【正文】 ，錐形軸頸與滾珠直接接觸，其軸向間隙由彈簧或螺母調(diào)整，圖中c采用碟形墊圈來消除軸向間隙，墊圈的作用力比作用在軸承上的最大軸向力大2~3倍。 (a) (b) (c)圖635 微型滾動(dòng)軸承表616 常見主軸滾動(dòng)軸承配置形式及工作性能序號(hào)軸承配置形式前支承軸承型號(hào)后支承軸承型號(hào)前支承承載能 力剛度振擺溫升極限轉(zhuǎn)速熱變形前端位移徑向軸向徑向軸向徑向軸向徑向軸向徑向軸總的前支承1NN3000230000NN30002NN30005100兩個(gè)NN30003NN300030000兩個(gè)430003000535003000630000兩個(gè)30000兩個(gè)730000兩個(gè)30000兩個(gè)830000兩個(gè)51003000080009840005100840008000注：設(shè)這些主軸組件結(jié)構(gòu)尺寸大致相同，其它型式的性能指標(biāo)值均以第一種機(jī)構(gòu)為參考。2．靜壓軸承滑動(dòng)軸承阻尼性能好、支承精度高、具有良好的抗振性和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。按照液體介質(zhì)的不同、目前使用的有液體滑動(dòng)軸承和氣體滑動(dòng)軸承兩大類。按油膜和氣膜壓強(qiáng)的形成方法又有動(dòng)壓、靜壓和動(dòng)靜壓相結(jié)合的軸承之分。動(dòng)壓軸承是在軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，油(氣)被帶入軸與軸承間所形成的楔形間隙中，由于間隙逐漸變窄，使壓強(qiáng)升高，將軸浮起而形成油(氣)楔，以承受載荷。其承載能力與滑動(dòng)表面的線速度成正比，低速時(shí)承載能力很低。故動(dòng)壓軸承只適用于速度很高、且速度變化不大的場(chǎng)合。靜壓軸承是利用外部供油(氣)裝置將具有一定壓力的液(氣)體通過油(氣)孔進(jìn)入軸套油(氣)腔，將軸浮起而形成壓力油(氣)膜，以承受載荷。其承載能力與滑動(dòng)表面的線速度無關(guān)，故廣泛應(yīng)用于低、中速、大載荷，高精度的機(jī)器。它具有剛度大、精度高、抗振性好、摩擦阻力小等優(yōu)點(diǎn)。圖636 液體靜壓軸承工作原理液體靜壓軸承工作原理如圖636所示，油腔1為軸套8內(nèi)面上的凹入部分；包圍油腔的四周稱為封油面；封油面與運(yùn)動(dòng)表面構(gòu)成的間隙稱為油膜厚度。為了承載，需要流量補(bǔ)償。補(bǔ)償流量的機(jī)構(gòu)稱為補(bǔ)償元件，也稱節(jié)流器，如圖中右側(cè)所示。壓力油經(jīng)節(jié)流器第一次節(jié)流后流入油腔，又經(jīng)過封油面第二次節(jié)流后從軸向(端面)和周向(回油槽7)流入油箱。 在不考慮軸的重量，且四個(gè)節(jié)流器的液阻相等(即)時(shí)，油腔4的壓力相等(即)，主軸被一層油膜隔開，油膜厚度為Ao。軸和軸套中心重合。 考慮軸的徑向載荷W 作用時(shí)，軸心O移至O位移為e，各個(gè)油腔壓力就發(fā)生變化，油腔1的間隙增大、其液阻Rh1減小，油腔壓力pr1降低；油腔2卻相反；油腔4壓力相等。若油腔2的油壓變化而產(chǎn)生的壓力差能滿足pr2pr1=Fw/A（A為每個(gè)油腔有效承載面積，設(shè)四個(gè)油腔面積相等)，主軸便處于新的平衡位置，即軸向下位移很小的距離，但遠(yuǎn)小于油膜厚度A0，軸仍然處在液體支承狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)。 因?yàn)榱鹘?jīng)每個(gè)油腔的流量Qho等于流經(jīng)節(jié)流器的流量Qgo，即Qh＝Qg＝Qo。設(shè)Ps為節(jié)流器進(jìn)口前的系統(tǒng)油壓，Rh(Rhl、RhRhRh4)為各油腔的液阻，則Q＝pr/Rh＝(pspr)/Rg，求得油腔壓力為： 對(duì)于油腔1和2：。當(dāng)主軸受到載荷W作用下降時(shí)，油腔液阻Rh2Rh1，同時(shí)節(jié)流器中節(jié)流薄膜上凸到虛線位置，節(jié)流器液阻Rg2Rg1；二者同時(shí)作用，使Pr2Pr1，軸的下降位移很小，即油膜剛度很大。 