机电一体化系统设计-第二章机械部件选择与设计综述

机电一体化系统设计第二章机电一体化系统机械部件选择与设计

第二章机电一体化系统

机械系统部件的选择与设计

机电一体化系统的构成基础——机械构件及其传动部件控制部件、接口电路、功率放大电路、执行元件、机械传动部件、导向支承件以及传感元件等

部分均与机械部分相关，而最主要的是机械传动部件，导向支承件部件。机电一体化机械系统的特殊要求

机电一体化的机械系统与一般机械系统相比，具有一定的特殊要求：（1）较高的定位精度。（2）良好的动态响应特性。响应快、稳定性好。（3）无间隙、低摩擦、低惯量、大刚度。（4）高的谐振频率、合理的阻尼比。

这表明了机械系统部件选择与设计时的特点和要求。在机电一体化机械系统设计中

的主要措施和手段

要达到上述要求，在机电一体化系统机械系统设计中，可采取的主要措施：

（1）采用低摩擦阻力的传动部件和导向支撑件。如：滚珠丝杠副、滚动导向和支承、动静压导向和支承。（2）缩短传动链，提高传动与支承刚度。如：大扭矩、宽调速的伺服电动机；轴端预紧或预拉伸、滚珠丝杠副或滚动导轨副预紧消除间歇提高刚度。

（3）选择合理（最佳）传动比，提高系统分辨率，减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能的提高系统的加速能力。（4）尽可能地减小或消除传动误差和反转误差、减少支承变形，最终缩小反向四区误差。（5）改进和合理设计支承件和机架结构，提高刚度、减少振动和噪音。第2.1节机械传动部件

的选择与设计

2.1.1机械传动部件及其主要功能

常用传动部件：螺旋传动、齿轮传动、同步齿形传动、高速带传动，其它非线性传动元件。

主要功能：传递力/转矩和速度/转速——力/转矩、速度/转速变换器。

机械传动部件的作用和要求

主要作用或目的——使执行元件与负载之间在转矩和转速方面达到合理（最佳）的匹配。

基本要求——传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传动转矩大。

可按传动部件的用途——工作机或信息机的主要功用而确定目标指标和参量。

机电一体化机械传动部件的发展方向

——精密化，高速化，小型化，轻量化。厚德达理

励志勤工2.1.2丝杠螺母机构传动形式与特点（1）丝杠螺母机构的主要构成丝杠、丝杠螺母和减摩介质或滚动体（回珠装置）。

功能：实现旋转运动与直线运动之间相互转换或调整。

作用：用于机构之间能量的传递和运动形式的传递。

分类：滑动和滚动丝杠螺母机构。（2）丝杠螺母机构传递运动的基本条件1）滑动丝杠螺母机构传递运动基本条件：应有足够的滑移间隙和充分地润滑，热胀冷缩补偿空间；因而，存在一定的空回间隙。2）滚珠丝杠螺母机构传递运动的基本条件：应有足够的润滑储油空间和热胀冷缩弹性补偿能力，可实现无间隙工作；因而，存在一定的表面应力；为了实现连续运转，需一滚珠的回珠装置（内或外）。（3）丝杠螺母机构的特点

滑动丝杠螺母机构：结构简单、加工方便、成本低，且有自锁功能，但摩擦阻力较大、传动效率低(30%~40%)。

滚动丝杠螺母机构：结构复杂、成本高、无自锁功能，但摩擦阻力小、传动效率高（92%~98%）、传动精度高。（4）丝杠螺母传动的类型与特点丝杠螺母机构传动的工作原理

2.1.3滚珠丝杠传动部件

（1）滚珠丝杠副的组成由带螺旋槽的丝杆、螺母、滚动元件滚珠/滚柱、回珠装置等组成。各元件的作用：（2）滚珠丝杠传动的特点

具有传动阻力小；传动效率高（92%~98%）；轴向刚度高（适当预紧消除丝杠与螺母之间的轴向间隙或预拉丝杠）；传动平稳；传动精度高；不易磨损、使用寿命长等优点；但不能自锁；因而用于高精度传动和升降传动时，需制动定位装置。（3）滚珠丝杠副的典型结构类型

