1、第四節(jié) 滑動摩擦導(dǎo)軌 直線運動導(dǎo)軌的作用是用來支承和引導(dǎo)運動部件按給定的方向作往復(fù)直線運動。導(dǎo)軌可以是一個專門的零件，也可以是一個零件上起導(dǎo)向作用的部分。滑動摩擦導(dǎo)軌的運動件與承導(dǎo)件直接接觸。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、接觸剛度大；缺點是摩擦阻力大、磨損快、低速運動時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。按照機械運動學(xué)原理，一個剛體在空間有六個自由度，即沿x、y、z軸移動和繞它們轉(zhuǎn)動（圖3-29a）。對于直線運動導(dǎo)軌，必須限制運動件的五個自由度，僅保留沿一個方向移動的自由度。導(dǎo)軌的導(dǎo)向面有棱柱面和圓柱面兩種基本型式。 圖3-29 導(dǎo)軌的導(dǎo)向原理 以棱柱面相接觸的零件只有沿一個方向移動的自由度，如圖3-29b、c、d所示的棱柱

2、面導(dǎo)軌，運動件只能沿x方向移動。棱柱面由幾個平面組成，但從便于制造、裝配和檢驗出發(fā)，平面的數(shù)目應(yīng)盡量少，圖中的棱柱面導(dǎo)軌由兩個窄長導(dǎo)向平面組成。限制運動件自由度的面，可以集中在一根導(dǎo)軌上，但為提高導(dǎo)軌的承載能力和抵抗傾復(fù)力矩的能力，絕大多數(shù)情況是采用兩根導(dǎo)軌。 以圓柱面相配合的兩個零件，有繞圓柱面軸線轉(zhuǎn)動及沿此軸線移動的兩個自由度，在限制轉(zhuǎn)動這一自由度后，則只有沿其軸線方向移動的自由度（圖3-29e）。 一、導(dǎo)軌的基本要求1、導(dǎo)向精度高。導(dǎo)向精度是指運動件按給定方向作直線運動的準(zhǔn)確程度，它主要取決于導(dǎo)軌本身的幾何精度及導(dǎo)軌配合間隙。導(dǎo)軌的幾何精度可用線值或角值表示。 圖3-30導(dǎo)軌的幾何角度

3、（1）導(dǎo)軌在垂直平面和水平面內(nèi)的直線度 如圖3-30a、b所示，理想的導(dǎo)軌面與垂直平面A-A或水平面B-B的交線均應(yīng)為一條理想直線，但由于存在制造誤差，致使交線的實際輪廓偏離理想直線，其最大偏差量即為導(dǎo)軌全長在垂直平面（圖3-30a）和水平面（圖3-30b）內(nèi)的直線度誤差。 （2）導(dǎo)軌面間的平行度 圖3-30c所示為導(dǎo)軌面間的平行度誤差。設(shè)V形導(dǎo)軌沒有誤差，平面導(dǎo)軌縱向有傾斜，由此產(chǎn)生的誤差即為導(dǎo)軌間的平行度誤差。導(dǎo)軌間的平行度誤差一般以角度值表示，這項誤差會使運動件運動時發(fā)生“扭曲”。 2、運動輕便、平穩(wěn)、低速時無爬行現(xiàn)象。導(dǎo)軌運動的不平穩(wěn)性主要表現(xiàn)在低速運動時導(dǎo)軌速度的不均勻，使運動件出現(xiàn)

4、時快時慢、時動時停的爬行現(xiàn)象。爬行現(xiàn)象主要取決于導(dǎo)軌副中摩擦力的大小及其穩(wěn)定性。為此，設(shè)計時應(yīng)合理選擇導(dǎo)軌的類型、材料、配合間隙、配合表面的幾何形狀精度及潤滑方式。 3、耐磨性好。導(dǎo)軌的初始精度由制造保證，而導(dǎo)軌在使用過程中的精度保持性則與導(dǎo)軌面的耐磨性密切相關(guān)。導(dǎo)軌的耐磨性主要取決于導(dǎo)軌的類型、材料?導(dǎo)軌表面的粗糙度及硬度、潤滑狀況和導(dǎo)軌表面壓強的大小。 4、對溫度變化的不敏感性。即導(dǎo)軌在溫度變化的情況下仍能正常工作。導(dǎo)軌對溫度變化的不敏感性主要取決于導(dǎo)軌類型、材料及導(dǎo)軌配合間隙等。 5、足夠的剛度。在載荷的作用下，導(dǎo)軌的變形不應(yīng)超過允許值。剛度不足不僅會降低導(dǎo)向精度，還會加快導(dǎo)軌面的磨損。

