机电一体化技术及应用 课件 2 机械技术

第三节支承部件第二节传动机构第一节机械系统数学模型的建立第二章机械技术2.1机械系统数学模型的建立2.1.1机械系统中的基本物理量及其等效换算1．质量和转动惯量的等效换算等效换算原则：换算前后动能不变

2.1.1机械系统中的基本物理量及其等效换算2．刚度系数的等效换算等效换算原则：换算前后势能不变。3．阻尼系数的等效换算等效换算原则：换算前后粘性阻尼力做功相等。

建模步骤（1）将各物理量向电机轴换算，计算等效转动惯量、等效粘性阻尼系数及等效扭转刚度；（2）建立动力学方程；（3）计算G(S)。2.1.2机械系统建模常用机械传动部件包括—线性传动部件齿轮传动（谐波齿轮）螺旋传动（滑动丝杠，滚动丝杠）带传动（同步带）蜗轮蜗杆非线性传动部件连杆机构凸轮机构2.2传动机构2.2.1传动机构的功能及要求传统的传动机构：转矩、转速变换器—将执行元件产生的运动和动力传递给负载，使执行元件与负载之间在转矩和转速方面得到最佳匹配（将执行元件输出的高转速、低转矩变换成负载所需要的低转速、高转矩）。机电一体化系统中的机械传动部件—除转矩、转速变换器外，成为伺服系统的组成部分，并对伺服系统的伺服特性有很大影响，特别是其传动类型、传动方式、传动精度、动态特性及传动可靠性（均为机械传动技术性能的决定因素）对机电一体化系统的精度、稳定性和快速响应性有着重大的影响。2.2.1传动机构的功能及要求机电一体化对机械系统的要求—①低间隙影响—使传动机构在反向运动时产生空程，影响系统的稳定性和精度

措施—采取消隙机构，以缩小甚至消除反向死区误②低摩擦影响—摩擦会引起低速爬行，降低工作精度、缩短使用寿命

措施—采用低摩擦阻力的传动机构，如滚珠丝杠副、滚动导轨、塑料导轨、静压导轨、动压导轨、静压轴承、动压轴承③低惯量

影响—惯量影响精度、稳定性、动态响应

措施—合理选择传动机构的传动比，以减小等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量2.2.1传动机构的功能及要求机电一体化对机械系统的要求—④高刚度⑤高谐振频率影响—较低的刚度和谐振频率易使系统产生谐振，影响稳定性措施—

★利用预紧的方法提高滚珠丝杠副的传动刚度；

★采用直接驱动技术，通过大扭矩、宽调速的直流或交流伺服电动机直接驱动执行机构，以减少中间传动机构，缩短传动链长度；

★丝杠支承方式采用两端轴向固定或预拉伸支承结构。2.2.1传动机构的功能及要求⑥适当的阻尼比影响—阻尼比不当，系统易产生振动，影响稳定性、灵敏度

措施—大小要适当。一般取0.4≤ζ≤0.8。1．齿轮传动比的最佳匹配选择（1）负载峰值转矩最小方案折算到电机轴上的负载峰值转矩为。令，可得等效负载峰值转矩最小的最佳传动比。（2）负载均方根转矩最小方案折算到电机轴上的负载均方根转矩为。令，可得等效负载均方根转矩最小的最佳传动比

。（3）转矩储备最大方案电机输出的额定转矩和等效负载峰值转矩之差为电动机的转矩储备，即。令，可得转矩储备最大的最佳传动比。

2.2.2齿轮传动的传动比及传动级数确定2.2.2齿轮传动的传动比及传动级数确定（4）负载角加速度最大方案iJLJmTmTcθLθmTfiJLJmTmTcθLθmTf按动力学第二定律，电机轴上的加速度转矩为:整理得令，即可得到负载角加速度最大时的传动比i为：令，则或【结论】使齿轮系“负载加速度最大”的传动比的最佳值是换算到电机轴上的负载转动惯量恰好等于电机转子的转动惯量。。【说明】a.利用上述几种方案选择的最佳总传动比均是针对某一方面而言，故其结果不同。b.在实际工程中，为提高抗干扰力矩的能力，常选用较大的传动比。c.在具体选择时，除考虑伺服电机与负载的最佳匹配外，还要考虑总传动比对系统的稳定性、精确度、快速性的影响。对于步进电机驱动系统，步进电机步距角，系统脉冲当量(一个脉冲所产生的工作台直线位移量)，丝杠基本导程，则iJLJmTmTcθLθmTf2.传动级数及各级传动比的最佳分配原则总传动比较大时：采用单级传动—系统简化，但大齿轮的尺寸增大使得整个传动系统的轮廓尺寸变大，并使小齿轮磨损加剧。采用多级传动—结构紧凑，需确定传动级数，并合理分配各级传动比。（1）等效转动惯量最小原则说明

