第十章导轨.ppt

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1、第十二章第十二章 直线运动导轨直线运动导轨西安工业大学光电学院西安工业大学光电学院目目 录录p 概述概述p 滑动摩擦导轨滑动摩擦导轨p 滚动摩擦导轨滚动摩擦导轨p 弹性摩擦导轨弹性摩擦导轨p 静压导轨静压导轨12-1 概述概述p作用：作用：用来支承和引导运动部件按给定方向作往复直线用来支承和引导运动部件按给定方向作往复直线运动。运动。p组成部分：组成部分：运动件：作直线运动的零件；运动件：作直线运动的零件；承导件承导件一、导轨的导向原理一、导轨的导向原理限制自由度限制自由度二、导轨的分类和基本要求二、导轨的分类和基本要求滑动摩擦导轨滑动摩擦导轨滚动摩擦导轨滚动摩擦导轨弹性摩擦导轨弹性摩擦导轨流

2、体摩擦导轨流体摩擦导轨力封式（开式）导轨力封式（开式）导轨自封式（闭式）导轨自封式（闭式）导轨1.分类分类2.基本要求基本要求p导向精度导向精度p运动轻便、平稳、低速时无爬行现象运动轻便、平稳、低速时无爬行现象p耐磨性耐磨性p对温度变化的不敏感性对温度变化的不敏感性p足够的刚度足够的刚度p结构工艺性结构工艺性12-2 滑动摩擦导轨滑动摩擦导轨一、滑动摩擦导轨的类型及结构特点一、滑动摩擦导轨的类型及结构特点1.1.类型类型圆柱面导轨圆柱面导轨棱柱面导轨棱柱面导轨凸形导轨凸形导轨凹形导轨凹形导轨棱柱面导轨：棱柱面导轨：三角形、矩形、燕尾形三角形、矩形、燕尾形圆柱面导轨：圆柱面导轨：圆形圆形2.2.

3、圆柱面导轨圆柱面导轨优点：优点：加工和检验简单、易于达到较高精度。加工和检验简单、易于达到较高精度。缺点：缺点：间隙不能调整，导轨对温度变化比较敏感。间隙不能调整，导轨对温度变化比较敏感。加防转结构加防转结构3.3.棱柱面导轨棱柱面导轨 三角形导轨：三角形导轨：磨损后能自动补偿间隙，导向精度较高，导磨损后能自动补偿间隙，导向精度较高，导轨承载能力较大。顶角越大承载能力越大，但导向精度降低。轨承载能力较大。顶角越大承载能力越大，但导向精度降低。矩形导轨：矩形导轨：承载能力和刚度较大。承载能力和刚度较大。优点：优点：结构简单，制造、检验、修理较易。结构简单，制造、检验、修理较易。缺点：缺点：磨损后

4、不能自动补偿间隙。磨损后不能自动补偿间隙。燕尾导轨燕尾导轨优点：优点：结构紧凑，调整间隙方便。结构紧凑，调整间隙方便。缺点：缺点：几何形状较复杂，难以达到较高的配合精几何形状较复杂，难以达到较高的配合精度，并且导轨中的摩擦力较大，运动不灵活。度，并且导轨中的摩擦力较大，运动不灵活。适用于结构尺寸小及导向精度与运动灵便性要求适用于结构尺寸小及导向精度与运动灵便性要求不高的场合。不高的场合。二、二、导轨的间隙调整导轨的间隙调整 间隙过大会降低导向精度，间隙过小会增加摩擦力。间隙过大会降低导向精度，间隙过小会增加摩擦力。1.采用磨、刮相应的结合面或加垫片；采用磨、刮相应的结合面或加垫片；2.镶条调整

5、：平镶条、斜镶条镶条调整：平镶条、斜镶条三、三、驱动力方向和作用点对导轨工作的影响驱动力方向和作用点对导轨工作的影响 合理地确定导轨运动件上作用力的方向和位置。合理地确定导轨运动件上作用力的方向和位置。1.作用力与运动方向成一定角度；作用力与运动方向成一定角度；运动件不自锁的条件：运动件不自锁的条件：2.作用力与运动方向平行；作用力与运动方向平行；当量摩擦系数当量摩擦系数四、四、温度变化时对导轨间隙的影响温度变化时对导轨间隙的影响 温度的变化可能造成导轨卡住或间隙过大。温度的变化可能造成导轨卡住或间隙过大。1.保证导轨不被卡住：保证导轨不被卡住：2.保证导轨有一定的精度：保证导轨有一定的精度：

6、五、五、导轨的刚度计算导轨的刚度计算 保证导轨的最大变形量不超过许用值。保证导轨的最大变形量不超过许用值。导轨接触变形：导轨接触变形：解决方法：解决方法：增加导轨尺寸增加导轨尺寸合理布置加强筋合理布置加强筋六、六、提高导轨耐磨性的措施提高导轨耐磨性的措施1.合理选用导轨的材料及热处理：合理选用导轨的材料及热处理：在较长时间内保持一定的导向精度，应提高导轨在较长时间内保持一定的导向精度，应提高导轨使用寿命使用寿命要求：耐磨性好，摩擦系数小，并具有良好的要求：耐磨性好，摩擦系数小，并具有良好的加工和热处理性能。加工和热处理性能。材料：铸铁、钢、有色金属、塑料材料：铸铁、钢、有色金属、塑料降低导轨工