5、剛度主要與導(dǎo)軌的類型、尺寸以及導(dǎo)軌材料等有關(guān)。6、結(jié)構(gòu)工藝性好。導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單、便于制造、檢驗和調(diào)整，從而降低成本。 二、滑動摩擦導(dǎo)軌的類型及結(jié)構(gòu)特點按導(dǎo)軌承導(dǎo)面的截面形狀，滑動導(dǎo)軌可分為圓柱面導(dǎo)軌和棱柱面導(dǎo)軌（圖3-31）。其中凸形導(dǎo)軌不易積存切屑、臟物，但也不易保存潤滑油，故宜作低速導(dǎo)軌，例如車床的床身導(dǎo)軌。凹形導(dǎo)軌則相反，可作高速導(dǎo)軌，如磨床的床身導(dǎo)軌，但需有良好的保護裝置，以防切屑、臟物掉入。 圖3-31 滑動摩擦導(dǎo)軌截面形狀 1、圓柱面導(dǎo)軌圓柱面導(dǎo)軌的優(yōu)點是導(dǎo)軌面的加工和檢驗比較簡單，易于達(dá)到較高的精度；缺點是對溫度變化比較敏感，間隙不能調(diào)整。圖3-32 圓柱面導(dǎo)軌 在圖3-3

6、2所示的結(jié)構(gòu)中，支臂3和立柱5構(gòu)成圓柱面導(dǎo)軌。立柱5的圓柱面上加工有螺紋槽，轉(zhuǎn)動螺母1即可帶動支臂3上下移動，螺釘2用于鎖緊，墊塊4用于防止螺釘2壓傷圓柱表面。 在多數(shù)情況下，圓柱面導(dǎo)軌的運動件不允許轉(zhuǎn)動，為此，可采用各種防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。最簡單的防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)是在運動件和承導(dǎo)件的接觸表面上作出平面、凸起或凹槽。圖3-33a、b、c是這種防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的幾個例子。利用輔助導(dǎo)向面可以更好地限制運動件的轉(zhuǎn)動（圖3-33d），適當(dāng)增大輔助導(dǎo)向面與基本導(dǎo)向面之間的距離，可減小由導(dǎo)軌間的間隙所引起的轉(zhuǎn)角誤差。當(dāng)輔助導(dǎo)向面也為圓柱面時，即構(gòu)成雙圓柱面導(dǎo)軌（圖3-33e），它既能保證較高的導(dǎo)向精度,又能保證較大的承載能力。 圖

7、3-33 有防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的圓柱面導(dǎo)軌 為了提高圓柱面導(dǎo)軌的精度，必須正確選擇圓柱面導(dǎo)軌的配合。當(dāng)導(dǎo)向精度要求較高時，常選用H7f7或H7S6配合。當(dāng)導(dǎo)向精度要求不高時，可選用H8f7或H8s7配合。若儀器在溫度變化不大的環(huán)境下工作，可按H7h6或H7巧s6配合加工，然后再進行研磨直到能夠平滑移動時為止。導(dǎo)軌的表面粗糙度可根據(jù)相應(yīng)的精度等級決定。通常，被包容零件外表面的粗糙度小于包容件的內(nèi)表面的粗糙度。 2、棱柱面導(dǎo)軌 常用的棱柱面導(dǎo)軌有三角形導(dǎo)軌、矩形導(dǎo)軌、燕尾形導(dǎo)軌以及它們的組合式導(dǎo)軌。（1）雙三角形導(dǎo)軌 如圖334a所示兩條導(dǎo)軌同時起著支承和導(dǎo)向作用，故導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度高，承載能力大，兩條導(dǎo)軌磨

8、損均勻，磨損后能自動補償間隙，精度保持性好。但這種導(dǎo)軌的制造、檢驗和維修都比較困難，因為它要求四個導(dǎo)軌面都均勻接觸，刮研勞動量較大。此外，這種導(dǎo)軌對溫度變化比較敏感。 （2）三角形一平面導(dǎo)軌(圖3-34b) 這種導(dǎo)軌保持了雙三角形導(dǎo)軌導(dǎo)向精度高、承載能力大的優(yōu)點，避免了由于熱變形所引起的配合狀況的變化，且工藝性比雙三角形導(dǎo)軌大為改善，因而應(yīng)用很廣。缺點是兩條導(dǎo)軌磨損不均勻，磨損后不能自動調(diào)整間隙。 圖 3-34 三角形導(dǎo)軌（3）矩形導(dǎo)軌 矩形導(dǎo)軌可以做得較寬，因而承載能力和剛度較大。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單制造、檢驗、修理較易。缺點是磨損后不能自動補償間隙，導(dǎo)向精度不如三角形導(dǎo)軌。圖3-35所示結(jié)構(gòu)是將

