機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課件-第章：機(jī)械系統(tǒng)的部件選擇與設(shè)計(jì)導(dǎo)軌

第三節(jié)導(dǎo)向支承部件的設(shè)計(jì)與選擇導(dǎo)向支承部件的作用是：1）支承2）限制運(yùn)動(dòng)部件按給定的運(yùn)動(dòng)要求和規(guī)定的運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)。一、導(dǎo)軌副的組成、種類(lèi)及其應(yīng)滿(mǎn)足的條件1、導(dǎo)軌副的組成

承導(dǎo)件運(yùn)動(dòng)件導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)件承導(dǎo)件2、導(dǎo)軌副的分類(lèi)（1）按運(yùn)動(dòng)軌跡分直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副（2）按接觸面的摩擦性質(zhì)分滾珠導(dǎo)軌滾柱導(dǎo)軌滾動(dòng)軸承導(dǎo)軌液體靜壓導(dǎo)軌（3）按導(dǎo)軌副的截面形狀分三角形矩形燕尾形圓形每種又分為凸形和凹形對(duì)稱(chēng)稱(chēng)三三角角形形45o900~1200凸形凹形燕尾尾形形550550凸形凹形矩形形凸形凹形圓形形凸形凹形（4））按按結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)特特點(diǎn)點(diǎn)分分為為開(kāi)式式導(dǎo)導(dǎo)軌軌閉式式導(dǎo)導(dǎo)軌軌開(kāi)式式導(dǎo)導(dǎo)軌軌借助助重重力力或或彈彈簧簧力力保保證證運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)件件與與承承導(dǎo)導(dǎo)面面之之間間的的接接觸觸。。開(kāi)式圓柱面導(dǎo)軌開(kāi)式“V”形導(dǎo)軌閉式式導(dǎo)導(dǎo)軌軌：：只靠靠導(dǎo)導(dǎo)軌軌本本身身的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式保保證證運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)件件與與承承導(dǎo)導(dǎo)面面之之間間的的接接觸觸。。閉式圓柱面導(dǎo)軌閉式直角導(dǎo)軌3、、導(dǎo)導(dǎo)軌軌副副應(yīng)應(yīng)滿(mǎn)滿(mǎn)足足的的基基本本要要求求指動(dòng)導(dǎo)軌按給定方向作直線運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確程度。導(dǎo)向精度：（1））導(dǎo)導(dǎo)向向精精度度高高影響響導(dǎo)導(dǎo)向向精精度度的的因因素素：：導(dǎo)軌軌的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)導(dǎo)軌軌的的幾幾何何精精度度和和接接觸觸精精度度導(dǎo)軌軌的的配配合合間間隙隙油膜膜厚厚度度和和油油膜膜剛剛度度（（靜靜壓壓導(dǎo)導(dǎo)軌軌））導(dǎo)軌軌和和基基礎(chǔ)礎(chǔ)件件的的剛剛度度熱變變形形（2））剛剛性性好好導(dǎo)軌軌的的剛剛度度即即抵抵抗抗載載荷荷的的能能力力。。（3））精精度度的的保保持持性性提高高導(dǎo)導(dǎo)軌軌的的精精度度保保持持性性方方法法：：正確確的的潤(rùn)潤(rùn)滑滑與與保保護(hù)護(hù)；；對(duì)于于滑滑動(dòng)動(dòng)導(dǎo)導(dǎo)軌軌，，采采用用貼貼塑塑導(dǎo)導(dǎo)軌軌；；（4））運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的靈靈活活性性和和低低速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的平平穩(wěn)穩(wěn)性性減小小摩摩擦擦可可以以提提高高系系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的靈靈活活性性和和低低速速運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的平平穩(wěn)穩(wěn)性性；；為防防止止爬爬行行現(xiàn)現(xiàn)象象的的出出現(xiàn)現(xiàn)，，可可同同時(shí)時(shí)采采取取以以下下幾幾項(xiàng)項(xiàng