对于伺服传动系统，要求起动、停止、逆转快。当转矩一定时，转动惯量越小、角加速度越大，则运转越灵敏、响应越快。由于大功率传动装置和小功率传动装置所传递的转矩在数量级上不同，因此方法也有所不同，应分别考虑。1）小功率传动装置假设传动效率为100%；各主动齿轮1、3的转动惯量相同；各齿轮均为同宽度同材料的实心圆柱体；轴和轴承的转动惯量不计。i24123i1齿轮传动系统等效到电机轴上的转动惯量为：

令

或得当时，

或对于n级齿轮传动系统，有

（k=2，3，4….n）令，则【结论】a)按等效转动惯量最小原则确定级数和分配各级传动比时，无论传递功率大小，由高速级到低速级，各级传动比的分配次序是“先小后大”。b)级数越多，总等效惯量越小，但级数增加到一定数值后，总等效惯量的减小并不显著，但从结构紧凑性、复杂性、传动精度（齿隙影响）和经济性等方面考虑，级数太多并不合理。因此，设计时应统一考虑。c)越接近高速级的轴，其转动惯量对总等效惯量的影响越大，尤其是电机轴及其后一级轴的惯量。

（2）重量最轻原则

1）小功率传动装置假设主动小齿轮模数、齿数相同，齿宽相等；轴和轴承重量予以忽略；齿轮为实心圆柱体，则齿轮系的重量之和W为1234i1i2【结论】1.对于小功率传动装置，使各级传动比彼此相等，可使传动装置重量最轻。

2.这一结论是在假设各主动小齿轮模数、齿数均相等的条件下导出的。若大齿轮模数、齿数彼此相等，则各级传动副中心距也相等。这种曲回式齿轮传动链可以做到结构紧凑。2）

大功率传动装置

【结论】对于大功率传动装置，按“重量最轻”原则，从高速级到低速级各级传动比一般按“先大后小”原则处理。（3）输出轴转角误差最小原则假设各齿轮转角误差大致相同，均为，总传动化i=300。①各级传动比取成递减，如i1=8、i2=5、i3=3、i4=2.5，则总转角误差为：

②各级传动比取成递增，如i1=2.5、i2=3、i3=5、i4=8，则总转角误差为:③各级传动比取成递增，提高末级传动化，如i1=2、i2=3、i3=4、i4=12.5，则总转角误差为：【结论】

①按“先小后大”次序分配各级传动比，可使总转角误差较小，提高传动装置的运动精度。②最末一级齿轮的转角误差和传动比对总转角误差影响较大——应加大末级传动比，应尽量提高其加工、制造、安装精度。③传动级数越少，则总转角误差越小——为减少总转角误差，传动级数应尽量取小一些。【分配原则的选用要点】要求体积小、重量轻的齿轮传动系统（如航空器）—“重量最轻”原则；要求运转平稳、起停频繁和动态性能好的伺服系统的齿轮传动系统（如数控机床）—“等效转动惯量最小”和“输出轴转角误差最小”原则；以提高传动精度和减小回程误差为主的齿轮传动系统—“输出轴转角误差最小”原则。2.2.3谐波齿轮传动发展与应用谐波传动是50年代中期随空间技术发展而迅速发展起来的新型机械传动，其传动原理由美国学者C.W.Musser于1959年提出。谐波传动已成功应用于空间技术、能源、通讯、机床、仪器仪表、机器人、汽车、造船、纺织、冶金、印刷机械、医疗机械等。谐波齿轮传动与小齿差行星齿轮传动十分相似。1.谐波齿轮传动的基本构件谐波齿轮传动由波形发生器、刚轮、柔轮组成。三个构件中任一个皆可为主动，其余两个，一个从动，一个固定。双滚轮和柔性轴承凸轮波形发生器双波发生器（刚轮和柔轮齿数相差2）和三波发生器（齿数差为3），其中双波传动最常用。双滚轮式波形发生器波形发生器分类柔轮的外齿与刚轮的内齿齿形为三角形或渐形线，周节相同，但齿数不同，刚轮齿数比柔轮齿数多2～3个齿。刚轮的刚度较大，不易发生变形。柔轮的刚度小，未装配前为薄圆筒形。若刚轮固定，将波形发生器装入柔轮。由于波形发生器的长径比柔轮内径略大，故二者装配在一起时，柔轮被迫产生弹性变形而由原来的圆筒形变为椭圆形。因此，柔轮长轴两端的轮齿与刚轮的轮齿完全啮合；柔轮短轴两端的轮齿与刚轮的轮齿完全脱开；柔轮长轴与短轴之间的齿则逐步啮入和啮出。谐波齿轮传动的工作原理当波形发生器连续转动时，柔轮的长短轴发生变化，从而产生径向变形。柔轮上任何一点的径向变形量在柔轮圆周的展开图上是一谐波，故这种传动称为谐波传动。谐波齿轮传动正是依靠柔轮的这种可控弹性变形波引起刚轮和柔轮之间产生相对位移，从而传递动力和运动。谐波齿轮传动的工作原理【结论】a)谐波齿轮传动是在波形发生器的作用下，迫使柔轮轮齿与刚轮轮齿互相不断产生啮入、啮合、啮出、脱开的错齿运动，从而达到传递动力和运动的目的。b)当刚轮固定时，柔轮（输出）的回转方向和波形发生器（输入）相反。c)当柔轮固定时，刚轮（输出）的回转方向和波形发生器（输入）相同。