可見液體靜壓支承的兩個(gè)特點(diǎn)：若軸重不計(jì)，壓力油通入先把軸托到軸瓦中心脫離接觸，再無機(jī)械摩擦啟動(dòng)軸；載荷作用使軸偏離中心，油膜壓力有自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，將軸托向原位。 節(jié)流器的作用是調(diào)節(jié)支承各油腔的壓力，使軸受載偏離中心時(shí)能自動(dòng)部分恢復(fù)。常用的有小孔節(jié)流器、毛細(xì)管節(jié)流器、薄膜節(jié)流器等。 小孔節(jié)流器的孔徑遠(yuǎn)大于孔長(zhǎng)，油液幾乎沒有沿程摩擦損失，通過小孔的流量同液體粘度無關(guān)，液體流動(dòng)是紊流。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單尺寸小，油腔剛度較大。缺點(diǎn)是溫度變化引起的流體粘度變化將影響油腔工作性能。 毛細(xì)管節(jié)流器的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于孔徑，形狀有直管、螺旋管和環(huán)形管等。優(yōu)點(diǎn)是溫升變化小，油液的流動(dòng)是層流，工作性能穩(wěn)定，缺點(diǎn)是軸向長(zhǎng)度大。薄膜節(jié)流器如圖636b所示由兩個(gè)中間有凸臺(tái)的圓盒6及兩圓盒間的金屬?gòu)椥圆灸て?組成。油液從簿膜片兩邊的間隙hg0流入軸承上下油腔，(左、右油腔另有一節(jié)流器)。當(dāng)軸不受載荷時(shí)，薄膜處于平直狀態(tài)，兩邊節(jié)流間隙大小相等，油腔壓力pr1=pr2，軸與軸承套同心。當(dāng)軸受載荷后，不僅上下油腔間隙發(fā)生變化，同時(shí)上下流量發(fā)生變化使節(jié)流器液阻變化，即pr2pr1，而且還使薄膜向壓力小的一側(cè)彎曲(向上凸起)，引起上側(cè)液阻Rgl增大，油壓pr1便減小，同時(shí)使下側(cè)液阻Rg2減小，油壓pr2便增大。這樣上下油腔的壓力差進(jìn)一步增大以平衡外載荷，此即薄膜的反饋?zhàn)饔谩?．磁懸浮軸承磁懸浮軸承是利用磁場(chǎng)力將軸無機(jī)械摩擦、無潤(rùn)滑地懸浮在空間的一種新型軸承。其工作原理如圖637所示。徑向磁懸浮軸承由轉(zhuǎn)子4〔轉(zhuǎn)動(dòng)部件〕和定子6(固定部件)兩部分組成。定子部分裝上電磁體，保持轉(zhuǎn)子懸浮在磁場(chǎng)中。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由位移傳感器5檢測(cè)轉(zhuǎn)子的偏心，并通過反饋與基準(zhǔn)信號(hào)1(轉(zhuǎn)子的理想位置)進(jìn)行比較，調(diào)節(jié)器2根據(jù)偏差信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)。并把調(diào)節(jié)信號(hào)送到功率放大器3以改變電磁體(定子)的電流，從而改變磁懸浮力的大小，使轉(zhuǎn)子恢復(fù)到理想位置。徑向磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)軸(如主軸一般要配備輔助軸承，工作時(shí)輔助軸承不與轉(zhuǎn)軸接觸，當(dāng)斷電或磁懸浮失控時(shí)能托住高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，起到安全保護(hù)作用。輔助軸承與轉(zhuǎn)子之間的間隙一般等于轉(zhuǎn)子與電磁體氣隙的一半。軸向懸浮軸承的工作原理與徑向磁懸浮軸承相同。圖637 磁力軸承1—基準(zhǔn)信號(hào) 2—調(diào)節(jié)器 3—功率放大器 4—轉(zhuǎn)子 5—位移傳感器 6—定子（四）典型主軸結(jié)構(gòu)圖638 精密分度頭主軸系統(tǒng)圖638a為—精密分度頭主軸系統(tǒng)。它采用的是密珠軸承，主軸由止推密珠軸承4和徑向密珠軸承3組成。