)措措施施：：采用用滾滾動(dòng)動(dòng)導(dǎo)導(dǎo)軌軌、、靜靜壓壓導(dǎo)導(dǎo)軌軌、、卸卸荷荷導(dǎo)導(dǎo)軌軌、、貼貼塑塑導(dǎo)導(dǎo)軌軌等等；；在普普通通導(dǎo)導(dǎo)軌軌上上使使用用含含有有極極性性添添加加劑劑的的導(dǎo)導(dǎo)軌軌油油；；用減減小小結(jié)結(jié)合合面面、、增增大大結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)尺尺寸寸、、縮縮短短傳傳動(dòng)動(dòng)鏈鏈、、減減少少傳傳動(dòng)動(dòng)副副等等方方法法來(lái)來(lái)提提高高傳傳動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)的的剛剛度度。。（5））對(duì)對(duì)溫溫度度的的敏敏感感性性和和結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)工工藝藝性性導(dǎo)軌軌對(duì)對(duì)溫溫度度變變化化的的敏敏感感性性，，主主要要取取決決于于導(dǎo)導(dǎo)軌軌材材料料和和導(dǎo)導(dǎo)軌軌配配合合間間隙隙的的選選擇擇；；結(jié)構(gòu)構(gòu)工工藝藝性性是是指指系系統(tǒng)統(tǒng)在在正正常常工工作作條條件件下下，，應(yīng)應(yīng)力力求求結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單，，制制造造容容易易，，裝裝拆拆、、調(diào)調(diào)整整、、維維修修及及檢檢測(cè)測(cè)方方便便，，從從而而最最大大限限度度的的降降低低成成本本。。4、、導(dǎo)導(dǎo)軌軌副副的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)內(nèi)容容1））根根據(jù)據(jù)工工作作條條件件，，選選擇擇合合適適的的導(dǎo)導(dǎo)軌軌類(lèi)類(lèi)型型導(dǎo)軌性能的比較低高成本好大大靜壓導(dǎo)軌差小小滾動(dòng)導(dǎo)軌較好較大大小大滑動(dòng)導(dǎo)軌抗振性承載力摩擦力剛度導(dǎo)軌類(lèi)型2））選選擇擇導(dǎo)導(dǎo)軌軌的的截截面面形形狀狀，，以以保保證證導(dǎo)導(dǎo)向向精精度度常用用導(dǎo)導(dǎo)軌軌性性能能比比較較導(dǎo)軌類(lèi)型結(jié)構(gòu)工藝性方向精度摩擦力對(duì)溫度變化的敏感性承載能力耐磨性成本閉式圓柱面導(dǎo)軌好較高較大不敏感小較差低燕尾導(dǎo)軌較差高大敏感大好較高開(kāi)式V型導(dǎo)軌較差較高較大不敏感大好較高閉式滾珠導(dǎo)軌差較高較小不敏感較小較好高開(kāi)式滾柱導(dǎo)軌較差較高小不敏感較大較好較高3））選選擇擇適適當(dāng)當(dāng)?shù)牡膶?dǎo)導(dǎo)軌軌結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)及及尺尺寸寸，，使使其其在在給給定定的的載載荷荷及及工工作作溫溫度度范范圍圍內(nèi)內(nèi)，，滿(mǎn)滿(mǎn)足足系系統(tǒng)統(tǒng)的的要要求求。。4））選選擇擇導(dǎo)導(dǎo)軌軌的的補(bǔ)補(bǔ)償償及及調(diào)調(diào)整整裝裝置置5））選選擇擇合合理理的的耐耐磨磨涂涂料料、、潤(rùn)潤(rùn)滑滑方方法法和和防防護(hù)護(hù)裝裝置置6））制制定定保保證證導(dǎo)導(dǎo)軌軌所所必必須須的的技技術(shù)術(shù)條條件件二、、滾滾動(dòng)動(dòng)導(dǎo)導(dǎo)軌軌副副的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)及及其其選選擇擇1、、直直線線運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)滾滾動(dòng)動(dòng)導(dǎo)導(dǎo)軌軌副副的的特特點(diǎn)點(diǎn)與與要要求求優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)摩擦擦系系數(shù)數(shù)小?。