机械设计基础-第三节 (3)

第三节 滚动摩擦导轨,一、结构和特点,二、常用滚动导轨的类型及结构特点,力封式滚珠导轨 自封式滚珠导轨 滚柱导轨,1、平面滚动导轨2、V形滚道导轨,3、双圆弧滚道导轨4、钢丝滚道导轨5、滚动轴承导轨,三、滚动导轨主要参数的确定,四、滚动导轨的材料,阿贝比长仪上的防转结构 万能工具显微镜导轨结构,1、运动件的长度2、隔离架限制槽长度 和平椭圆长度,The end,结构和特点,滚动摩擦导轨是在运动件和承导件之间放置滚动体（滚珠、滚柱、滚动轴承等），使导轨运动时处于滚动摩擦状态。,结构,特点,摩擦系数小、运动灵便，不易出现爬行现象； 定位精度高； 磨损较小，寿命长，润滑方便； 结构较为复杂，加工较困难，成本较高； 对脏物及导轨面的误差比较敏感。,平面滚动导轨,优点：平面宜加工，检验方便，间隙可调，故承载能力大，导向精度高。缺点：导轨结构复杂，制造困难，成本高。,矩形导轨的水平面是主要承载面，垂直面主要起导向作用。水平导轨采用承载能力较大的滚柱或滚针导轨，垂直面上采用滚珠或滚动轴承导轨。,结构特点：,平面滚动导轨,力封式滚珠导轨,在 V形槽中安置滚珠，隔离架用来保持各个滚珠的相对位置，固定在承导件上的限动销与隔离架上的限动槽构成限动装置，用来限制运动件的位移，以免运动件从承导件上脱离。,动画,力封式滚珠导轨,自封式滚珠导轨,动导轨和静导轨一般都加工成 900 的V形槽，因与滚珠点接触，故角度要求不太高，工艺性较好，摩擦系数小，导轨运动灵活。但导轨承载能力较小，刚度低，故适用于外载荷不大、行程较小而导轨运动要求灵活的仪器中。,自封式滚珠导轨,滚柱导轨,图(a) 为交叉滚柱V平导轨，在V形空腔中交叉排列着滚柱，这些滚柱的直径 略大于长度 ，相邻滚柱的轴线互相垂直交错，单数号滚柱在AA1面间滚动（与B1面不接触），双数号滚柱在 BB1面间滚动（与 A1面不接触），右边的滚柱则在平面导轨上运动。这种导轨无保持架，可增加滚动体数目，提高导轨刚度。,是防止滚珠端面与另一导轨面滑动摩擦。,滚柱导轨,图(b)为V平滚柱导轨，这种导轨加工比较简单，因为把滚柱取出，上、下导轨面可互相研配。,滚柱导轨,双圆弧滚道导轨,承导面是两个半圆弧，它是双 形导轨的改进型。钢球半径 与滚道半径 之比对导轨的工作性能至关重要。当 ，接触 时，滚球接近纯滚动，滑动摩擦阻力最小。承载能力较高，并能较长时间保持原始精度，结构紧凑。但形状复杂，不能达到很高的精度要求。故用在中等精度仪器上。,钢丝滚道导轨,优点：运动灵便性较好，耐磨性较好，圆杆磨损后，只需将其转过 一个角度即可恢复原始精度。,动画,动画,滚动轴承导轨,滚动轴承导轨不仅起着滚动体的作用，而且还代替了导轨。其主要特点是摩擦力矩小，运动平稳、灵活，承载能力大，调节方便，导轨面积小，加工工艺性好，能长久地保持较高的精度。但其精度直接受到轴承精度的影响。用作导轨的滚动轴承一般为非标准深沟球轴承。,滚动轴承导轨,滚动轴承导轨,阿贝比长仪上的防转结构,阿贝比长仪,万能工具显微镜导轨结构,在满足导轨最大位移 的前提下，应尽可能减小运动件的长度 。因滚动体中心的速度只是最高点的一半，而最高点与运动件纯滚动，所以运动件位移为 ，滚动体中心位移为,运动件的长度,因此,式中 运动件的最短长度； 滚珠支承点的距离； 导轨极端位置时的余量，一般取,运动件的长度,隔离架限制槽长度和平椭圆长度,隔离架的速度与左边滚道滚珠中心的移动速度相同，为运动件移动速度之半。当运动件移动 时，隔离架只移动 ，因此隔离架限制槽长度：,式中 限动销的直径；,式中 滚珠直径；,平椭圆长度：,滚动导轨的材料,1、滚动体材料：滚动轴承钢 (GCr15)