导向支承部件的选择与设计

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1、2.3导向支承部件的选择与设计一.导轨副的组成、种类及其应满足的要求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。导轨副的组成1-承导件2－运动件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。按接触表面的摩擦性质分类1.导轨副的种类按其结构特点，可分为开式（借助重力或弹簧弹力保证运动件与承导面之间的接触）导轨和闭式（只靠导轨本身的结构形状保证运动件与承导面之间的接触）导轨1.导轨副

2、的种类常用导轨性能比较2.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。对精度要求高的直线运动导轨，还要求导轨的承载面与导向面严格分开；当运动件较重时，应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。2.导轨副应满足的基本要求（1）导向精度指动导轨沿给定方向作直线运动时应保证的准确程度。a)导轨在垂直平面内的直线度(即导轨纵向直线度）b)导轨在水平平面内的直线度(即导轨横向直线度)c)两导轨面问的平行度，也叫扭曲度设计或选用导轨副时，影响

3、导向精度的主要因素导轨结构类型。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.导轨副应满足的基本要求（2）刚度导轨的刚度：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(自身变形，由导轨面上零部件重量引起)、接触刚度（接触变

4、形，由接触处的微观不平度引起）、局部刚度（局部变形，发生在载荷集中的地方）。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、添加辅助导轨、增加接触面积的方法提高刚度。（3）精度的保持性精度保持性要求：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。主要取决于导轨的结构、材料、摩擦性质、表面粗糙度、表面硬度、表面润滑及受力情况等。提高导轨的精度保持性，必须进行正确的润滑与保护。（4）导轨运动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——指低速运动时运动部

5、件的运动波动误差（低速“爬行现象”）。为防止爬行现象的出现，可同时采取以下几项措施：采用滚动导轨、静压导轨、卸荷导轨、贴塑料层导轨等；在普通滑动导轨上使用含有极性添加剂的导轨油；用减小结合面、增大结构尺寸、缩短传动链、减少传动副等方法来提高传动系统的刚度。（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。结构工艺性要求——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。3.导轨副的设计内容与步骤1）依

6、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。3.导轨副的设计内容与步骤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

7、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）。二.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凸形导轨特点？凹形导轨特点？哪种更适用于高速情况？（1）三角形导轨导轨（承导件）尖顶朝上的称三角形导轨，尖顶朝下的称V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。导轨水平与垂直误差相互影响，导轨面加工、检验、维修困难。（1）三角形导轨又分对称型和非对称型三角形导轨。对称型导轨——随顶角增大，导轨承载能力增大，但导向精度

8、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，应用广泛。导向精度不如三角形导轨高，磨损后不能自动补偿，在水平和垂直两方向均须间隙调整装置。导轨在水平和垂直面位置互不影响，安装调整方便。导轨的材料、载荷、宽度相同情况下，矩形导轨的摩擦阻力和接触变形都比三角形导轨小。（3）燕尾形导轨特点