主要按螺纹滚道截面形状、滚珠的循环方式、消除轴向间隙的调整与预紧方式三种形式进行分类。1）按螺纹滚道截面形状分类：分单圆弧型和双圆弧型两类。单圆弧滚道和双圆弧滚道的结构特点

单圆弧滚道：结构简单，传递精度由加工质量保证，轴向间隙小，无轴向间隙调整和预紧能力，加工困难，加工精度要求高，成本高，一般在轻载条件下工作。

双圆弧滚道：结构简单，存在轴向间隙，加工质量易于保证，在使用双螺母结构的条件下，具有轴向间隙调整和预紧能力，传递精度高。双圆弧滚道单圆弧滚道2）按滚珠的循环方式分类：

内循环方式和外循环方式两类。

a）内循环方式浮动式反向器内循环方式b）外循环方式端盖式外循环插管式外循环3）消除轴向间隙的调整与预紧方式

无论是滑动丝杠还是滚动丝杠传动，由于在结构上均存在一定的轴向间隙，以及磨损间隙的存在，为了保证运动传递的连续性和可靠性，消除轴向间隙并实施一定预紧，有利于提高丝杠的传递精度和一定的承载能力。消除和减小丝杠轴向间隙的主要方法：主要分为双螺母螺纹预紧调整、双螺母垫片式预紧调整、双螺母齿差式预紧调整、弹簧式自动预紧调整、单螺母变导程预紧调整四种方式。滚珠丝杠的间隙调整与预紧（3）选择滚珠丝杠副支承方式

为了提高滚珠丝杠传动副的支承刚度，从而提高传动精度，滚珠丝杠副支承方式具有下属四种方式。滚珠丝杠副的四种支承方式及其特点（4）滚珠丝杠副的制动装置

作用：在垂直安装或在高速移动定位时，防止滚珠丝杠副逆转发生不安全事故或定位不可靠（无自锁能力）。

常用：超越离合器、双推式电磁离合器（制动器）。

超越离合器双推式电磁离合器超越离合器的工作原理超越离合器是利用主动件和从动件的转速变化或回转方向变换而自动接合和脱开的一种离合器。当主动件带动从动件一起转动时，称为结合状态；当主动件和从动件脱开以各自的速度回转时，为超越状态。超越离合器具有以下功能

a.在快速进给机械中实现快慢速转换、超越功能。

b.实现步进间隙运动和精确定位的分度功能。

c.当它与滚珠丝杠或其它部件配套使用，防止逆转，实现自锁和逆止功能。

定向离合器（滚柱定向离合器）只能向一个转向传递转矩，反向自动分离。主要由星轮1、外圈2、弹簧顶杆4和滚柱3构成。弹簧将滚柱3星轮的楔形槽内，使滚柱与星轮、外圈接触。一起同向运动。（运动方向如图）1星轮2外圈3滚柱4弹簧顶杆（5）滚珠丝杠副的润滑与密封

润滑：主要有脂润滑和滴油润滑。

密封：接触式密封（动或静密封）和非接触式密封（迷宫式密封）。

防尘与防护：折叠式防尘套、伸缩式防尘套、伸缩挡板防尘装置等。（6）滚珠丝杠副的选择方法

1）滚珠丝杠副结构形式确定依据预紧条件和防尘条件决定滚珠丝杠副的结构形式。

单圆弧螺纹滚道的单螺母丝杠副

——以动力传动为主，允许传动存在一定间隙，且垂直安装。常用在高精度压力设备上（导向精度由导轨保证）。

单圆弧螺纹滚道的双螺母丝杠副

——主要用在传递轻载荷、对传递动力的平稳性和丝杆刚度要求比高（预紧力较小）的小型设备上。

双圆弧螺纹滚道的双螺母丝杠副——主要用于重载，以传递动力和运动为主，对传递动力和运动的平稳性有较高的要求，传递精度高、丝杠刚度大防尘效果好的高精度机器设备上。预紧原理预紧结构2）滚珠丝杠副基本结构尺寸的选择

