【正文】 可降低低速運(yùn)動(dòng)的臨界速度，加工性和化學(xué)穩(wěn)定件好，工藝簡(jiǎn)單，成本低等優(yōu)點(diǎn)。目前在各類機(jī)床的動(dòng)導(dǎo)軌及圖形發(fā)生器工作臺(tái)的導(dǎo)軌上都有應(yīng)用。塑料導(dǎo)軌多與不淬火的鑄鐵導(dǎo)軌搭配。 二、導(dǎo)軌 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 導(dǎo)軌的使用壽命取決于導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)、材料、制造質(zhì)量、熱處理方法、以及使用與維護(hù)。提高導(dǎo)軌的耐磨性，使其在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)保持一定的導(dǎo)向精度，就能延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。常用的提高導(dǎo)軌耐磨性的方法有：采用鑲裝導(dǎo)軌、提高導(dǎo)軌的精度與改善表面粗糙度、采用卸荷裝置減小導(dǎo)軌單位面積上的壓力 (即比壓 )等。 二、導(dǎo)軌 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 4 滾動(dòng)導(dǎo)軌副 1)．滾動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn) （ 1）滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉颍够瑝K與導(dǎo)軌之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，大大降低二者之間的運(yùn)動(dòng)摩擦阻力，從而獲得： ?動(dòng)、靜摩擦力之差很小，隨動(dòng)性極好 ?驅(qū)動(dòng)功率大幅度下降，只相當(dāng)于普通機(jī)械的十分之一； ?與 V型十字交叉滾子導(dǎo)軌相比，摩擦阻力可下降約 40倍； ?能實(shí)現(xiàn)高定位精度和重復(fù)定位精度； ?適應(yīng)高速直線運(yùn)動(dòng)，瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高約 10倍； ?能實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙運(yùn)動(dòng)，提高機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)剛度。 二、導(dǎo)軌 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) （ 2）承載能力大 其滾道采用圓弧形式，增大了滾動(dòng)體與圓弧滾道接觸面積，從而大大地提高了導(dǎo)軌的承載能力，可達(dá)到平面滾道形式的 13倍。 （ 3）剛性強(qiáng) 在該導(dǎo)軌制作時(shí)，常需要預(yù)加載荷，這使導(dǎo)軌系統(tǒng)剛度得以提高。 （ 4）壽命長(zhǎng) 由于是純滾動(dòng)，摩擦系數(shù)為滑動(dòng)導(dǎo)軌的 l/50左右，磨損小，因而壽命長(zhǎng)，功耗低。 （ 5）成對(duì)使用導(dǎo)軌副時(shí)，具有“誤差均化效應(yīng)”。 （ 6）傳動(dòng)平穩(wěn)可靠 由于摩接力小，動(dòng)作輕便，因而定位精度高，微量移動(dòng)靈活準(zhǔn)確。 （ 7）具有結(jié)構(gòu)自調(diào)整能力 裝配調(diào)整容易，因此降低了對(duì)配件加工精度要求。 （ 8）導(dǎo)軌采用表面硬化處理，使導(dǎo)軌具有良好的耐磨性；心部保持良好的機(jī)械性能。 （ 9）簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造。 二、導(dǎo)軌 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 2)．滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的分類 （ 1）按滾動(dòng)體的形狀分類 二、導(dǎo)軌 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) （ 2）按導(dǎo)軌截面形狀分類 二、導(dǎo)軌 右上圖所示為四方向等載荷式，導(dǎo)軌截面為矩形，承載時(shí)各方向受力大小相等。梯形截面如下圖所示，導(dǎo)軌能承受較大的垂直載荷，而其它方向的承載能力較低，但對(duì)于安裝基準(zhǔn)的誤差調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)。 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) （ 3）按滾道溝槽形狀分類 二、導(dǎo)軌 有單圓弧和雙圓弧二種，見(jiàn)右圖。