9、矩形導(dǎo)軌的導(dǎo)向面A與承載面B、C分開，從而減小導(dǎo)向面的磨損，有利于保持導(dǎo)向精度。圖3-35a中的導(dǎo)向面A是同一導(dǎo)軌的內(nèi)外側(cè)，兩者之間的距離較小，熱膨脹變形較小，可使導(dǎo)軌的間隙相應(yīng)減小，導(dǎo)向精度較高。但此時兩導(dǎo)軌面的摩擦力將不相同，因此應(yīng)合理布置驅(qū)動元件的位置，以避免工作臺傾斜或被卡住。圖3-35b所示結(jié)構(gòu)以兩導(dǎo)軌面的外側(cè)作為導(dǎo)向面，克服了上述缺點，但因?qū)к壝骈g距離較大，容易受熱膨脹的影響，要求間隙不宜過小，從而影響導(dǎo)向精度。 圖 3-35 矩形導(dǎo)軌（4）燕尾導(dǎo)軌 主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)整間隙方便。缺點是幾何形狀比較復(fù)雜，難于達(dá)到很高的配合精度，并且導(dǎo)軌中的摩擦力較大，運動靈活性較差，因此，通常

10、用在結(jié)構(gòu)尺寸較小及導(dǎo)向精度與運動靈便性要求不高的場合。圖3-36為燕尾導(dǎo)軌的應(yīng)用舉例，其中圖3-36c所示結(jié)構(gòu)的特點是把燕尾槽分成幾塊，便于制造、裝配和調(diào)整。 圖 3-36 燕尾導(dǎo)軌應(yīng)用舉例三、導(dǎo)軌間隙的調(diào)整 為保證導(dǎo)軌正常工作，導(dǎo)軌滑動表面之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拈g隙。間隙過小會增大摩擦力，間隙過大又會降低導(dǎo)向精度。為此常采用以下辦法，以獲得必要的間隙。1、采用磨、刮相應(yīng)的結(jié)合面或加墊片的方法，以獲得合適的間隙。如圖3-36a所示燕尾導(dǎo)軌，為了獲得合適的間隙，可在零件1與2之間加上墊片3或采取直接鏟刮承導(dǎo)件與運動件的結(jié)合面A的辦法達(dá)到。 圖 3-37 平鑲條調(diào)整導(dǎo)軌間隙 2、采用平鑲條調(diào)整間隙。平鑲

11、條為一平行六面體，其截面形狀為矩形（圖3-37a）或平行四邊形（圖3-37b）。調(diào)整時，只要擰動沿鑲條全長均布的幾個螺釘，便能調(diào)整導(dǎo)軌的側(cè)向間隙，調(diào)整后再用螺母鎖緊。平鑲條制造容易，但在全長上只有幾個點受力，容易變形，故常用于受力較小的導(dǎo)軌。縮短螺釘間的距離加大鑲條厚度(h)有利于鑲條壓力的均勻分布，當(dāng)Lh=34時，鑲條壓力基本上均布(圖3-37c)。3、采用斜鑲條調(diào)整間隙。斜鑲條的側(cè)面磨成斜度很小的斜面，導(dǎo)軌間隙是用鑲條的縱向移動來調(diào)整的，為了縮短鑲條長度，一般將其放在運動件上。 圖 3-38 用斜鑲條調(diào)整導(dǎo)軌間隙圖3-38a的結(jié)構(gòu)簡單，但螺釘凸肩與斜鑲條的缺口間不可避免地存在間隙，可能使鑲

12、條產(chǎn)生竄動。圖3-38b所示的結(jié)構(gòu)較為完善，但軸向尺寸較長，調(diào)整也較麻煩。圖3-38 c是由斜鑲條兩端的螺釘進行調(diào)整，鑲條的形狀簡單，便于制造。圖3-38d是用斜鑲條調(diào)整燕尾導(dǎo)軌間隙的實例。 四、驅(qū)動力方向和作用點對導(dǎo)軌工作的影響 設(shè)計導(dǎo)軌時，必須合理確定驅(qū)動力的方向和作用點，使導(dǎo)軌的傾復(fù)力矩盡可能小。否則，將使導(dǎo)軌中的摩擦力增大，磨損加劇，從而降低導(dǎo)軌運動靈便性和導(dǎo)向精度，嚴(yán)重時以至使導(dǎo)軌卡住而不能正常工作。因此，需要研究運動件不被卡住的條件。 圖 3-39 導(dǎo)軌受力簡圖設(shè)驅(qū)動力作用在通過導(dǎo)軌軸線的平面內(nèi)，驅(qū)動力F的方向與導(dǎo)軌運動方向的夾角為，作用點離導(dǎo)軌軸線的距離為h。導(dǎo)軌受力情況如圖3-

