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1、直线运动导轨直线运动导轨第1页，共58页，编辑于2022年，星期一主要内容v第一节 概述v第二节 滑动摩擦导轨v第三节 滚动摩擦导轨v第四节 其它类型的导轨简介第2页，共58页，编辑于2022年，星期一第一节 概述v作用：支承和引导运动部件按给定方向 作往复直线运动。v基本组成v运动件v承导件第3页，共58页，编辑于2022年，星期一第一节 概述v导轨的导向原理（保留一个移动自由度）v导轨的导向面 棱柱面棱柱面圆柱面圆柱面第4页，共58页，编辑于2022年，星期一第一节 概述v导轨的分类v按摩擦性质分 滑动摩擦导轨 滚动摩擦导轨 弹性摩擦导轨 流体摩擦导轨v按结构特点分 力封式 自封式（承受倾
2、覆力矩）第5页，共58页，编辑于2022年，星期一第一节 概述v导轨的基本要求v导向精度 直线度 平行度v运动轻便、平稳、低速时无爬行现象v耐磨性好v对稳定变化的不敏感性v足够的刚度v结构工艺好第6页，共58页，编辑于2022年，星期一第二节 滑动摩擦导轨v运动件与承导件直线接触。v优点：结构简单、接触刚度大。v缺点：摩擦阻力大、磨损快、低速运动时易产生爬行现象。第7页，共58页，编辑于2022年，星期一第二节 滑动摩擦导轨v滑动摩擦导轨截面的常用形式第8页，共58页，编辑于2022年，星期一第二节 滑动摩擦导轨v圆柱面导轨第9页，共58页，编辑于2022年，星期一第二节 滑动摩擦导轨v圆柱面
3、导轨v优点：加工和检验比较简单，易于达到较高精度。v缺点：对温度变化比较敏感，间隙不能调整。v防转结构 示例v导轨的配合v导轨的表面粗糙度第10页，共58页，编辑于2022年，星期一第二节 滑动摩擦导轨v棱柱面导轨（三角形、矩形、燕尾形）v双三角形导轨v三角形平面导轨v矩形导轨v燕尾导轨第11页，共58页，编辑于2022年，星期一第二节 滑动摩擦导轨v导轨间隙的调整v采用磨、刮相应的结合面或加垫片的方法v采用平镶条调整 图示v采用斜镶条调整 图示第12页，共58页，编辑于2022年，星期一第二节 滑动摩擦导轨v驱动力方向和作用点对导轨工作的影响 减小倾覆力矩，使运动件不被卡住第13页，共58页
4、，编辑于2022年，星期一第二节 滑动摩擦导轨v驱动力方向和作用点对导轨工作的影响 不同截面形状的组合导轨，摩擦力合力位置决定驱动元件的位置第14页，共58页，编辑于2022年，星期一第二节 滑动摩擦导轨v温度变化对导轨间隙的影响v承导件和运动件最好用膨胀系数相同或相近的材料。v保证导轨在工作时不卡住 min=0。v保证导轨的工作精度 max=max。第15页，共58页，编辑于2022年，星期一第二节 滑动摩擦导轨v导轨的刚度（静刚度）计算v设机座为绝对刚体，则导轨的刚度主要取决于在载荷作用下，运动件和承导件的弯曲变形和它们工作面接触变形的大小。v计算弯曲变形将运动件及连成一体的工作台简化成梁
5、。v计算接触变形经验公式估算。第16页，共58页，编辑于2022年，星期一第二节 滑动摩擦导轨v提高导轨耐磨性的措施v合理选择导轨的材料及热处理 常用材料v减小导轨面压强 卸载导轨v保证导轨良好润滑油膜v提高导轨精度直线度、相对位置精度、粗糙度第17页，共58页，编辑于2022年，星期一第二节 滑动摩擦导轨v导轨主要尺寸的确定v运动件长度L(1.21.8)a or L2a v承导件长度取决于运动件长度及工作行程v导轨宽度BF/(pL)v两导轨之间的距离a工作稳定前提下尽可能减小v三角形导轨的顶角（90）第18页，共58页，编辑于2022年，星期一第三节 滚动摩擦导轨v型式运动件和承导件之间放置
6、滚动体（滚珠、滚柱、滚动轴承等）v特点v摩擦系数小、运动灵便，不易出现爬行现象；v定位精度高；v磨损较小，寿命长，润滑方便；v结构较为复杂，加工较困难，成本较高；v对脏物及导轨面的误差比较敏感。第19页，共58页，编辑于2022年，星期一第三节 滚动摩擦导轨v滚动导轨的类型及结构特点v滚珠导轨 典型结构型式 其它结构型式v滚柱导轨 常见结构型式v滚动轴承导轨 应用示例第20页，共58页，编辑于2022年，星期一第三节 滚动摩擦导轨v滚动导轨的预紧v预紧增大刚度、减小磨损，结构复杂，成本增加v采用过盈装配形成预加负载 示例v用移动导轨板的方法实现预紧 示例第21页，共58页，编辑于2022年，星
