机电一体化系统设计课件-第章：机械系统的部件选择与设计导轨

第三节导向支承部件的设计与选择导向支承部件的作用是：1）支承2）限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动。一、导轨副的组成、种类及其应满足的条件1、导轨副的组成

承导件运动件导轨副运动件承导件2、导轨副的分类（1）按运动轨迹分直线运动导轨副回转运动导轨副直线运动导轨副回转运动导轨副（2）按接触面的摩擦性质分滚珠导轨滚柱导轨滚动轴承导轨液体静压导轨（3）按导轨副的截面形状分三角形矩形燕尾形圆形每种又分为凸形和凹形对称称三三角角形形45o900~1200凸形凹形燕尾尾形形550550凸形凹形矩形形凸形凹形圆形形凸形凹形（4））按按结结构构特特点点分分为为开式式导导轨轨闭式式导导轨轨开式式导导轨轨借助助重重力力或或弹弹簧簧力力保保证证运运动动件件与与承承导导面面之之间间的的接接触触。。开式圆柱面导轨开式“V”形导轨闭式式导导轨轨：：只靠靠导导轨轨本本身身的的结结构构形形式式保保证证运运动动件件与与承承导导面面之之间间的的接接触触。。闭式圆柱面导轨闭式直角导轨3、、导导轨轨副副应应满满足足的的基基本本要要求求指动导轨按给定方向作直线运动的准确程度。导向精度：（1））导导向向精精度度高高影响响导导向向精精度度的的因因素素：：导轨轨的的结结构构导轨轨的的几几何何精精度度和和接接触触精精度度导轨轨的的配配合合间间隙隙油膜膜厚厚度度和和油油膜膜刚刚度度（（静静压压导导轨轨））导轨轨和和基基础础件件的的刚刚度度热变变形形（2））刚刚性性好好导轨轨的的刚刚度度即即抵抵抗抗载载荷荷的的能能力力。。（3））精精度度的的保保持持性性提高高导导轨轨的的精精度度保保持持性性方方法法：：正确确的的润润滑滑与与保保护护；；对于于滑滑动动导导轨轨，，采采用用贴贴塑塑导导轨轨；；（4））运运动动的的灵灵活活性性和和低低速速运运动动的的平平稳稳性性减小小摩摩擦擦可可以以提提高高系系统统运运动动的的灵灵活活性性和和低低速速运运动动的的平平稳稳性性；；为防防止止爬爬行行现现象象的的出出现现，，可可同同时时采采取取以以下下几几项项措措施施：：采用用滚滚动动导导轨轨、、静静压压导导轨轨、、卸卸荷荷导导轨轨、、贴贴塑塑导导轨轨等等；；在普普通通导导轨轨上上使使用用含含有有极极性性添添加加剂剂的的导导轨轨油油；；用减减小小结结合合面面、、增增大大结结构构尺尺寸寸、、缩缩短短传传动动链链、、减减少少传传动动副副等等方方法法来来提提高高传传动动系系统统的的刚刚度度。。（5））对对温温度度的的敏敏感感性性和和结结构构工工艺艺性性导轨轨对对温温度度变变化化的的敏敏感感性性，，主主要要取取决决于于导导轨轨材材料料和和导导轨轨配配合合间间隙隙的的选选择择；；结构构工工艺艺性性是是指指系系统统在在正正常常工工作作条条件件下下，，应应力力求求结结构构简简单单，，制制造造容容易易，，装装拆拆、、调调整整、、维维修修及及检检测测方方便便，，从从而而最最大大限限度度的的降降低低成成本本。。