13、39所示，由于驅(qū)動力F將使運動件傾轉(zhuǎn)，可認(rèn)為運動件與承導(dǎo)件的兩端點壓緊，正壓力分別為N1、N2，相應(yīng)的摩擦力為N1fV和N2fV，載荷為Fa，忽略去運動件與承導(dǎo)件間的配合間隙和運動件重力的影響，且當(dāng)d/L很小時，保證運動件不被卡住的條件是 （3-9）當(dāng)h=0時， （3-10） 當(dāng)=0時， 為了保證運動靈活，建議設(shè)計時取 (3-11) 上述公式中，為當(dāng)量滑動摩擦系數(shù)，對于不同的導(dǎo)軌，值為矩形導(dǎo)軌 燕尾形和三角形導(dǎo)軌 圓柱面導(dǎo)軌 式中 滑動摩擦系數(shù)；燕尾輪廓角或三角形底角。對于不同截面形狀的組合導(dǎo)軌，由于兩根導(dǎo)軌的摩擦力不同，驅(qū)動運動件的驅(qū)動元件(螺旋副、齒輪齒條或其它傳動裝置)的位置應(yīng)隨之不同。

14、例如對圖3-40所示的三角形平面組合導(dǎo)軌，因三角形導(dǎo)軌上的摩擦力要比平面導(dǎo)大，摩擦力的合力作用在O點，且c>b，因此，驅(qū)動元件的位置應(yīng)該設(shè)在O點，從而消除運動件移動時轉(zhuǎn)動的趨勢，使運動件移動平穩(wěn)而靈活。 圖3-40 三角形平面導(dǎo)軌五、溫度變化對導(dǎo)軌間隙的影晌滑動摩擦導(dǎo)軌對溫度變化比較敏感。由于溫度的變化，可能使自封式導(dǎo)軌卡住或造成不能允許的過大間隙。為減小溫度變化對導(dǎo)軌的影響，承導(dǎo)件和運動件最好用膨脹系數(shù)相同或相近的材料。 如果導(dǎo)軌在溫度變化大的條件下工作(如大地測量儀器或軍用儀器等)，在選定精度等級和配合以后，應(yīng)對溫度變化的影響進行驗算。 為了保證導(dǎo)軌在工作時不致卡住，導(dǎo)軌中的最小間隙

15、值min響應(yīng)大于或等于零。導(dǎo)軌的最小間隙可用下式計算min=D2min(1+2(t-t0)-D1max(1+1(t-t0) (3-12)式中D2min包容件在制造溫度時的最小直徑或最小直線尺寸； D1max一被包容件在制造溫度時的最大直徑或最大直線尺寸； 1、2被包容件與包容件材料的線膨脹系數(shù)； t0導(dǎo)軌制造時的溫度； t導(dǎo)軌工作時的最高或最低溫度。 為保證導(dǎo)軌的工作精度，導(dǎo)軌副中的最大間隙max應(yīng)小于或等于允許間隙，導(dǎo)軌中的最大間隙可用下式計算 max=D2max1+2(t-t0)-D1min1+(t-t0) (3-13)式中D1max包容件在制造溫度時的最大直徑或最大直線尺寸；D1min被

16、包容件在制造溫度時的最小直徑或最小直線尺寸。 六、導(dǎo)軌的剛度計算 為了保證機構(gòu)的工作精度，設(shè)計時應(yīng)保證導(dǎo)軌的最大彈性變形量不超過允許值。必要時應(yīng)進行導(dǎo)軌的剛度計算或驗算。由于導(dǎo)軌主要受靜載荷作用，故導(dǎo)軌的剛度主要是指靜剛度。 如果忽略機座變形對導(dǎo)軌剛度的影響(假設(shè)機座為絕對剛體)，則導(dǎo)軌的剛度主要取決于在載荷作用下，導(dǎo)軌運動件和承導(dǎo)件的彎曲變形和它們工作面間接觸變形的大小。 在計算導(dǎo)軌的彎曲變形時，可將與導(dǎo)軌運動件連成一體的工作臺簡化成梁，按工程力學(xué)中梁的變形公式進行簡化計算。為了提高導(dǎo)軌的剛度，除必要時增大導(dǎo)軌尺寸外，常采用合理布置加強筋的辦法，以達(dá)到既保證剛度又減輕重量的目的。 導(dǎo)軌的接觸