這種軸承所用滾珠數(shù)量多且接近于多頭螺旋排列。由于密集的鋼珠有誤差平均效應(yīng)，減小了局部誤差對(duì)主軸軸心位置的影響，故主軸回轉(zhuǎn)精度有所提高；每個(gè)鋼珠公轉(zhuǎn)時(shí)沿著自己的滾道滾動(dòng)而不相重復(fù)，減小了滾道的磨損，主軸回轉(zhuǎn)精度可長(zhǎng)期保持。實(shí)踐證明，提高鋼珠的密集度有利于主軸回轉(zhuǎn)精度的提高，但過多的增加鋼珠會(huì)增大摩擦力矩。因此，在保證主軸運(yùn)轉(zhuǎn)靈活的前提下，盡量增多鋼珠數(shù)量。圖中638b為推力密珠軸承保持架孔的分布，圖中638c為徑向密珠軸承保持架孔的分布情況。二、導(dǎo)軌（一）導(dǎo)軌副的種類及基本要求各種機(jī)械運(yùn)行時(shí)，由導(dǎo)軌副保證執(zhí)行件的正確運(yùn)動(dòng)軌跡，并影響執(zhí)行件的運(yùn)動(dòng)特性。導(dǎo)軌副包括運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌兩部分。支承導(dǎo)軌用以支承和約束運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，使之按功能要求作正確的運(yùn)動(dòng)。 1．按導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的軌跡分類（1）直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副 支承導(dǎo)軌約束了運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的五個(gè)自由度，僅保留沿給定方向的直線移動(dòng)自由度。（2）旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副 支承導(dǎo)軌約束了運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的五個(gè)自由度，僅保留繞給定軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)自由度。2．按導(dǎo)軌副導(dǎo)軌面間的摩擦性質(zhì)分類（1）滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌副；（2）滾動(dòng)摩擦導(dǎo)軌副；（3）流體摩擦導(dǎo)軌副。3．按導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)分類（1）開式導(dǎo)軌 必須借助運(yùn)動(dòng)件的自重或外載荷，才能保證在一定的空間位置和受力狀態(tài)下，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌的工作面保持可靠的接觸，從而保證運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的規(guī)定運(yùn)動(dòng)。開式導(dǎo)軌一般受溫度變化的影響較小。（2）閉式導(dǎo)軌 借助導(dǎo)軌副本身的封閉式結(jié)構(gòu)，保證在變化的空間位置和受力狀態(tài)下，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和支承導(dǎo)軌的工作面都能保持可靠的接觸，從而保證運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的規(guī)定運(yùn)動(dòng)。閉式導(dǎo)軌一般受溫度變化的影響較小。4．按直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副的基本截面形狀分類（1）矩形導(dǎo)軌 如圖639所示，導(dǎo)軌面上的支反力與外載荷相等，承裁能力較大。承載面(項(xiàng)面)和導(dǎo)向面(側(cè)面)分開，精度保持性較好。加工維修較方便。矩形導(dǎo)軌分為凸矩形和凹矩形。凹矩形易存潤(rùn)滑油，但也易積灰塵污物，必須進(jìn)行防護(hù)。