7、作面的粗糙度。降低导轨工作面的粗糙度。2.减小导轨比压减小导轨比压方法：卸载导轨方法：卸载导轨3.保证导轨良好的润滑保证导轨良好的润滑润滑油有适当的粘度和较好的油性润滑油有适当的粘度和较好的油性4.提高导轨的精度提高导轨的精度六、六、导轨主要尺寸的确定导轨主要尺寸的确定 运动件和承导件的长度、导轨宽度、两导轨之间的运动件和承导件的长度、导轨宽度、两导轨之间的距离、三角形导轨的顶角。距离、三角形导轨的顶角。运动件的长度运动件的长度承导件的长度：取决于运动件的长度及行程承导件的长度：取决于运动件的长度及行程导轨宽度：导轨宽度：两导轨之间的距离：在工作稳定的条件下，减两导轨之间的距离：在工作稳定的条

8、件下，减小距离。小距离。三角形导轨的顶角：三角形导轨的顶角：9012-3 滚动摩擦导轨滚动摩擦导轨滚动摩擦导轨的特点：滚动摩擦导轨的特点：滚动摩擦导轨滚动摩擦导轨:在运动件和承导件之间在运动件和承导件之间 加入滚动体。加入滚动体。1.摩擦阻力较小，运动灵活、平稳；摩擦阻力较小，运动灵活、平稳；2.定位精度高；定位精度高；3.磨损较小，寿命长，润滑简便；磨损较小，寿命长，润滑简便；4.结构复杂，加工困难，成本高；结构复杂，加工困难，成本高；5.对导轨表面的误差比较敏感。对导轨表面的误差比较敏感。一、滚动摩擦一、滚动摩擦导轨的类型及结构特点导轨的类型及结构特点 滚珠导轨滚珠导轨V形滚珠导轨形滚珠导

9、轨双圆弧滚珠导轨双圆弧滚珠导轨V形滚珠导轨：形滚珠导轨：工艺性好，可以得到较高的加工精度，工艺性好，可以得到较高的加工精度，但接触应力大，容易压出沟槽。但接触应力大，容易压出沟槽。双圆弧滚珠导轨：双圆弧滚珠导轨：承载能力增大，刚度和使用寿命提高。承载能力增大，刚度和使用寿命提高。可分为滚珠导轨、滚子导轨、滚动轴承导轨可分为滚珠导轨、滚子导轨、滚动轴承导轨 滚柱导轨与滚动轴承导轨滚柱导轨与滚动轴承导轨承载能力大于滚珠导轨承载能力大于滚珠导轨滚动轴承导轨滚动轴承导轨：除起滚动体作用外，还代替承导件。：除起滚动体作用外，还代替承导件。摩擦力小，承载能力大、调整方便。摩擦力小，承载能力大、调整方便。二

10、、滚动二、滚动导轨的预紧导轨的预紧1.采用过盈装配，形成预加载荷采用过盈装配，形成预加载荷2.用移动导轨板的方法实现预紧用移动导轨板的方法实现预紧三、三、导轨主要参数的确定导轨主要参数的确定1.运动件长度运动件长度2.滚动体参数滚动体参数四、滚动四、滚动导轨的材料和热处理导轨的材料和热处理要求：硬度高、性能稳定、良好的加工性能要求：硬度高、性能稳定、良好的加工性能常用材料：常用材料：滚动体：滚动轴承钢（滚动体：滚动轴承钢（GCr15），），HRC6066。导轨：低碳合金钢（导轨：低碳合金钢（20Cr）、合金结构钢、合金）、合金结构钢、合金工具钢、氮化钢、铸铁工具钢、氮化钢、铸铁五、镶装式五、镶

11、装式导轨结构导轨结构 用螺钉把导轨固定在机座上用螺钉把导轨固定在机座上 当导轨用螺钉固紧时，螺钉的压力与导轨的变形量当导轨用螺钉固紧时，螺钉的压力与导轨的变形量导轨的直线度导轨的直线度 压力的增加，接触面压力的增加，接触面的刚度增加。但当压力的刚度增加。但当压力大到大到 时，接时，接触面的刚度将不再增加。触面的刚度将不再增加。12-4 弹性摩擦导轨弹性摩擦导轨优点：优点：1.摩擦力极小；摩擦力极小；缺点：缺点：运动件只能作很小的移动。运动件只能作很小的移动。2.没有磨损，不需要润滑；没有磨损，不需要润滑；3.运动灵活性高；运动灵活性高；4.导轨没有间隙，当运动件的位移足够导轨没有间隙，当运动件

12、的位移足够小时，精度高；小时，精度高；10-5 静压导轨静压导轨一、静压导轨的工作原理一、静压导轨的工作原理321二、静压导轨的特点二、静压导轨的特点优点：优点：1.摩擦系数很小，使驱动功率大大降低，运动轻摩擦系数很小，使驱动功率大大降低，运动轻 便灵活，低速时无爬行现象；便灵活，低速时无爬行现象；缺点：缺点：1.结构复杂，占空间大；结构复杂，占空间大；2.寿命长；寿命长；3.油液有吸振作用，抗振性好，运动平稳；油液有吸振作用，抗振性好，运动平稳；4.承载能力大，刚度好；承载能力大，刚度好；2.油膜厚度不易掌握，调整困难，不稳定。油膜厚度不易掌握，调整困难，不稳定。5.摩擦发热小，导轨温升小。摩擦发热小，导轨温升小。