4、、导导轨轨副副的的设设计计内内容容1））根根据据工工作作条条件件，，选选择择合合适适的的导导轨轨类类型型导轨性能的比较低高成本好大大静压导轨差小小滚动导轨较好较大大小大滑动导轨抗振性承载力摩擦力刚度导轨类型2））选选择择导导轨轨的的截截面面形形状状，，以以保保证证导导向向精精度度常用用导导轨轨性性能能比比较较导轨类型结构工艺性方向精度摩擦力对温度变化的敏感性承载能力耐磨性成本闭式圆柱面导轨好较高较大不敏感小较差低燕尾导轨较差高大敏感大好较高开式V型导轨较差较高较大不敏感大好较高闭式滚珠导轨差较高较小不敏感较小较好高开式滚柱导轨较差较高小不敏感较大较好较高3））选选择择适适当当的的导导轨轨结结构构及及尺尺寸寸，，使使其其在在给给定定的的载载荷荷及及工工作作温温度度范范围围内内，，满满足足系系统统的的要要求求。。4））选选择择导导轨轨的的补补偿偿及及调调整整装装置置5））选选择择合合理理的的耐耐磨磨涂涂料料、、润润滑滑方方法法和和防防护护装装置置6））制制定定保保证证导导轨轨所所必必须须的的技技术术条条件件二、、滚滚动动导导轨轨副副的的结结构构及及其其选选择择1、、直直线线运运动动滚滚动动导导轨轨副副的的特特点点与与要要求求优点点摩擦擦系系数数小小（（0.003~0.005））运运动动灵灵活活；；不易易出出现现爬爬行行；；可以以预预紧紧，，刚刚度度高高；；寿命命长长精度度高高；；润滑滑方方便便由专专业业厂厂生生产产，，可可以以外外购购选选用用缺点点：：抗振振性性差差，，接接触触应应力力大大；；对导导轨轨的的表表面面硬硬度度、、表表面面形形状状精精度度和和滚滚动动体体的的尺尺寸寸精精度度要要求求高高结构构复复杂杂，，制制造造困困难难，，成成本本高高；；对脏脏物物比比较较敏敏感感，，必必须须有有良良好好的的防防护护装装置置。。对滚滚动动导导轨轨的的基基本本要要求求是是：：导向向精精度度耐磨磨性性刚度度工艺艺性性2、、分分类类（1））滚滚动动体体不不循循环环行程程不不能能太太长长，，结结构构简简单单，，制制造造容容易易，，成成本本较较低低，，但但施施加加预预紧紧力力较较难难，，刚刚度度较较低低，，抗抗振振性性差差，，不不能能承承受受冲冲击击载载荷荷1））滚滚珠珠导导轨轨运动件滚珠承导件特点点：：摩擦擦小小，，但但承承载载能能力力差差，，刚刚度度低低，，不不能能承承受受大大的的颠颠覆覆力力矩矩和和水水平平力力。。适用用于于载载荷荷不不超超过过200N的的小小型型部部件件2））滚滚柱柱导导轨轨运动件滚柱承导件特点点：：承载载能能力力和和刚刚度度比比滚滚珠珠导导轨轨副副要要高高，，导导向向性性能能也也高高；；对安安装装精精度度的的要要求求较较高高3））滚滚针针导导轨轨特点点：：承载载力力比比滚滚柱柱导导轨轨大大，，但但安安装装精精度度要要求求更更高高，，适适用用于于结结构构尺尺寸寸受受限限制制的的机机床床三角角-平平面面滚滚珠珠导导轨轨双双三三角角滚滚珠珠导导轨轨双三三角角交交叉叉滚滚柱柱导导轨轨、、滚滚动动导导轨轨副副（2））滚滚动动体体循循环环行程程无无限限，，一一般般制制造造成成标标准准件件；；用于于重重载载条条件件下下，，结结构构复复杂杂，，装装卸卸调调整整不不方方便便。。滚动动导导轨轨副副滚动动导导轨轨块块滚动动导导轨轨副副1-定定导导轨轨；；2-机机身身；；3-运运动动件件；；4-动动导导轨轨；；5-调调整整螺螺钉钉；；6-塞塞块块；；7-偏偏心心调调整整销销轴轴滚珠珠轴轴承承导导轨轨1-承承导导件件；；2-偏偏心心轴轴；；3-滚滚珠珠轴轴承承；；4-轴轴承承支支架架；；5-摆摆杆杆；；6-轴轴承承；；7-小小轴轴；；8-左左轴轴承承；；9-工工作作台台；；10-弹弹簧簧；；11-螺螺钉钉；；12-丝丝杠杠；；A、、B-导导轨轨面面；；01-摆摆杆杆转转动动中中心心；；02-轴轴承承回回转转中中心心滚动动轴轴承承及及其其偏偏心心轴轴机机构构滚动动