（2）三角形導(dǎo)軌 如圖639所示，導(dǎo)軌面上的支反力大于載荷，使摩擦力增大，承載面與導(dǎo)向面重合，磨損量能自動(dòng)補(bǔ)償，導(dǎo)向精度較高。頂角在90177。30176。范圍內(nèi)變化。頂角越小，導(dǎo)向精度越高，但摩擦力也越大。故小頂角用于輕載精密機(jī)械，大頂角用于大型機(jī)械。凹形與凸形的作用同前，凹形也稱V形導(dǎo)軌。（3）燕尾型導(dǎo)軌 如圖639所示，在承受顛覆力矩的條件下高度較小，用于多坐標(biāo)多層工作臺(tái)，使總高度減小，加工維修較困難。凹形與凸形的作用同前。以上三種導(dǎo)軌形狀均由直線組成，稱為棱柱面導(dǎo)軌。矩形對(duì)稱三角形不對(duì)稱三角形燕尾槽圓形凸形凹形圖639 導(dǎo)軌的截面形狀（4）圓形導(dǎo)軌 如圖639所示，制造方便，外圓采用磨削，內(nèi)孔經(jīng)過珩磨，可達(dá)到精密配合，但磨損后很難調(diào)整和補(bǔ)償間隙，圓柱形導(dǎo)軌有兩個(gè)自由度，適用于同時(shí)作直線運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的地方。若要限制轉(zhuǎn)動(dòng)，可在圓柱表面開鍵槽或加工出平面，但不能承受大的扭矩，亦可采用雙圓柱導(dǎo)軌。圓柱導(dǎo)軌用于承受軸向載荷的場(chǎng)合。5．導(dǎo)軌副的組合形式（1）雙矩形組合 各種機(jī)械執(zhí)行件的導(dǎo)軌一般由兩條導(dǎo)軌組合，高精度或重載下才考慮兩條以上的導(dǎo)軌組合。兩條矩形導(dǎo)軌的組合突出了矩形導(dǎo)軌的優(yōu)缺點(diǎn)。側(cè)面導(dǎo)向有以下兩種組合：寬式組合，兩導(dǎo)向側(cè)面間的距離大，承受力矩時(shí)產(chǎn)生的摩擦力矩較小，為考慮熱變形，導(dǎo)向面間隙較大，影響導(dǎo)向精度；窄式組合，兩導(dǎo)向側(cè)面間的距離小，導(dǎo)向面間隙較小。承受力矩時(shí)產(chǎn)生的摩擦力矩較大，可能產(chǎn)生自鎖。圖640 導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)與組合a) 雙矩形 b) 雙矩形 c) 雙三角形 d) 矩形—三角形 e) 燕尾形 f) 燕尾形 g) 三角形—燕尾形h) 圓形 i) 圓形 j) 雙圓形（2）雙三角形組合 兩條三角形導(dǎo)軌的組合突出了三角形導(dǎo)軌的優(yōu)缺點(diǎn)，但工藝性差。用于高精度機(jī)械。（3）矩形—三角形組合 導(dǎo)向性優(yōu)于雙矩形組合，承載能力優(yōu)于雙三角組合，工藝性介于二者之間，應(yīng)用廣泛。但要注意：若兩條導(dǎo)軌上的載荷相等，則摩擦力不等使磨損量不同，破壞了兩導(dǎo)軌的等高性。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意，一方面要在二導(dǎo)軌面上摩擦力相等的前提下使載荷非對(duì)稱布置，一方面要使?fàn)恳νㄟ^二導(dǎo)軌面上摩擦力合力的作用線。若因結(jié)構(gòu)布置等原因不能做到，則應(yīng)使?fàn)恳εc摩擦合力形成的力偶盡量減小。（4）三角形—平面導(dǎo)軌組合。這種組合形式的導(dǎo)軌具有三角形和矩形組合導(dǎo)軌的基本特點(diǎn)，但由于沒有閉合導(dǎo)軌裝置，因此只能用于受力向下的場(chǎng)合。對(duì)于三角形和矩形、三角形和平面組合導(dǎo)軌，由于三角形和矩形(或平面)導(dǎo)軌的摩擦阻力不相等，因此在布置牽引力的位置時(shí)，應(yīng)使導(dǎo)軌的摩擦阻力的合力與牽引力在同一直線上，否則就會(huì)產(chǎn)生力矩，使三角形導(dǎo)軌對(duì)角接觸，影響運(yùn)動(dòng)件的導(dǎo)向精度和運(yùn)動(dòng)的靈活性。（5）燕尾形導(dǎo)軌及其組合 燕尾形組合導(dǎo)軌的特點(diǎn)是制造、調(diào)試方便；燕尾與矩形組合時(shí)，它兼有調(diào)整方便和能承受較大力矩的優(yōu)點(diǎn)，多用于橫梁、立柱和搖臂等導(dǎo)軌。