主要依据滚珠丝杠副传递的最大载荷、运动特性（传递速度）和范围（有效行程）、传递精度要求，选定滚珠丝杠副的公称直径、基本导程以及传递精度等级。确定基本参数的原则

·

公称直径大，承载能力强；反之，承载能力弱。

·

基本导程大，承载能力强，传动速度快，传动精度降低；反之，承载能力减弱，传动速度慢，传动精度高。

·

传递精度：决定设备静态定位和运动精度、动态响应特性、动态稳定特性。3）滚珠丝杠副的选择设计验算步骤

依据最大工作载荷(N)或平均工作载荷(N)作用下的使用寿命T(h)、丝杆有效工作行程(mm)、丝杠转速(r/min)或平均转速(r/min)、滚道硬度HRC以及工况等实际工作条件，进行一系列的验算。

·承载能力计算与滚珠丝杠副型号选择在最大静载荷和动载荷条件下，进行弯曲强度、接触应力强度、疲劳强度等验算，综合决定选择滚珠丝杠副型号。

·压杆稳定性验算或校核压杆稳定性验算或校的基本要求是不影响滚珠丝杠副的精度和变形附加载荷产生的摩擦阻力超过极限值。

·刚度验算结构刚度（支承方式相关）和接触刚度（导轨滚道）。**由此才能完成滚珠丝杠副的选择设计工作。2.1.4齿轮传动部件

齿轮传动部件的作用：转矩、转速和转向的变换器。（1）机电一体化系统中，常用的齿轮传动部件：

定轴传动轮系、行星齿轮传动轮系、谐波齿轮传动轮。

1）定轴轮系传动

齿轮传动齿轮齿条传动2）行星齿轮传动轮系

主要由传动齿轮、定位齿轮、行星齿轮和行星架等组成。行星齿轮传动轮系的组成与工作原理行星差速变速器3）谐波齿轮传动工作原理主要组成元件工作过程谐波齿轮传动是一种依靠弹性变形运动来实现传动的新型机构，它突破了机械传动采用刚性构件机构的模式，使用了一个柔性构件来实现机械传动，从而获得了一系列其他传动所难以达到的特殊功能。特点：1．承载能力高谐波传动中，齿与齿的啮合是面接触，加上同时啮合齿数（重叠系数）比较多，因而单位面积载荷小，承载能力较其他传动形式高。2．传动比大单级谐波齿轮传动的传动比，可达i=70～500。3．体积小、重量轻。4．传动效率高、寿命长。5．传动平稳、无冲击，无噪音，运动精度高。6．由于柔轮承受较大的交变载荷，因而对柔轮材料的抗疲劳强度、加工和热处理要求较高，工艺复杂。（2）齿轮传动最佳传动比配置的基本要求

配置传动比的目的：满足驱动元件与负载之间的位移、速度、加速度、传动精度（误差）相互匹配的基本要求。由于，机电一体化系统的传动负载、传动特性、传动精度、工作条件差异很大，齿轮传动部件传动比的配置应主要依据不同系统的实际工作情况与要求进行配置。在一般情况下，可重点考虑如下几方面内容：运动参量匹配——

传递形式与类型功率/力/力矩匹配——

结构强度与刚度转动惯量——

系统响应特性（静态/动态）传递精度——传递间隙、平稳性、低速震荡（爬行现象）

（3）各级传动比最佳分配原则

1）重量最轻原则

•

小功率传动装置各级传动比（等传动比分配，等模数原则）

•

大功率传动装置各级传动比确定，应遵循“先大后小”原则，再由经验、类比方法和结构设计紧凑等方法确定。（不等传动比分配，不等模数原则）2）输出转角误差最小原则

为了提高机电一体化系统中齿轮传动系统传递运动的精度，各级传动比应按“先小后大”原则分配，以便降低齿轮的加工误差、安装误差以及回转误差对输出转角精度的影响。设齿轮传动系统中各级齿轮的转角误差换算到末级输出轴上的总转角误差为，则：式中：—第个齿轮所具有的转角误差；

