文档介绍：导轨设计
一、导轨的功用与导向原理
功用
导向、承载
导向原理
两相对运动部件的配合面组成一对导轨副,其中,不动的配合面称为固定导轨,运动的配合面称为运动导轨,
在运动部件(如工作台)与固定部件(如床身)之间只允许有一个自由度,为此,导轨副必须限制运动部件的其它五个自由度
二、导轨的分类
分类
按是否固定
动导轨
支承导轨
按运动轨迹
直线运动导轨
圆运动导轨
按工作性质
主运动导轨
进给运动导轨
调整导轨
按接触面的性质
滑动导轨
滚动导轨
按结构形式
闭式导轨
开式导轨
导轨面靠自重或外载荷贴合,不能承受倾覆力矩
导轨面借助压板,能承受倾覆力矩
三、对导轨的基本要求
导向精度
指动导轨运动轨迹的准确度
影响因素:导轨的几何精度、接触精度、结构形式、导轨和支承件的刚度和热变形、装配质量等。
耐磨性
指抵抗磨损,精度长期保持的能力。
常见的磨损形式:磨料磨损、咬合磨损、接触疲劳磨损等
主要影响素:导轨的摩擦性质、材料、热处理、受力情况以及润滑和防护条件等。
刚度
指外载荷的作用下抵抗变形的能力
主要影响因素:导轨的结构形式、尺寸、与支承件的连接方式以及受力情况等。
低速运动平稳性
指抵抗摩擦自激振动的能力,即导轨在低速运动或微量进给时,消除爬行现象的能力。
主要影响因素:静动摩擦系数的差值、运动部件的质量大小、导轨的结构形式以及润滑等。
此外:还应具有良好的工艺性、结构简单、便于调整和维护保养等。
四、滑动导轨的结构
接触面为滑动摩擦副的导轨称为滑动导轨;
特点:
结构简单、工艺性好,使用维护方便;
摩擦系数大,磨损快,寿命短,容易产生爬行
应用最为广泛。
结构形式
矩形、V型(山型)、燕尾型、圆柱形
每种导轨都有凸凹之分
凸形(支承导轨)---不易存屑,也不易存油,多低速;
凹形----与上述相反,需防护
直线运动导轨的截面形状
矩形导轨
靠两个彼此垂直的导轨面导向。
刚度高、承载能力大,容易加工制造,便于维修。但侧导轨面磨损后不能自动补偿,需要有间隙调整装置
V型导轨
靠两个相交的导轨面导向。
导轨磨损后,能自动下沉补偿磨损量
,消除间隙,因此导向精度高。
顶角的大小:取决于承载要求和
导向精度等工作要求。一般:90~120º
当导轨面承受的水平力和垂直力相差
较大时,可采用不对称结构,以使导轨面
的受力均匀。
燕尾型导轨(是V形的变型,两个导轨面夹角为55º)
高度小,结构紧凑,可承受倾覆力矩,间隙调整方便。但摩擦阻力较大,承受倾覆力矩时,工作面为斜面,此时刚度差,且制造、检验和维护不便。
一般用于高度要求小的多层移动部件。
圆柱形导轨
制造简单,容易达到较高的配合精度,但磨损后调整间隙困难,为了防止转动,可在轴向开槽或者加工出平面,但不能承受大的扭矩。
主要用于受轴向载荷的场合,如拉床、珩磨机、机械手等。
就相对运动部件而言,如果导轨面窄,则不能限制沿移动方向的转动自由度,所以,一般在机床上,都采用2条导轨来承受载荷和导向。在重型机床上,根据载荷情况,可以用到3条~4条导轨。
常见组合形式
双三角形组合
双矩形组合
三角形—平导轨组合
三角形—矩形组合
平—平—三角形组合