6. 導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求（1）導(dǎo)向精度 導(dǎo)向精度主要是指動(dòng)導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的直線度或圓度。影響它的因素有：導(dǎo)軌的幾何精度、接觸精度、結(jié)構(gòu)形式、剛度、熱變形、裝配質(zhì)量以及液體動(dòng)壓和靜壓導(dǎo)軌的油膜厚度、油膜剛度等。（2）耐磨性 是指導(dǎo)軌在長(zhǎng)期使用過程中能否保持一定的導(dǎo)向精度。因?qū)к壴诠ぷ鬟^程中難免有所磨損，所以應(yīng)力求減小磨損量，并在磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償或便于調(diào)整。（3）疲勞和壓潰 導(dǎo)軌面由于過載或接觸應(yīng)力不均勾而使導(dǎo)軌表面產(chǎn)生彈性變形，反復(fù)運(yùn)行多次后就會(huì)形成疲勞點(diǎn)，呈塑性變形，表面形成龜裂、剝落而出現(xiàn)凹坑，這種現(xiàn)象就是壓潰。疲勞和壓潰是滾動(dòng)導(dǎo)軌失效的主要原因，為此應(yīng)控制滾動(dòng)導(dǎo)軌承受的最大載荷和受載的均勻性。（4）剛度 導(dǎo)軌受力變形會(huì)影響導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度及部件之間的相對(duì)位置，因此要求導(dǎo)軌應(yīng)有足夠的剛度。為減輕或平衡外力的影響，可采用加大導(dǎo)軌尺寸或添加輔助導(dǎo)軌的方法提高剛度。（5）低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性 低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，作為運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)導(dǎo)軌易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)的差值，以及導(dǎo)軌的剛度等有關(guān)。（6）結(jié)構(gòu)工藝性 設(shè)計(jì)導(dǎo)軌時(shí)，要注意制造、調(diào)整和維修的方便，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性及經(jīng)濟(jì)性好。（二）導(dǎo)軌副間隙調(diào)整為保證導(dǎo)軌正常工作，導(dǎo)軌滑動(dòng)表面之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拈g隙。間隙過小，會(huì)增加摩擦阻力；間隙過大，會(huì)降低導(dǎo)向精度。導(dǎo)軌的間隙如依靠刮研來保證，要費(fèi)很大的勞動(dòng)量，而且導(dǎo)軌經(jīng)長(zhǎng)期使用后，會(huì)因磨損而增大間隙，需要及時(shí)調(diào)整，故導(dǎo)軌應(yīng)有間隙調(diào)整裝置。矩形導(dǎo)軌需要在垂直和水平兩個(gè)方向上調(diào)整間隙。常用的調(diào)整方法有壓板和鑲條法兩種方法。對(duì)燕尾形導(dǎo)軌可采用鑲條(墊片)方法同時(shí)調(diào)整垂直和水平兩個(gè)方向的間隙(圖641)。對(duì)矩形導(dǎo)軌可采用修刮壓板、修刮調(diào)整墊片的厚度或調(diào)整螺釘?shù)姆椒ㄟM(jìn)行間隙的調(diào)整(圖642)。圖641 燕尾導(dǎo)軌及其組合的間隙調(diào)整1—斜鑲條 2—壓板 3—直鑲條圖642 矩形導(dǎo)軌垂直方向間隙的調(diào)整1—壓板 2—接合面 3—調(diào)整螺釘 4—調(diào)整墊片（三）導(dǎo)軌副的材料選擇滑動(dòng)導(dǎo)軌常用材料有鑄鐵、鋼、有色金屬和塑料等。1．鑄鐵 鑄鐵有良好的耐磨性、抗振性和工藝性。常用鑄鐵的種類有：（1）灰鑄鐵 一般選擇HT200，用于手工刮研、中等精度和運(yùn)動(dòng)