—第个齿轮的转轴至第级输出轴的传动比。3）等效转动惯量最小原则各传动轴转动惯量等效到电机轴上的等效转动惯量最小。(机械传动部分响应特性最佳原则)。

如右图，若不计轴和轴承的转动惯量，则根据系统动能不变的原则，等效到电机轴上的等效转动惯量为：

归纳起来，减速传动装置传动比的分配原则是设计减速器的指导思想和基本方法。在实际减速器设计中，应结合减速器的具体要求，认真分析、论证方案实现的可行性、经济性、可靠性等指标，并对减速器的转动惯量、结构尺寸、精度要求等进行合理协调，尽可能达到合理的匹配，达到减速器具有体积小、重量轻、运转平稳、启动频繁和动态特性好，传动精度高、误差最小等基本要求。（4）齿轮传动间隙的调整方法

齿轮传动间隙的调整目的：提高齿轮传动的精度和消除齿轮传动的正反转误差。常用圆柱齿轮传动齿侧间隙的调整方法偏心套筒或偏心轴齿侧间隙调整法

如图所示，将相互啮合的一对齿轮中的一个齿轮4装在电机输出轴上，并将电机2安装在偏心套1(或偏心轴)上，通过转动偏心套(偏心轴)的转角，就可调节两啮合齿轮的中心距，从而消除圆柱齿轮正、反转时的齿侧间隙。特点是结构简单，但其侧隙不能自动补偿。轴向垫片齿侧间隙调整法

如图所示，齿轮1和2相啮合，其分度圆弧齿厚沿轴线方向略有锥度，这样就可以用轴向垫片3使齿轮2沿轴向移动，从而消除两齿轮的齿侧间隙。装配时轴向垫片3的厚度应使得齿轮1和2之间既齿侧间隙小，运转又灵活。特点同偏心套(轴)调整法。双片薄齿轮错齿齿侧间隙调整法

这种消除齿侧间隙的方法是将其中一个做成宽齿轮，另一个用两片薄齿轮组成。采取措施使一个薄齿轮的左齿侧和另一个薄齿轮的右齿侧分别紧贴在宽齿轮齿槽的左、右两侧，以消除齿侧间隙，反向时不会出现死区。斜齿轮传动齿侧间隙调整

消除斜齿轮传动齿轮侧隙的方法与上述错齿调整法基本相同，也是用两个薄片齿轮与一个宽齿轮啮合，只是在两个薄片斜齿轮的中间隔开了一小段距离，这样它的螺旋线便错开了。(5)谐波齿轮传动的基本构成及特点

1．构成：

谐波齿轮传动是谐波齿轮行星传动的简称。是一种少齿差行星传动。通常由刚性圆柱齿轮G、柔性圆柱齿轮R、波发生器H和柔性轴承等零部件构成。柔轮和刚轮的齿形有直线三角齿形和渐开线齿形两种，以后者应用较多。谐波齿轮传动构成图例：

2．特点（1）：

谐波齿轮传动既可用做减速器，也可用做增速器。柔轮、刚轮、波发生器三者任何一个均可固定，其余二个一为主动，另一个为从动。传动比大，且外形轮廓小，零件数目少，传动效率高。效率高达92％~96％，单级传动比可达50~4000。

2．特点（2）：

承载能力较高：柔轮和刚轮之间为面接触多齿啮合，且滑动速度小，齿面摩损均匀。柔轮和刚轮的齿侧间隙是可调：当柔轮的扭转刚度较高时，可实现无侧隙的高精度啮合。谐波齿轮传动可用来由密封空间向外部或由外部向密封空间传递运动。二、工作原理