17、變形可按經(jīng)驗公式估算，對于名義接觸面積不超過100150cm2的鋼和鑄鐵的接觸，其接觸變形（單位為m）為 = c (3-14)式中p 一接觸面間的平均壓力（Ncm2）； c 系數(shù)，對于精刮導(dǎo)軌面（每25mm×25mm在16點以上）和磨削導(dǎo)軌面（粗糙度R am）為1.471.94，研磨表面（粗糙度Ram)為0.69。 七、提高導(dǎo)軌耐磨性的措施 為使導(dǎo)軌在較長的使用期間內(nèi)保持一定的導(dǎo)向精度，必須提高導(dǎo)軌的耐磨性。由于磨損速度與材料性質(zhì)、加工質(zhì)量、表面壓強、潤滑及使用維護等因素直接有關(guān)，故欲想提高導(dǎo)軌的耐磨性，須從這些方面采取措施。 1、合理選擇導(dǎo)軌的材料及熱處理 用于導(dǎo)軌的材料，應(yīng)具有耐

18、磨性好，摩擦系數(shù)小，并具有良好的加工和熱處理性質(zhì)。常用的材料有： （1）鑄鐵 如HT200、HT300等，均有較好的耐磨性。采用高磷鑄鐵(含磷量質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于0.3)、磷銅鈦鑄鐵和釩鈦鑄鐵作導(dǎo)軌，耐磨性比普通鑄鐵分別提高14倍。鑄鐵導(dǎo)軌的硬度一般為180200HBS。為提高其表面硬度，采用表面淬火工藝，表面硬度可達(dá)55HBC，導(dǎo)軌的耐磨性可提高13倍。 （2）鋼 常用的有碳素鋼(40、50、T8A、T10A)和合金鋼(20Cr、40Cr)。淬硬后鋼導(dǎo)軌的耐磨性比一般鑄鐵導(dǎo)軌高510倍。要求高的可用20Cr制成，滲碳后淬硬至5662HBC；要求低的用40Cr制成，高頻淬火硬度至5258HRC。鋼制

19、導(dǎo)軌一般做成條狀，用螺釘及銷釘固定在鑄鐵機座上，螺釘?shù)某叽绾蛿?shù)量必須保證良好的接觸剛度，以免引起變形。（3）有色金屬 常用的有黃銅、錫青銅、超硬鋁(LC4)、鑄鋁(ZL6)等。 （4）塑料 聚四氟乙烯具有優(yōu)良的減摩、耐磨和抗振性能，工作溫度適應(yīng)范圍廣（-200+280°C），靜、動摩擦系數(shù)都很小，是一種良好的減摩材料。以聚四氟乙烯為基體的塑料導(dǎo)軌性能良好，它是一種在鋼板上燒結(jié)球狀青銅顆粒并浸漬聚四氟乙烯塑料的板材，如圖3-41所示。導(dǎo)軌板的厚度為1.53mm，在多孔青銅顆粒上面的聚四氟乙烯表層厚為0.025mm。這種塑料導(dǎo)軌板既有聚四氟乙烯的摩擦特性，又具有青銅和鋼鐵的剛性與導(dǎo)熱性，

20、裝配時可用環(huán)氧樹脂粘接在動導(dǎo)軌上。這種導(dǎo)軌用在數(shù)控機床、集成電路制板設(shè)備上，可保證較高的重復(fù)定位精度和滿足微量進給時無爬行的要求。 圖3-41 塑料導(dǎo)軌板截面示意圖 2、減小導(dǎo)軌面壓強導(dǎo)軌面的平均壓強越小，分布越均勻，則磨損越均勻，磨損量越小。導(dǎo)軌面的壓強取決于導(dǎo)軌的支承面積和負(fù)載，設(shè)計時應(yīng)保證導(dǎo)軌工作面的最大壓強不超過允許值。為此，許多精密導(dǎo)軌，常采用卸載導(dǎo)軌，即在導(dǎo)軌截荷的相反方向給運動件施加一個機械的或液壓的作用力（卸載力），抵消導(dǎo)軌上的部分載荷，從而達(dá)到既保持導(dǎo)軌面間仍為直接接觸，又減小導(dǎo)軌工作面的壓力。一般卸載力取為運動件所受總重力的23左右。 圖3-42 靜壓卸載導(dǎo)軌原理（1）靜壓

21、卸載導(dǎo)軌（圖3-42） 在運動件導(dǎo)軌面上開有油腔，通入壓力為Ps的液壓油，對運動件施加一個小于運動件所受載荷的浮力，以減小導(dǎo)軌面的壓力。油腔中的液壓油經(jīng)過導(dǎo)軌表面宏觀與微觀不平度所形成的間隙流出導(dǎo)軌，回到油箱。 圖 3-43 水銀卸載導(dǎo)軌原理（2）水銀卸載導(dǎo)軌（圖3-43） 在運動件下面裝有浮子1（木塊），并置于水銀槽2中，利用水銀產(chǎn)生的浮力抵消運動組件的部分重力。這種卸載方式結(jié)構(gòu)簡單，缺點是水銀蒸氣有毒，故必須采取防止水銀揮發(fā)的措施。 圖 344 機械卸載導(dǎo)軌（3）機械卸載導(dǎo)軌（圖3-44） 選用剛度合適的彈簧，并調(diào)節(jié)其彈簧力，以減小導(dǎo)軌面直接接觸處的壓力。3、保證導(dǎo)軌良好的潤滑 保證導(dǎo)軌良

