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直線軸承與導(dǎo)軌的簡(jiǎn)單介紹

　　一、概述
　　支承和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件沿著一定軌跡運(yùn)動(dòng)的零件稱(chēng)為導(dǎo)軌副，也常簡(jiǎn)稱(chēng)為導(dǎo)軌。運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)軌跡有直線、圓或曲線，滾動(dòng)圓導(dǎo)軌可歸人滾動(dòng)推力軸承，曲線導(dǎo)軌在機(jī)械中極少應(yīng)用。
　　導(dǎo)軌在機(jī)器中是個(gè)十分重要的部件，在機(jī)床中尤為重要。機(jī)床的加工精度與導(dǎo)軌精度有直接的聯(lián)系，小批量生產(chǎn)的精密機(jī)床，導(dǎo)軌的加工工作量占整個(gè)機(jī)床加工工作量的40％左右。而且，導(dǎo)軌一旦損壞，維修十分困難。
　　按運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，所謂導(dǎo)軌就是將運(yùn)動(dòng)構(gòu)件約束到只有一個(gè)自由度的裝置。導(dǎo)軌副中設(shè)在支承構(gòu)件上的導(dǎo)軌面為承導(dǎo)面，稱(chēng)為靜導(dǎo)軌，它比較長(zhǎng)；另一個(gè)導(dǎo)軌面設(shè)在運(yùn)動(dòng)構(gòu)件上，稱(chēng)為動(dòng)導(dǎo)軌，它比較短。具有動(dòng)導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件常稱(chēng)為工作臺(tái)、滑臺(tái)、常用導(dǎo)軌面有平面和圓弧面。圓弧導(dǎo)軌面構(gòu)成圓柱形導(dǎo)軌；不同的平導(dǎo)軌面組合，構(gòu)成矩形導(dǎo)軌面間的摩擦為滑動(dòng)摩擦者稱(chēng)為滑動(dòng)導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌面間置人滾動(dòng)元件，使摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦者稱(chēng)為滾動(dòng)導(dǎo)軌。
　　導(dǎo)軌有閉式和開(kāi)式之分，閉式導(dǎo)軌可以承受傾覆力矩，而開(kāi)式導(dǎo)軌則不能。
　　二、導(dǎo)軌設(shè)計(jì)的基本要求
　　1．導(dǎo)軌設(shè)計(jì)的基本要求
　　(1)導(dǎo)向精度
　　導(dǎo)向精度是指運(yùn)動(dòng)構(gòu)件沿導(dǎo)軌承導(dǎo)面運(yùn)動(dòng)時(shí)其運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確程度。影響導(dǎo)向精度的主要因素有導(dǎo)軌承導(dǎo)面的幾何精度、導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、導(dǎo)軌副的接觸精度、表面粗糙度、導(dǎo)軌和支承件的剛度、導(dǎo)軌副的油膜厚度及油膜剛度，以及導(dǎo)軌和支承件的熱變形等。
　　直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的幾何精度一般包括：垂直平面和水平平面內(nèi)的直線度；兩條導(dǎo)軌面間的平行度。導(dǎo)軌幾何精度可以用導(dǎo)軌全長(zhǎng)上的誤差或單位長(zhǎng)度上的誤差表示。
　　(2)精度保持性
　　精度保持性是指導(dǎo)軌工作過(guò)程中保持原有幾何精度的能力。導(dǎo)軌的精度保持性主要取決于導(dǎo)軌的耐磨性及其尺寸穩(wěn)定性。耐磨性與導(dǎo)軌副的材料匹配、受力、加工精度、潤(rùn)滑方式和防護(hù)裝置的性能等因素有關(guān)，另外，導(dǎo)軌及其支承件內(nèi)的殘余應(yīng)力也會(huì)影響導(dǎo)軌的精度保持性。
　　(3)運(yùn)動(dòng)靈敏度和定位精度
　　運(yùn)動(dòng)靈敏度是指運(yùn)動(dòng)構(gòu)件能實(shí)現(xiàn)的小行程；定位精度是指運(yùn)動(dòng)構(gòu)件能按要求停止在指定位置的能力。運(yùn)動(dòng)靈敏度和定位精度與導(dǎo)軌類(lèi)型、摩擦特性、運(yùn)動(dòng)速度、傳動(dòng)剛度、運(yùn)動(dòng)構(gòu)件質(zhì)量等因素有關(guān)。
　　(4)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性
　　導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性是指導(dǎo)軌在低速運(yùn)動(dòng)或微量移動(dòng)時(shí)不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象的性能。平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)、導(dǎo)軌副材料的匹配、潤(rùn)滑狀況、潤(rùn)滑劑性質(zhì)及導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)之傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度等因素有關(guān)。
　　(5)抗振性與穩(wěn)定性
　　抗振性是指導(dǎo)軌副承受受迫振動(dòng)和沖擊的能力，而穩(wěn)定性是指在給定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下不出現(xiàn)自激振動(dòng)的性能。
　　(6)剛度
　　導(dǎo)軌抵抗受力變形的能力。變形將影響構(gòu)件之間的相對(duì)位置和導(dǎo)向精度，這對(duì)于精密機(jī)械與儀器尤為重要。導(dǎo)軌變形包括導(dǎo)軌本體變形和導(dǎo)軌副接觸變形，兩者均應(yīng)考慮。
　　(7)結(jié)構(gòu)工藝性
　　結(jié)構(gòu)工藝性是指導(dǎo)軌副(包括導(dǎo)軌副所在構(gòu)件)加工的難易程度。在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的前提下，應(yīng)盡量做到制造和維修方便，成本低廉。
　　2．導(dǎo)軌設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容導(dǎo)軌設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：
　?、俑鶕?jù)導(dǎo)軌工作條件、承載特性，選擇導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)類(lèi)型、截面形狀及其組合形式。
　?、谶M(jìn)行導(dǎo)軌的力學(xué)計(jì)算，確定結(jié)構(gòu)尺寸。
　?、鄞_定導(dǎo)軌副的間隙、公差和加工精度。
　?、苓x擇導(dǎo)軌材料、摩擦面硬度匹配和表面精加工和熱處理方法。
　?、葸x擇導(dǎo)軌的預(yù)緊載荷，設(shè)計(jì)預(yù)緊載荷的加載方法與裝置。
　?、捱x擇導(dǎo)軌面磨損后的補(bǔ)償方式和調(diào)整裝置。
　?、哌x擇導(dǎo)軌的潤(rùn)滑方式，設(shè)計(jì)潤(rùn)滑系統(tǒng)和防護(hù)裝置。
　　3．精密導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)原則
　　對(duì)幾何精度、運(yùn)動(dòng)精度和定位精度要求都較高的精密導(dǎo)軌(如數(shù)控機(jī)床和測(cè)量機(jī)的導(dǎo)軌)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循如下一些原則：
　　(1)誤差補(bǔ)償原則滿(mǎn)足下列三項(xiàng)要求，以使導(dǎo)軌系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)誤差相互補(bǔ)償：
　　①導(dǎo)軌間必須設(shè)置中間彈性環(huán)節(jié)，如滾動(dòng)體塑料帶(片)或流體膜等。
　　②導(dǎo)軌間要有足夠的預(yù)緊力，以便補(bǔ)償接觸誤差。
　?、蹖?dǎo)軌的制造誤差應(yīng)小于中間彈性體(元件)的變形量。

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