齿差：

谐波齿轮传动中，刚轮的齿数zG略大于柔轮的齿数zR，其齿数差要根据波发生器转一周柔轮变形时与刚轮同时啮合区域数目来决定。即zG-zR=u。目前多用双波和三波传动。错齿是运动产生的原因ZGZR变形：

波发生器的长度比未变形的柔轮内圆直径大：当波发生器装入柔轮内圆时，迫使柔轮产生弹性变形而呈椭圆状，使其长轴处柔轮轮齿插入刚轮的轮齿槽内，成为完全啮合状态；而其短轴处两轮轮齿完全不接触，处于脱开状态。由啮合到脱开的过程之间则处于啮出或啮入状态。当波发生器连续转动时：迫使柔轮不断产生变形，使两轮轮齿在进行啮入、啮合、啮出、脱开的过程中不断改变各自的工作状态，产生了所谓的错齿运动，从而实现了主动波发生器与柔轮的运动传递。工作原理图例：波发生器的旋转方向与柔轮的转动方向相反。柔轮与刚轮齿面的啮合过程：1．刚轮固定—柔轮输出：

波发生器主动，单级减速，结构简单，传动比范围较大，效率较高，应用极广，i=75~500。2．柔轮固定—刚轮输出：

波发生器主动，单级减速，结构简单，传动比范围较大，效率较高，可用于中小型减速器，i=75~500。3．波发生器固定—刚轮输出：

柔轮主动，单级微小减速，传动比准确，适用于高精度微调传动装置，i=1.002~1.015。2.1.5挠性传动部件

在机电一体化系统中，除滚珠丝杠副、齿轮传动副外，同步齿形带传动、钢带传动、链条传动、钢丝绳/尼龙绳传动等。

特点：结构简单、可实现高速传动、传动功率较低、传动效率高、传动平稳、吸振且噪音低、维修使用方便，但安装精度要求高。应用：主要应用在高速、低载、运转平稳、低噪的环境中。同步齿形带传动

同步带是一种兼有链、齿轮、三角胶带优点的传动零件。

同步带传动的优缺点：工作时无滑动，有准确的传动比传动效率高，节能效果好传动比范围大，结构紧凑维护保养方便，运转费用低恶劣环境条件下仍能正常工作同步带传动与类型

同步带传动一般是由同步带轮和紧套在两轮上的同步带组成。同步带内周有等距的横向齿。同步带同步带轮同步带传动一、同步带传动的组成与工作原理1.同步带传动的组成1—主动轮2—从动轮3—传动带2．同步带传动的工作原理

同步带传动是一种啮合传动，依靠带内周的等距横向齿与带轮相应齿槽之间的啮合来传递运动和动力的，两者无相对滑动，从而使圆周速度同步（故称为同步带传动）。它兼有带传动和齿轮传动的特点。同步带传动的特点补充：传动效率高（达0.98），传动比较大（12～20），允许带速高（可至50m/s）二、同步带的类型a）单面同步带b）双面同步带带轮节圆直径d

带轮实际外圆直径d0节距P节线长LP带轮齿数Z*节距是同步带传动最基本的参数。三、同步带的参数

同步带轮的齿形一般采用渐开线，并用与齿轮加工相似的方法加工。为了防止同步带从带轮上脱落，带轮侧边应装挡圈。四、同步带传动应用举例同步带传动主要用于要求传动比准确的中、小功率传动中，如计算机、录像机、数控机床、汽车等。

1.在轻工机械设备上的应用纺织机2.在精密机械设备上的应用有线文字传真机人字齿同步带3.在具有特殊要求的机械中的应用同步带传动在汽车上的应用钢带传动——CVT

ContinuouslyVariableTransmission工作原理：

CVT传动系统里，传统的齿轮被一对滑轮和一只钢制皮带所取代，每个滑轮是由两个锥型盘组成的V形结构，引擎轴连接小滑轮，透过钢制皮带带动大滑轮。锥型盘可在液压的推力作用下收紧或张开，挤压钢片链条以此来调节V型槽的宽度。当锥型盘向内侧移动收紧时，钢片链条在锥盘的挤压下向圆心以外的方向（离心方向）运动，相反会向圆心以内运动。这样，钢片链条带动的圆盘直径增大，传动比也就发生了变化。CVT的主要特点1.它的变速比不是间断的点，而是一系列连续的值，动力传输平滑而顺畅，没有传统自动变速器换档的顿挫感，也消除了手动变速器频繁换档的烦琐。CVT主要靠主、从动轮和金属带来实现速比的无级变化。