22、好的潤滑，是減小導(dǎo)軌摩擦和磨損的另一個有效措施。這主要是潤滑油的分子吸附在導(dǎo)軌接觸表面，形成厚度約為0.0050.008mm的一層極薄的油膜，從而阻止或減少導(dǎo)軌面間直接接觸的緣故。 由于滑動導(dǎo)軌的運動速度一般較低，并且往復(fù)反向，運動和停頓相間進行，不易形成油楔，因此，要求潤滑油具有合適的粘度和較好的油性，以防止導(dǎo)軌出現(xiàn)干摩擦現(xiàn)象。 選擇導(dǎo)軌潤滑油的主要原則是載荷越大、速度越低，則油的粘度應(yīng)越大；垂直導(dǎo)軌的潤滑油粘度，應(yīng)比水平導(dǎo)軌潤滑油的粘度大些。在工作溫度變化時，潤滑油的粘度變化要小。潤滑油應(yīng)具有良好的潤滑性能和足夠的油膜強度，不浸蝕機件，油中的雜質(zhì)應(yīng)盡量少。 對于精密機械中的導(dǎo)軌，應(yīng)根據(jù)使用

23、條件和性能特點來選擇潤滑油。常用的潤滑油有機袖，精密機床液壓導(dǎo)軌油和變壓器油等。還有少數(shù)精密導(dǎo)軌，選用潤滑脂進行潤滑。 關(guān)于潤滑方法，對于載荷不大、導(dǎo)軌面較窄的精密儀器導(dǎo)軌，通常只需直接在導(dǎo)軌上定期地用手加油即可，導(dǎo)軌面也不必開出油溝。對于大型及高速導(dǎo)軌，則多用手動油泵或自動潤滑，并在導(dǎo)軌面上開出合適形狀和數(shù)量的油溝，以使?jié)櫥驮趯?dǎo)軌工作表面上分布均勻。 4、提高導(dǎo)軌的精度 提高導(dǎo)軌精度主要是保證導(dǎo)軌的直線度和各導(dǎo)軌面間的相對位置精度。導(dǎo)軌的直線度誤差都規(guī)定在對導(dǎo)軌精度有利的方向上，如精密車床的床身導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差只允許上凸，以補償導(dǎo)軌中間部分經(jīng)常使用而產(chǎn)生向下凹的磨損。 適當(dāng)減小導(dǎo)

24、軌工作面的粗糙度，可提高耐磨性，但過小的粗糙度不易貯存潤滑油，甚至產(chǎn)生“分子吸力”，以致撕傷導(dǎo)軌面。粗糙度一般要求。 八、導(dǎo)軌主要尺寸的確定 導(dǎo)軌的主要尺寸有運動件和承導(dǎo)件的長度、導(dǎo)軌寬度、兩導(dǎo)軌之間的距離、三角形導(dǎo)軌的頂角等。 增大導(dǎo)軌運動件長度L，有利于提高導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度和運動靈活性，但卻使工作臺的尺寸和重量加大。因此，設(shè)計時一般取L=(1.21.8) a 。其中a為兩導(dǎo)軌之間的距離。如結(jié)構(gòu)允許，則可取L2a。承導(dǎo)件的長度則主要取決于運動件的長度及工作行程。 導(dǎo)軌寬度B可根據(jù)載荷F和允許壓強P求出。 （3-15） 兩導(dǎo)軌之間的距離減小，則導(dǎo)軌尺寸減小，但導(dǎo)軌穩(wěn)定性變差。設(shè)計時應(yīng)在保證導(dǎo)軌工

25、作穩(wěn)定的前提下，減小兩導(dǎo)軌之間的距離。 三角形導(dǎo)軌的頂角，一般取為90°。第五節(jié) 滾動摩擦導(dǎo)軌滾動摩擦導(dǎo)軌是在運動件和承導(dǎo)件之間放置滾動體（滾珠、滾柱、滾動軸承等），使導(dǎo)軌運動時處于滾動摩擦狀態(tài)。滾動摩擦導(dǎo)軌按滾動體的形狀可分為滾珠導(dǎo)軌、滾柱導(dǎo)軌、滾動軸承導(dǎo)軌等。與滑動摩擦導(dǎo)軌比較，滾動導(dǎo)軌的特點是：摩擦系數(shù)小，并且靜、動摩擦系數(shù)之差很小，故運動靈便，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象；m，而滑動導(dǎo)軌的定位誤差一般為1020m。因此，當(dāng)要求運動件產(chǎn)生精確微量的移動時，通常采用滾動導(dǎo)軌；磨損較小，壽命長，潤滑簡便；結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工比較困難，成本較高；對臟物及導(dǎo)軌面的誤差比較敏感。 一、滾珠導(dǎo)軌 圖3-