ǎ?.003~0.005））運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)靈靈活活；；不易易出出現(xiàn)現(xiàn)爬爬行行；；可以以預(yù)預(yù)緊緊，，剛剛度度高高；；壽命命長(zhǎng)長(zhǎng)精度度高高；；潤(rùn)滑滑方方便便由專(zhuān)專(zhuān)業(yè)業(yè)廠廠生生產(chǎn)產(chǎn)，，可可以以外外購(gòu)購(gòu)選選用用缺點(diǎn)點(diǎn)：：抗振振性性差差，，接接觸觸應(yīng)應(yīng)力力大大；；對(duì)導(dǎo)導(dǎo)軌軌的的表表面面硬硬度度、、表表面面形形狀狀精精度度和和滾滾動(dòng)動(dòng)體體的的尺尺寸寸精精度度要要求求高高結(jié)構(gòu)構(gòu)復(fù)復(fù)雜雜，，制制造造困困難難，，成成本本高高；；對(duì)臟臟物物比比較較敏敏感感，，必必須須有有良良好好的的防防護(hù)護(hù)裝裝置置。。對(duì)滾滾動(dòng)動(dòng)導(dǎo)導(dǎo)軌軌的的基基本本要要求求是是：：導(dǎo)向向精精度度耐磨磨性性剛度度工藝藝性性2、、分分類(lèi)類(lèi)（1））滾滾動(dòng)動(dòng)體體不不循循環(huán)環(huán)行程程不不能能太太長(zhǎng)長(zhǎng)，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單，，制制造造容容易易，，成成本本較較低低，，但但施施加加預(yù)預(yù)緊緊力力較較難難，，剛剛度度較較低低，，抗抗振振性性差差，，不不能能承承受受沖沖擊擊載載荷荷1））滾滾珠珠導(dǎo)導(dǎo)軌軌運(yùn)動(dòng)件滾珠承導(dǎo)件特點(diǎn)點(diǎn)：：摩擦擦小小，，但但承承載載能能力力差差，，剛剛度度低低，，不不能能承承受受大大的的顛顛覆覆力力矩矩和和水水平平力力。。適用用于于載載荷荷不不超超過(guò)過(guò)200N的的小小型型部部件件2））滾滾柱柱導(dǎo)導(dǎo)軌軌運(yùn)動(dòng)件滾柱承導(dǎo)件特點(diǎn)點(diǎn)：：承載載能能力力和和剛剛度度比比滾滾珠珠導(dǎo)導(dǎo)軌軌副副要要高高，，導(dǎo)導(dǎo)向向性性能能也也高高；；對(duì)安安裝裝精精度度的的要要求求較較高高3））滾滾針針導(dǎo)導(dǎo)軌軌特點(diǎn)點(diǎn)：：承載載力力比比滾滾柱柱導(dǎo)導(dǎo)軌軌大大，，但但安安裝裝精精度度要要求求更更高高，，適適用用于于結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)尺尺寸寸受受限限制制的的機(jī)機(jī)床床三角角-平平面面滾滾珠珠導(dǎo)導(dǎo)軌軌雙雙三三角角滾滾珠珠導(dǎo)導(dǎo)軌軌雙三三角角交交叉叉滾滾柱柱導(dǎo)導(dǎo)軌軌、、滾滾動(dòng)動(dòng)導(dǎo)導(dǎo)軌軌副副（2））滾滾動(dòng)動(dòng)體體循循環(huán)環(huán)行程程無(wú)無(wú)限限，，一一般般制制造造成成標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)件件；；用于于重重載載條條件件下下，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)復(fù)復(fù)雜雜，，裝裝卸卸調(diào)調(diào)整整不不方方便便。。滾動(dòng)動(dòng)導(dǎo)導(dǎo)軌軌副副滾動(dòng)動(dòng)導(dǎo)導(dǎo)軌軌塊塊滾動(dòng)動(dòng)導(dǎo)導(dǎo)軌軌副副1-定定導(dǎo)導(dǎo)軌軌；；2-機(jī)機(jī)身身；；3-運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)件件；；4-動(dòng)動(dòng)導(dǎo)導(dǎo)軌軌；；5-調(diào)調(diào)整整螺螺釘釘；；6-塞塞塊塊；；7-偏偏心心調(diào)調(diào)整整銷(xiāo)銷(xiāo)軸軸滾珠珠軸軸承承導(dǎo)導(dǎo)軌軌1-承承導(dǎo)導(dǎo)件件；；2-偏偏心心軸軸；；3-滾滾珠珠軸軸承承；；4-軸軸承承支支架架；；5-擺擺桿桿；；6-軸軸承承；；7-小小軸軸；；8-左左軸軸承承；；9-工工作作臺(tái)臺(tái)；；10-彈彈簧簧；；11-螺螺釘釘；；12-絲絲杠杠；；A、、B-導(dǎo)導(dǎo)軌軌面面；；01-擺擺桿桿轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)中中心心；；02-軸軸承承回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)中中心心滾動(dòng)動(dòng)軸軸承承及及其其偏偏心心軸軸機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)滾動(dòng)動(dòng)