2.CVT和普通自动变速器的最大区别是：它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而只用了两组带轮进行变速传动。通过改变驱动轮与从动轮传动带的接触半径进行变速。由于CVT可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配，大大提高了整车的燃油经济性，改善了驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性。3.CVT最大的特点是省油，CVT摒弃了传统自动变速器浪费能源的液力传动装置，而采用了新技术来提高燃料使用率。CVT的燃料使用率比手动变速器和自动变速器都高，能够比传统的自动档车省油10％到15％第2.2节导向支承部件的选择与设计

导轨支承部件的作用：支承和限制运动部件按给定运动规律要求和规定运动方向作直线或回转运动。2.2.1导轨副的组成、种类及应满足要求组成：主要由定导轨、动导轨、辅助导轨、间隙调整元件以及工作介质/元件等组成。（1）导轨副的种类按运动方式可分为：直线运动导轨、回转运动导轨。按接触表面的摩擦性质可分为：滑动导轨、滚动导轨、流体介质摩擦导轨等。（2）常见导轨副的结构形式

导轨副的结构形式是多种多样的，依据不同的要求可设计或选用不同形式的导轨副。常见导轨副的结构形式如下。（3）导轨副应满足的基本要求

基本要求：导向精度高、刚性好、运动轻便平稳、耐磨性好，热温变形小以及结构工艺性好等。在高精度导轨副中，可采用卸荷装置等方法减小导轨面的承载载荷，提高导向精度。1）导向精度要求及影响因素

导向精度（要求）：指动导轨沿给定方向作直线运动时应保证的准确程度，主要是指动导轨沿支承导轨运动的直线度或圆度。

因此，在设计或选用导轨副时，重点考虑影响导向精度的主要因素有：

·

导轨结构类型。

·

导向精度（直线度）和接触精度（平面度和接触面积）。

·

导轨运动配合精度（间隙）。

·

油膜厚度和油膜刚度。

·

导轨和机架的结构刚度和接触刚度。

·

导轨和机架的热变形（热敏感性）。

·

装配质量以及液体动压和静压导轨的油膜厚度、油膜刚度等。2）导轨的刚度要求

导轨的刚度（要求）：导轨抵抗外载荷的能力，从而不影响导向部件的导向精度（运动精度）。通常分为：静刚度——抵抗恒定载荷的能力。动刚度——抵抗交变载荷的能力。每一类刚度都包括：结构刚度、接触刚度、局部刚度。在一般情况下，为减轻或平衡外力的影响，可采用加大导轨尺寸或添加辅助导轨的方法提高刚度。3）精度保持性要求（耐磨性）精度保持性要求：指导轨副表面的耐磨性（耐磨能力）应达到导轨面的使用寿命要求。主要包括：初期耐磨性和耐磨精度保持性两部分，以及耐磨精度失效特性。初期耐磨性——摩擦副初期磨损阶段特性。耐磨精度保持性——摩擦副正常磨损阶段特性。耐磨精度失效特性——摩擦副剧烈磨损阶段特性。4）导轨运动灵活性和低速运动平稳性要求

主要包括：灵活性和低速运动平稳性。灵活性——指对系统控制指令的反映能力。低速运动平稳性——指平稳匀速运动时运动部件的波动误差（低速“爬行现象”）。5）温度敏感性和结构工艺性要求