單圓弧溝槽為二點(diǎn)接觸，如右上圖所示。雙圓弧溝槽為四點(diǎn)接觸，如右下圖所示。前者運(yùn)動(dòng)摩擦和安裝基準(zhǔn)平均作用比后者要小，但其靜剛度比后者稍差。 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 3．滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的有關(guān)計(jì)算 循環(huán)式直線導(dǎo)軌副的承載能力用額定動(dòng)載荷 Ca和額定靜載荷 Coa表示。其額定壽命 L用下式計(jì) 二、導(dǎo)軌 3hzS10L60nl2L?????式中： — 額定壽命（ km）； — 行程長(zhǎng)度（ m）； — 每分鐘往復(fù)次數(shù)； — 小時(shí)為單位的額定壽命。 LSl znhL 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 額定壽命 L與額定動(dòng)載荷 Ca的關(guān)系式可表示為： 二、導(dǎo)軌 KPCfffffL awacth??????????其中： — 實(shí)際工作載荷 (kN)； — 指數(shù)，滾珠， 滾子 — 額定壽命單位，滾珠取 滾子取 — 硬度系數(shù)， — 溫度系數(shù)，查表 1； — 接觸系數(shù)，查表 2； — 精度系數(shù)，查表 3； — 載荷系數(shù)，查表 4； P? 3??K )(50 km )(100 km3/10??58 ????????? HRCfh滾道實(shí)際硬度hf cftfaf wf 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 二、導(dǎo)軌 tf工作溫度（ ℃ ） ≤100 100~150 150~200 200~250 cf表 1 溫度系數(shù) 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 二、導(dǎo)軌 每根導(dǎo)軌上的滑塊數(shù) 1 2 3 4 5 cf表 2 接觸系數(shù) 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 二、導(dǎo)軌 表 3 精度系數(shù) af精度系數(shù) C D E F G H 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 二、導(dǎo)軌 wf工作條件 無(wú)外部沖擊或振動(dòng)的低速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，速度小于 15m/min 1~ 無(wú)明顯沖擊或振動(dòng)的中速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，速度小于 60m/min ~2 有外部沖擊或振動(dòng)的高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，速度大于 60m/min 2~ 表 4 載荷系數(shù) wf 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) （一）支承件設(shè)計(jì)的基本要求 1．應(yīng)具有足夠的剛度和抗振性 剛度是抵抗載荷變形的能力。抵抗恒定載荷變形的能力稱為靜剛度；抵抗交變載荷變形的能力稱為動(dòng)剛度。 機(jī)座或機(jī)架的靜剛度，主要是指它們的結(jié)構(gòu)剛度和接觸剛度。動(dòng)剛度與靜剛度、材料阻尼及固有振動(dòng)頻率有關(guān)。在共振條件下的動(dòng)剛度可用下式表示： 三、支承件 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 式中： — 靜剛度 N/m； — 阻尼比； — 阻尼系數(shù)； — 固有振動(dòng)頻率 1/s。 三、支承件 nBKKK???22 ??K?Bn? 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 2．應(yīng)具有較小的熱變形和熱應(yīng)力 設(shè)備在工作時(shí)由于傳動(dòng)系統(tǒng)中的齒輪、軸承，以及導(dǎo)軌等因摩擦而發(fā)熱，電動(dòng)機(jī)、強(qiáng)光燈、加熱器等熱源散發(fā)出的熱量，都將傳到支承件上，由于熱量分布，散發(fā)的不均勻，支承件各處溫度不同，由此產(chǎn)生熱變形、影響系統(tǒng)原有精度。對(duì)于數(shù)控機(jī)床及其它精密機(jī)床，熱變形對(duì)機(jī)床的加工精度有極其重要的影響。在設(shè)計(jì)這類設(shè)備時(shí)，應(yīng)予以足夠的重視。 三、支承件 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 3．