额定寿命（km ）； Ca ——额定动载荷（KN ）； P ——当量动载荷（KN ）；Fmax ——受力最大滑块所受的载荷（KN ）；Z——导轨上的滑块数；——指数，当导轨体为滚珠时，=3；当为滚柱时=10/3；K ——额定寿命单位（KM ），滚珠时，K=50KM ；滚柱时，K=100KM ；fh ——硬度系数；fh ――（滚道实际硬度（HRC ））。
由于产品技术要求规定，滚道硬度不得低于58HRC ，故通常可取fh =1ft ——温度系数，查表6-2[7],得tf =1表6-2 温度系数工作温度/C100100~150 150~200 200~250tf 10．90 0．73 0．60fc ——接触系数，查表6-3；得cf =1表6-3 接触系数每根导轨上的滑块数12345cf 1．00 0．81 0．72 0．66 0．61fa ——精度系数，查表6-4；取af =1.5表6-4 精度系数工作条件af 无外部冲击或振动的低速运动的场合，速度小于15m/min1~1.5无明显冲击或振动的场合，速度为15~60m/min 1.5~2有外部冲击或高速运动的场合，速度大于60m/min 2~3.5fw ——载荷系数，查表6-5；得wf =1表6-5 载荷系数精度等级2 3 4 5 wf 1．01．00．90．9则L=27166Km 2)寿命时间的计算当行程长度一定，以h 为单位的额定寿命为：hn L L L a h3.3059260174.02102716660210323式中h L——寿命时间（h）L——额定寿命（km）La——行程长度（m）2n——每分钟往返次数则hL h3.30592工况为：每天开机6个小时，每年300个工作日，则预计寿命年限为：L h=30592.3/300×6=16.9年同理求出Y方向滚动导轨副的距离额定寿命：L=26340.1kmL h=25230h=14年6.3导轨材料与热处理机床滑动导轨常用材料主要是灰铸铁和耐磨铸铁。
灰铸铁通常以HT200或HT300做固定导轨，以HT150或HT200做动导轨。
JB/T3997-1994标准对普通灰铸铁导轨的硬度要求如表6-6[10]所示表6-6 灰铸铁导轨硬度要求硬度要求(HBS) 硬度不均匀性(HBS)导轨长度/mm 导轨铸件重量/t 不低于不高于导轨长度/mm 硬度差不超过≤2500 - 190 255 ≤2500 25 >2500 >3 180 241 >2500 35>5 175 241 由几何件连接的导轨45>10 165 241常用耐磨铸铁与普通铸铁耐磨性比较见表6-7[8]表6-7 常用耐磨铸铁耐磨铸铁名称耐磨性高于普通铸铁倍数磷铜钛耐磨铸铁 1.5～2高磷耐磨铸铁 1钒钛耐磨铸铁1～2稀土铸铁 1铬钼耐磨铸铁 1导轨热处理:一般重要的导轨，铸件粗加工后进行一次时效处理，高精度导轨铸件半精加工后还需进行第二次时效处理。
常用导轨淬火方法有:1)中频淬火，淬硬层深度(1～2)mm。
硬度(45～50)HRC。
2)接触加热自冷表面淬火，淬硬深度(0.2～0.25)mm,显微硬度600HM左右。
这种淬火方法主要用于大型铸件导轨。
6.4导轨的技术要求6.4.1表面粗糙度1)刮研导轨刮研导轨具有接触好、变形小、可以存油、外观美等特点,但劳动强度大、生产率低。
主要用于高精度导轨。
刮研导轨轨面每25mm×25mm面积内的接触点数不得少于表6-8[9]的规定。
表6-8 刮研导轨面25mm×25mm内接触点数机床类别滑动导轨移置导轨镶条、压板滑动面每条导轨宽度／mm≤250 ＞250≤100＞100Ⅲ级和Ⅲ级以上20 16 16 12 12Ⅳ级16 12 12 10 10Ⅴ级10 8 8 6 62)导轨生产率高,是加工淬硬导轨唯一方法，磨削导轨表面粗糙度应达到的要求,见表6-9[10]。
接触面要求见表6-10[10]。
表6-9 磨削导轨表面粗糙度Ra机床类型动导轨固定导轨中小型大型重型中小型大型重型Ⅲ级和Ⅲ级以上0.2～0.4(0.1～0.2)0.4～0.8(0.2～0.4)0.8(0.4) 0.1～0.2(0.05～0.1)0.2～0.4(0.1～0.2)0.4(0.2)Ⅳ级0.4(0.2) 1.6(0.8) 1.6(0.8) 0.2(0.1) 0.4(0.2) 0.8(0.4) Ⅴ级0.8(0.4) 1.6(0.8) 1.6(0.8) 0.4(0.2) 0.8(0.4) 1.6(0.8) 注:1.滑动速度大于0.5时,粗糙度应降低一级(括号内数值)。
2.淬硬导轨的表面粗糙度应降低一级(括号内数值)。
表6-10 磨削导轨表面的接触指标(%)机床类型滑(滚)动导轨移置导轨全长上全宽上全长上全宽上Ⅲ级和Ⅲ级以上80 70 70 50Ⅳ级75 60 65 45Ⅴ级70 50 60 40 注:1.宽度接触达到要求后,方能作长度的评定。
2.镶条按相配导轨接触指标检验。
6.4.2几何精度导轨的几何精度主要是指导轨的直线度和导轨间的平行度,垂直度等。
具体相关的几何精度参阅有关机械的精度标准。
本机构导轨精度取3级。
6.5导轨设计和使用注意事项正确合理地设计和使用滚动直线导轨副,可以提高耐用度和精度保持性,减少维修和保养时间。
为此,应注意如下事项:1)尽量避免力矩和偏心载荷的作用滚动直线导轨副样本中给出的额定动,静载荷,都是在各个滚珠受载均匀的理想状态下算出的。
因此,必须十分注意避免力矩载荷和偏心载荷。
否则,一部分滚珠承受的载荷,有可能超过计算Ca值时确定的许用接触应力,导致过早的疲劳破坏或产生压痕并出现振动,噪声,降低移动精度等现象。
2)提高刚度,减少振动适当预紧可以提高刚度,均化滚动体的受力从而提高寿命,并在一定程度上提高阻尼。
但是预紧力过大会增加导轨副的摩擦阻力,增加发热,降低使用寿命。
因此预紧力有其最佳值。
滚动支承的阻尼较小,因此要尽可能使它承受恒定的载荷。
有过大的振动和冲击载荷的场合不宜应用直线滚动导轨副。
为了减少振动,可以在移动的工作台上加装减振装置。
条件许可时可安装锁紧装置,加工时把不移动的工作台固定。
3)降低加速度的影响直线滚动导轨副的移动速度可以高达600m/min。
起动和停止时,将产生一个力矩,使部分滚动体受载过大,造成破坏。
因此,如果加速度较大,应采取以下措施:减轻被移动物体的质量,降低物体的重心,采取多级制动以降低加速度,在启动和制动时,增加阻尼装置等。
4）导轨防护①固定保护：利用导轨中移动件俩端的延长物保护导轨。
②刮屑板：利用毛毡或耐油橡胶制成与导轨形状相吻合的刮条，使之刮走落在导轨上的灰尘，切屑等。
5)注意润滑和防尘滚动导轨通常采用钠基润滑脂润滑。
如果使用油润滑。
应尽可能采用高拈度的润滑油。
如果与其他机构同统一供油，则需附加滤油器。
在油进入导轨前再经一道精细的过滤。
为了防止异物浸入和润滑油泻出，产品出厂时滑块座两端均装有耐橡胶密封垫。