温度敏感性

——指导轨在环境温度和导轨运动摩擦发热的影响下，导轨运动灵活性、平稳性、导向精度产生变化的反映程度。

工艺性要求

——结构简单、制造容易、装配调整、维修维护、检测方便，生产成本低。

注意：以上这些导轨运动副应达到的要求仅是导轨设计中最基本的要求，在导轨设计中，还应依据导轨应用的实际情况，采取相应的措施，尽可能的满足。

（3）导轨副的设计内容与步骤

1）依据导轨副使用的工作条件，选择合理的结构形式。2）选择导轨副的截面形状，保证导轨的导向精度。3）依据导轨的载荷和工作温度范围，选择导轨的具体结构及尺寸参数，保证具有足够的刚度、良好的耐磨性、运动灵活性、平稳性。4）具有合理的误差自动补偿或调整装置，在导轨长期使用后（超过导轨规定的平均无故障工作时间——MTBF可靠性指标），通过调整进一步的保持导轨的导向精度。5）选用合理的耐磨材料、润滑方法以及防护装置，使导轨尽可能的处于良好工作状态，减少导轨副的磨损。6）制定必要的技术条件（关重件的制造工艺规范、装配调整技术条件、检测验收技术条件、使用维护操作规范、维修维护工艺流程与规范等）。2.2.2滑动导轨副的结构及其选择

（1）滑动导轨副的截面形状和特点常见滑动导轨副的截面形状1）三角形导轨的特点

分对称型和非对称型三角形导轨。特点：在垂直载荷作用下，具有磨损量自动补偿功能，无间隙工作，导向精度高。为防止因振动或倾翻载荷引起两导向面较长时间脱离接触，应有辅助导向面并具备间隙调整能力。但存在导轨水平与垂直误差的相互影响，为保证高的导向精度（直线度），导轨面加工、检验、维修困难。对称型导轨——

随顶角增大，导轨承载能力增大，但导向精度降低。非对称导轨——

主要用在载荷不对称的时候，通过调整不对称角度，使导轨左右面水平分力相互抵消，提高导轨刚度。2）矩形导轨的特点

特点：结构简单，制造、检验、维修方便，导轨面宽、承载能力大，刚度高，但无磨损量自动补偿功能。由于导轨在水平和垂直面位置互不影响，因而在水平和垂直两方向均须间隙调整装置，安装调整方便。3）燕尾形导轨的特点

特点：无磨损量自动补偿功能，须间隙调整装置，燕尾起压板作用，镶条可调整水平垂直两方向的间隙，可承受颠覆载荷，结构紧凑，但刚度差，摩擦阻力大、制造、检验、维修不方便。4）圆形导轨的特点

特点：结构简单，制造、检验、配合方便，精度易于保证，但摩擦后很难调整，结构刚度较差。厚德达理

励志勤工（2）常见导轨副组合与间隙调整、特点

特点：两导轨磨损均匀，能自动补偿垂直和水平方向下磨损，接触刚度好，导向和精度保持性高，但工艺性差，热敏感性较大。主要用于高精机床。

1）双三角形组合导轨组合2）矩形与矩形导轨组合

特点：承载面与导向面分离，制造调整简单、导向面间隙用调整镶条保证，接触刚度较抵。闭式结构时，有辅助导向面，间隙由调整压板保证。在导轨副同样热变形条件下，L1越大，导向间隙要求越大。

3）三角形导轨与矩形或平面导轨组合

特点：兼有三角形导轨导向精度好、矩形导轨制造方便、刚性好的优点，可避免热变形产生的配合间隙变化；但是，存在两导轨导向平面磨损不均并使导轨产生位置变化；另外，两导轨的摩擦阻力不同，因而布置驱动力时，驱动力应与两摩擦阻力的和力同向为宜。当采用闭式压板结构时，可承受颠覆力矩。4）燕尾形导轨与矩形导轨组合

特点：整体式燕尾导轨导向精度高，调整方便，承载能力强，制造困难；装配式导轨，制造调整方便，承载能力与整体式燕尾导轨相比较弱；燕尾导轨与矩形导轨相比，兼有调整方便，承载能力较强等。

（3）导轨副材料的选择

导轨副材料选择的基本要求：