26、45 力封式滾珠導(dǎo)軌 圖3-46 自封式滾珠導(dǎo)軌圖3-45和圖3-46是滾珠導(dǎo)軌的兩種典型結(jié)構(gòu)型式。在V形槽（V形角一般為900）中安置著滾珠，隔離架1用來保持各個滾珠的相對位置，固定在承導(dǎo)件上的限動銷2與隔離架上的限動槽構(gòu)成限動裝置，用來限制運動件的位移，以免運動件從承導(dǎo)件上滑脫。 V形滾珠導(dǎo)軌的優(yōu)點是工藝性較好，容易達(dá)到較高的加工精度，但由于滾珠和導(dǎo)軌面是點接觸，接觸應(yīng)力較大，容易壓出溝槽，如溝槽的深度不均勻，將會降低導(dǎo)軌的精度。為了改善這種情況，可采取如下措施： 1、預(yù)先在V形槽與滾珠接觸處研磨出一窄條圓弧面的淺槽，從而增加了滾珠與滾道的接觸面積，提高了承載能力和耐磨性，但這時導(dǎo)軌中的摩

27、擦力略有增加。 2、采用雙圓弧滾珠導(dǎo)軌（圖3-47a）。這種導(dǎo)軌是把V形導(dǎo)軌的V形滾道改為圓弧形滾道，以增大滾動體與滾道接觸點的綜合曲率半徑，從而提高導(dǎo)軌的承載能力、剛度和使用壽命。雙圓弧導(dǎo)軌的缺點是形狀復(fù)雜，工藝性較差，摩擦力較大，當(dāng)精度要求很高時不易滿足使用要求。 圖 3-47 雙圓弧導(dǎo)軌 為使雙圓弧滾珠導(dǎo)軌既能發(fā)揮接觸面積較大，變形較小的優(yōu)點，又不致于過分增大摩擦力，應(yīng)合理確定雙圓弧滾珠導(dǎo)軌的主要參數(shù)（圖3-47b）。根據(jù)使用經(jīng)驗，滾珠半徑r與滾道圓弧半徑R之比常取為rR=0.900.95，接觸角= 45°。 導(dǎo)軌兩圓弧的中心距C為 C=2(Rr)sin （3-16）當(dāng)要求運動

28、件的行程很大或需要簡化導(dǎo)軌的設(shè)計和制造時，可采用滾珠循環(huán)式導(dǎo)軌。圖3-48是這種導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)簡圖，它由運動件1、滾珠2、承導(dǎo)件3和返回器4組成。運動件上有工作滾道5和返回滾道6，與兩端返回器的圓弧槽面滾道接通，滾珠在滾道中循環(huán)滾動，行程不受限制。 圖 3-48 滾珠循環(huán)式滾動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)簡圖m以內(nèi)。 二、滾柱導(dǎo)軌和滾動軸承導(dǎo)軌 為了提高滾動導(dǎo)軌的承載能力和剛度，可采用滾柱導(dǎo)軌或滾動軸承導(dǎo)軌。這類導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)尺寸較大，常用在比較大型的精密機械上。 圖3-49 滾柱導(dǎo)軌1、交叉滾柱V平導(dǎo)軌 如圖3-49a所示，在V形空腔中交叉排列著滾柱，這些滾柱的直徑d略大于長度b，相鄰滾柱的軸線互相垂直交錯，單數(shù)號滾

29、柱在AA1面間滾動(與B1面不接觸)，雙數(shù)號滾柱在BB1面間滾動(與A1面不接觸)，右邊的滾柱則在平面導(dǎo)軌上運動。這種導(dǎo)軌不用保持架，可增加滾動體數(shù)目，提高導(dǎo)軌剛度。2、V平滾柱導(dǎo)軌 如圖3-49b，這種導(dǎo)軌加工比較容易，V形滾柱直徑d與平面導(dǎo)軌滾柱d1之間有如下關(guān)系 （3-17）其中是V形導(dǎo)軌的V形角。第六節(jié) 靜壓螺旋傳動與靜壓導(dǎo)軌簡介一、靜壓螺旋傳動1、靜壓螺旋傳動的工作原理 靜壓螺旋傳動的工作原理如圖3-50所示。來自液壓泵3的潤滑油，經(jīng)溢留閥6調(diào)壓后，通過精密過濾器2以一定壓力（FS ）通過節(jié)流閥1，由內(nèi)螺紋牙側(cè)面的油腔進入工作螺紋的間隙，然后經(jīng)各回油孔（虛線所示，回油路圖中未畫出）流