7、期一第三节 滚动摩擦导轨v导轨主要参数的确定v运动件的长度v隔离架限动槽长度b和平椭圆长度Bv滚动体的大小和数量第22页，共58页，编辑于2022年，星期一第三节 滚动摩擦导轨v滚动导轨的材料和热处理v滚动体材料：滚动轴承钢（GCr15）v导轨材料:低碳合金钢 合金结构钢 合金工具钢 氮化钢 铸铁第23页，共58页，编辑于2022年，星期一第三节 滚动摩擦导轨v镶装式导轨结构v导轨材料钢 机座材料铸铁v导轨截面形状 a 无凸台 b 有凸台 c 带V形槽第24页，共58页，编辑于2022年，星期一第三节 滚动摩擦导轨v镶装式导轨结构导轨全长与机座接触 导轨变形示意图第25页，共58页，编辑于20
8、22年，星期一第四节 其它类型导轨简介v 弹性摩擦导轨弹性摩擦导轨v静压导轨静压导轨第26页，共58页，编辑于2022年，星期一弹性摩擦导轨第27页，共58页，编辑于2022年，星期一弹性摩擦导轨第28页，共58页，编辑于2022年，星期一弹性摩擦导轨v优点v摩擦力极小；v没有磨损，不需润滑；v运动灵便性高；v当运动件位移足够小时，精度很高，可达极高分辨率。v缺点：只能作很小的移动。第29页，共58页，编辑于2022年，星期一静压导轨简介v导轨面间通入压力油或压缩空气，使运动件浮起，保证液体或气体摩擦。v液体静压导轨v分类：开式静压导轨 闭式静压导轨v优点：摩擦系数小、无磨损、承载能力大、导轨
9、温升小、抗振性好。v气体静压导轨v开式、闭式、负压吸浮式气垫导轨第30页，共58页，编辑于2022年，星期一EndEnd第31页，共58页，编辑于2022年，星期一导向精度v导轨在垂直平面和水平面内的直线度第32页，共58页，编辑于2022年，星期一导向精度v导轨间的平行度第33页，共58页，编辑于2022年，星期一有防转结构的圆柱面导轨第34页，共58页，编辑于2022年，星期一双三角形导轨导向精度高、承载能力大、精度保持性好；对温度变化较敏感。第35页，共58页，编辑于2022年，星期一三角形平面导轨导向精度高，承载能力大，对温度变化的不敏感性，工艺性好；磨损后不能自动调整间隙。第36页，
10、共58页，编辑于2022年，星期一矩形导轨承载能力和刚度较大，结构简单。第37页，共58页，编辑于2022年，星期一燕尾导轨结构紧凑、调整间隙方便。形状复杂、摩擦力大，运动灵活性差。第38页，共58页，编辑于2022年，星期一平镶条调整制造容易、但易变形，用于受力较小导轨第39页，共58页，编辑于2022年，星期一斜镶条调整调整容易、受力均匀，但制造较难第40页，共58页，编辑于2022年，星期一合理选择导轨的材料及热处理常用材料铸铁 HT200、HT300、高磷铸铁等钢 碳素钢(40、T8A)、合金钢(20Cr、40Cr)有色金属 黄铜、锡青铜、超硬铝、铸铝塑料 聚四氟乙烯不同材料匹配使用第
11、41页，共58页，编辑于2022年，星期一减小导轨面压强卸载导轨静压卸载导轨第42页，共58页，编辑于2022年，星期一减小导轨面压强卸载导轨水银卸载导轨第43页，共58页，编辑于2022年，星期一减小导轨面压强卸载导轨机械卸载导轨第44页，共58页，编辑于2022年，星期一滚珠导轨典型结构型式力封式第45页，共58页，编辑于2022年，星期一滚珠导轨典型结构型式自封式第46页，共58页，编辑于2022年，星期一滚珠导轨改善措施预先磨出一窄条圆弧面的浅槽采用双圆弧滚珠导轨第47页，共58页，编辑于2022年，星期一滚珠导轨其它结构型式第48页，共58页，编辑于2022年，星期一滚珠导轨其它结构
12、型式滚珠循环导轨第49页，共58页，编辑于2022年，星期一滚柱导轨交叉滚柱V平导轨 a）V平滚柱导轨 b）第50页，共58页，编辑于2022年，星期一滚动轴承导轨万能工具显微镜纵向导轨第51页，共58页，编辑于2022年，星期一过盈预紧第52页，共58页，编辑于2022年，星期一移动预紧第53页，共58页，编辑于2022年，星期一液体静压导轨开式静压导轨 结构简单，但承受倾覆力矩的能力较差。第54页，共58页，编辑于2022年，星期一液体静压导轨闭式静压导轨第55页，共58页，编辑于2022年，星期一气体静压导轨负压吸浮式气垫的工作原理第56页，共58页，编辑于2022年，星期一气体静压导轨两坐标负压吸浮式气垫导轨第57页，共58页，编辑于2022年，星期一over第58页，共58页，编辑于2022年，星期一