第2章 机械系统设计（4导向支承部件概述）ppt课件.ppt

《第2章 机械系统设计（4导向支承部件概述）ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2.3导向支承部件的选择与设计支承和限制运动部件按给定的运动要求和规定的运动方向运动，这样的部件通常被称为导轨副，简称导轨。一、导轨副的组成、种类及应满足要求定义组成：主要由定导轨、动导轨、辅助导轨、间隙调整元件以及工作介质/元件等组成。各种机械运行时，由导轨副保证执行件的正确运动轨迹，并影响执行件的运动特性。支承导轨用以支承和约束运动导轨，使之按功能要求作正确的运动。导轨副的组成导轨副的种类1)按导轨副运动导轨的轨迹分类（a）直线运动导轨副支承导轨约束了运动导轨的五个自由度，仅保留沿给定方向的直线移动自由度。（b）旋转运动导轨副支承导轨约束了运动导

2、轨的五个自由度，仅保留绕给定轴线的旋转运动自由度。即只有一个自由度（直线或回转运动）2)按导轨副导轨面间的摩擦性质分类按两导轨面间的摩擦状态按滚动体常用导轨副结构示意图导向精度高、刚性好、运动轻便平稳、耐磨性好、温度变化影响小以及结构工艺性好等。对精度要求高的直线运动导轨，还要求导轨的承载面与导向面严格分开；当运动件较重时，必须设有卸荷装置，运动件的支承，必须符合三点定位原理。导轨副应满足的基本要求(1)导向精度导向精度是指动导轨按给定方向作直线运动的准确程度。导向精度的高低，主要取决于:导轨的结构类型；导轨的几何精度和接触精度；装配质量导轨的配合间

3、隙，以及液体动压和静压导轨油膜厚度和油膜刚度；导轨和基础件的刚度和热变形等。直线运动导轨的几何精度:①导轨在垂直平面内和水平平面内的直线度;②两导轨面间的平行度，也叫扭曲度。（2）刚度导轨的刚度就是抵抗载荷的能力。抵抗恒定载荷的能力称为静刚度；抵抗交变载荷的能力称为动刚度。导轨受力变形会影响导轨的导向精度及部件之间的相对位置，因此要求导轨应有足够的刚度。导轨的刚度（要求）：导轨抵抗外载荷的能力，从而不影响导向部件的导向精度（运动精度）。通常分为：静刚度——抵抗恒定载荷的能力。动刚度——抵抗交变载荷的能力。每一类刚度都包括：结构刚度、接触刚度、局部刚度

4、。在一般情况下，为减轻或平衡外力的影响，可采用加大导轨尺寸或添加辅助导轨的方法提高刚度。(3)精度的保持性它主要由导轨的耐磨性决定。耐磨性是指导轨在长期使用过程中能否保持一定的导向精度。因导轨在工作过程中难免有所磨损，所以应力求减小磨损量，并在磨损后能自动补偿或便于调整。导轨的耐磨性，主要取决于导轨的结构、材料、摩擦性质、表面粗糙度、表面硬度、表面润滑及受力情况等。可采用润滑和保护。精度保持性要求：指导轨副表面的耐磨性（耐磨能力）应达到导轨面的使用寿命要求。主要包括：初期耐磨性和耐磨精度保持性两部分，以及耐磨精度失效特性。初期耐磨性——摩擦副初期磨损

5、阶段特性。耐磨精度保持性——摩擦副正常磨损阶段特性。耐磨精度失效特性——摩擦副剧烈磨损阶段特性。(4)运动的灵活性和低速运动的平稳性低速运动时，作为运动部件的动导轨易产生爬行现象。低速运动的平稳性与导轨的结构和润滑，动、静摩擦系数的差值，以及导轨的刚度等有关。为防止爬行现象的出现，可同时采取以下几项措施：采用滚动导轨、静压导轨、卸荷导轨、贴塑料层导轨等；在普通滑动导轨上使用含有极性添加剂的导轨油；用减小结合面、增大结构尺寸、缩短传动链、减少传动副等方法来提高传动系统的刚度。(5)对温度的敏感性和结构工艺性导轨对温度变化的敏感性，主要取决于导轨材料和导

6、轨配合间隙的选择。设计导轨时，要注意制造、调整和维修的方便，力求结构简单，工艺性及经济性好。结构工艺性是指系统在正常工作的条件下，应力求结构简单，制造容易，装拆、调整、维修及检测方便，从面最大限度的降低成本。二、滑动导轨副结构及选择导轨副截面形状及特点导轨副组合形式导轨副间隙的调整导轨副材料的选择提高导轨副耐磨性的措施导轨副设计滑动导轨两大类——凸形和凹形凸形导轨不易积存切屑，但难以保存润滑油，只适合于低速运动凹形导轨润滑性能良好，适合于高速运动，为防止落入切屑等，必须配备良好的防护装置1、导轨副的截面形状及其特点（1）三角形导轨支承导轨为凸形时——

7、山形导轨支承导轨为凹形时——V形寻轨支承导轨为山形时，不易积存较大的切屑，也不易存留润滑油。适用于不易防护、速度较低的进给运动导轨支承导轨为V形时，由于能得到较充足的润滑，除用于精密和大型机床的进给导轨外，还可用于主运动导轨，如龙门刨床床身导轨，必须很好地防护，以防落入切屑和灰尘。（2）矩形导轨优点：制造简单、刚度高、承载能力大，具有水平和垂直两个方向的导轨面，而且两个导轨面的误差不会相互影响，便于安装调整。缺点：侧面磨损后不能自动补偿，需要有间隙调整装置，因此导向性较差。适用于载荷较大而导向性要求不高的机床。（3）燕尾形导轨优点：结构紧凑、高度尺寸

8、较小，可承受颠覆力矩。缺点：磨损后不能自动补偿间隙，需用镶条调整，刚性较差，摩擦力较大，制造和检修都比较复杂