30、回油箱5。圖3-50 靜壓螺旋傳動原理1節(jié)流閥 2精密濾油器 3液壓泵 4濾油器 5油箱 6溢流閥當(dāng)螺桿無外載荷時，通過每一油腔沿間隙流出的流量相等，螺紋牙兩側(cè)的油壓及間隙也相等，既Pr1=Pr2 =Pr0 ，h1=h2 = h0 ，螺桿保持在中間位置。當(dāng)螺桿受軸向力F a 而偏向左側(cè)時，則間隙h1減小，h2增大。由節(jié)流閥的作用，使Pr1>Pr2，從而產(chǎn)生一個平衡F a 的反力。 當(dāng)螺桿受徑向力Fr作用而沿載荷方向產(chǎn)生位移時，油腔A側(cè)間隙減小，B、C側(cè)間隙增大。同樣，由于節(jié)流閥的作用，使A側(cè)的油壓增高，B、C側(cè)油壓降低，形成壓差與徑向力Fr平衡。 當(dāng)螺桿一端受徑向力矩M作用而形成一傾覆力

31、矩時，螺母上對應(yīng)油腔E、J側(cè)間隙減小，D,C側(cè)間隙增大。由于節(jié)流閥的作用使螺桿產(chǎn)生一個反向力矩，使其保持平衡。 由上述三種受力情況可知，當(dāng)每一個螺旋面上設(shè)有三個以上的油腔時，螺桿（或螺母）不但能承受軸向載荷，同時也能承受一定的徑向載荷和傾覆力矩。 2、靜壓螺旋傳動的特點 靜壓螺旋傳動與滑動螺旋和滾動螺旋傳動相比，具有下列特點： （1）摩擦阻力小，效率高(可達(dá)99)。 （2）壽命長。螺紋表面不直接接觸，能長期保持工作精度。 （3）傳動平穩(wěn)，低速時無爬行現(xiàn)象。 （4）傳動精度和定位精度高。 （5）具有傳動可逆性，必要時應(yīng)設(shè)置防止逆轉(zhuǎn)機構(gòu)。（6）需要一套可靠的供油系統(tǒng)，并且螺母結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工比較困難

32、。二、靜壓導(dǎo)軌 靜壓導(dǎo)軌是在兩個相對運動的導(dǎo)軌面間通入壓力油或壓縮空氣，使運動件浮起，以保證兩導(dǎo)軌面間處于液體或氣體摩擦狀態(tài)下工作。1、液體靜壓導(dǎo)軌根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，液體靜壓導(dǎo)軌分為開式靜壓導(dǎo)軌和閉式靜壓導(dǎo)軌兩類。 圖3-51 開式靜壓導(dǎo)軌工作原理 （1）開式靜壓導(dǎo)軌 如圖3-51所示，液壓泵3起動后，油液經(jīng)濾油器2吸入，用溢流閥4調(diào)節(jié)進油壓力，液壓油經(jīng)精密濾油器5過濾后流經(jīng)節(jié)流閥6，其壓力降為P0，流入導(dǎo)軌油腔產(chǎn)生浮力將運動件浮起，直到形成一定的原始間隙h0時，浮力與載荷F平衡，油膜將運動件7與承導(dǎo)件8完全隔開。油液從油腔經(jīng)過間隙h0流出，回到油箱1。當(dāng)載荷F增大時，運動件下沉，間隙h0減小，回油阻力增大，流量減小，油腔壓力增大。當(dāng)運動件下沉某一距離e時，導(dǎo)軌間隙減小至h（h=h0-e）油腔壓力增至Fr，其所形成的浮力重新與載荷F平衡，從而將運動件的下沉限制在一定的范圍內(nèi)，保證導(dǎo)軌在液體摩擦狀態(tài)下工作。開式靜壓導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，但承受傾復(fù)力矩的能力較差。. 圖3-52 閉式靜壓導(dǎo)軌工作原理 （2）閉式靜壓導(dǎo)軌圖352為閉式靜壓導(dǎo)軌的工作原理圖。圖a為兩側(cè)沒有采用靜壓，圖b是兩側(cè)采用了靜壓。現(xiàn)以圖b為例說明閉式靜壓導(dǎo)軌的工作原理。3為承導(dǎo)件，當(dāng)運動件2受到傾復(fù)力矩M后，導(dǎo)軌間隙h3、h4增大，h1、h6減小，由于各相應(yīng)節(jié)流閥1的作用，Pr3、Pr4減小，而Pr1、Pr6增大，它