耐磨性 為了使設(shè)備能持久地保持其精度，支承件上的導(dǎo)軌應(yīng)具有良好的耐磨性。因此對(duì)導(dǎo)軌的材料、結(jié)構(gòu)和形狀，熱處理及保護(hù)和潤(rùn)滑等應(yīng)作周密的考慮。 4．結(jié)構(gòu)工藝性及其它要求 設(shè)計(jì)支承件時(shí)，還應(yīng)考慮毛坯制造、機(jī)械加工和裝配的結(jié)構(gòu)工藝性。正確地進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和必要的計(jì)算以保證用最少的材料達(dá)到最佳的性能指標(biāo)，并達(dá)到縮短生產(chǎn)周期，降低造價(jià)，操作方便，搬運(yùn)裝吊安全等要求。 三、支承件 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) （二）支承件的材料選擇 支承件的材料，除應(yīng)滿足上述要求外，還應(yīng)保證足夠的強(qiáng)度、沖擊韌性和耐磨性等。目前常用的材料有鑄鐵、鋼板和型鋼、天然和人造花崗巖、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土等。 1．鑄鐵 鑄造可以鑄出形狀復(fù)雜的支承件，存在在鑄鐵中的片狀或球狀石墨在振動(dòng)時(shí)形成阻尼，抗振性比鋼高 3倍。但生產(chǎn)鑄鐵支承件需要制作木模、芯盒等，制造周期長(zhǎng)，成本高，故適宜于成批生產(chǎn)。 三、支承件 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 2．鋼板與型鋼 用鋼板與型鋼焊接成支承件，生產(chǎn)周期比鑄造快 ~，鋼的彈性模量約為鑄鐵的 2倍，承受同樣載荷，壁厚可做得比鑄件薄，重量也輕。但是，鋼的阻尼比只為鑄鐵的約 1/3，抗振性差，結(jié)構(gòu)和焊縫上要采取抗振指施。 三、支承件 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 3．天然和人造花崗巖 天然花崗巖的優(yōu)點(diǎn)很多：性能穩(wěn)定，精度保持性好。由于經(jīng)歷長(zhǎng)期的自然時(shí)效，殘余應(yīng)力極小，內(nèi)部組織穩(wěn)定；抗振性好，阻尼比鋼大 15倍；耐磨性比鑄鐵高 5~10倍；導(dǎo)熱系數(shù)和線膨脹系數(shù)小，熱穩(wěn)定性好；抗氧化性強(qiáng)；不導(dǎo)電；抗磁；與金屬不粘合，加工方便，通過(guò)研磨和拋光容易得到很高的精度和表面粗糙度。目前用于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和印刷板數(shù)控鉆床等。用作氣浮導(dǎo)軌的基底很理想。主要缺點(diǎn)是，結(jié)晶顆粒粗于鋼鐵的晶粒，抗沖擊性能差，脆性較大，油和水等液體易滲入晶界中，使巖石局部變形脹大，難于制作形狀復(fù)雜的零件。 三、支承件 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 4．預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 主要用于制造不常移動(dòng)的大型機(jī)械的機(jī)身、底座、立柱等支承件。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支承件的剛度和阻尼比較之鑄鐵大 5倍，抗振性好，成本較低。但鋼筋的配置對(duì)支承件影響較大，應(yīng)按彈性理論或有限元法所得的主應(yīng)力方向進(jìn)行鋼筋的配置。制作時(shí)混凝土的保養(yǎng)方法也影響性能，混凝土耐腐蝕性差，油滲導(dǎo)致疏松，表面應(yīng)噴漆或噴涂塑料，脆性也較大。使用條件較為嚴(yán)格方能保持工作壽命。 三、支承件 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) （三）支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1．選取有利的截面形狀 2．設(shè)置隔板和加強(qiáng)筋 3．選擇合理的壁厚 4．選擇合理的結(jié)構(gòu)以提高聯(lián)接處的局部剛度和接觸剛度 5．提高阻尼比 6．用模擬剛度試驗(yàn)類比法設(shè)計(jì)支承 7．支承件的結(jié)構(gòu)工藝性 三、支承件 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) （四）焊接支承件的設(shè)計(jì) 1．采用減振接頭 2．為了制造方便，焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免圓角。 3．布置焊接支承件的筋板，除局部截面考慮強(qiáng)度外，主要從剛度的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)。 三、支承件 機(jī)電一體化 第六章 機(jī)械技術(shù) 演講完畢，謝謝觀看！