①传动比大单级传动：50~500；多级和复式传动：可达30000以上②可用于减速及增速减速：波形发生器为输入；增速：波形发生器为输出③承载能力大同时啮合的齿数多（30~40%），齿与齿之间面接触④传动精度高啮合齿数较多，误差得到均化；齿侧间隙可调整到最小，甚至无侧隙啮合。3.谐波齿轮传动的特点⑤传动平稳，噪声低齿的啮入和啮出按正弦规律变化，且啮入和啮出时，齿轮的两侧都参加工作，无突变载荷和冲击。⑥传动效率高单级传动的效率为69%~96%。⑦结构简单，零件少，体积小，重量轻在传动比和承载能力相同的条件下，可比一般齿轮传动的零件少一半，体积、重量可减少1/2~1/3。⑧成本高柔轮材料性能要求高，而且柔轮和波形发生器制造工艺复杂4.谐波齿轮的传动比计算输入输出固定传动比输出与输入的关系转动方向转动速度波形发生器刚轮柔轮相同减速波形发生器柔轮刚轮相反减速柔轮波形发生器刚轮相反增速刚轮波形发生器柔轮相同增速5.谐波齿轮减速器SJ2604-85“单级谐波齿轮减速器”标准规定了10个机型、43个品种以柔轮内径表示机型号：25~50为小机型，柔轮和输出轴做成一体60~200为大机型，柔轮和输出轴组装为一体小机型大机型型号示例：

XBD100-125-250-IIXBD：产品代号，表示卧式双轴伸型谐波减速器100：柔轮内径为100mm125：传动比为125（每种机型有35种传动比）250：输出转矩为250N·mII：精度等级II级

同步带传动是一种效率最高的新型传动方式，兼有齿轮传动、链传动、带传动三者之长。带的工作表面制有等间距的齿形，与外周有相应齿形的带轮啮合，用来传递运动和动力，可在许多领域里替代传统的链传动、齿轮传动和带传动。已广泛应用于机械制造、汽车、飞机、纺织、轻工、化工、冶金、矿山、军工、仪表、食品、机床、农业机械、商业机械和办公机械传动中。2.2.4同步带传动1.同步带的分类同步带梯形齿同步带弧形齿同步带单面带双面带对称齿双面同步带交错齿双面同步带圆弧齿带平顶圆弧齿带凹顶抛物线齿带（1）按齿形分类RPP同步带梯形齿同步带圆弧齿同步带梯形齿双面同步带圆弧齿双面同步带交错双面齿同步带同步带节距制同步带（主要参数：带齿节距）模数制同步带（主要参数：模数）（2）按规格制度分类MXL（最轻型）XXL（超轻型）XL（特轻型）L（轻型）H（重型）XH（特重型）XXH（超重型）型号MXLXXLXLLHXHXXH节距/mm2.0323.1755.0809.52512.70022.22531.750同步带结构1—带背；2—承载绳；3—带齿；

4—包布层2.同步带的结构

与一般带传动相比，具有以下特点：①准确同步不打滑，可获得精确的传动比；②传动比范围大（一般可达10）；③允许的线速度高（可达50m/s）；④带轮直径较V型带传动小得多，无需大的张紧力，轴和轴承上所受载荷小，使带轮轴和轴承的尺寸都可减小，故结构较为紧凑；⑤传动效率高（可达98%）；⑥传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪音小；⑦无需润滑，没有污染；⑧中心距要求严格，安装精度要求高；⑨带和带轮制造工艺复杂，制造成本高。3.同步带的特点螺旋传动机构（丝杠螺母副传动机构），用于运动形式的变换：将旋转运动转变为直线运动或将直线运动转变为旋转运动。分为滚动螺旋传动机构和滑动螺旋传动机构，后者结构简单，成本低，具有自锁功能，但是摩擦阻力大，传动效率低。2.2.5滚动螺旋传动1.滚珠丝杠副的组成及特点组成—丝杠、螺母、滚珠及回珠引导装置（反向器）丝杠和螺母上均制有半圆弧形沟状螺旋滚道，它们套装在一起便形成滚珠的螺旋滚道。工作时，螺母与需作直线运动的零部件相连。丝杠转动，滚珠沿螺旋滚道滚动，并带动螺母直线运动。滚动数圈后，滚珠从滚道的一端滚出，并沿回珠引导装置返回另一端，重新进入滚道，从而构成闭合循环回路。特点(1)传动效率高：85%～98%(滑动丝杠副的3~4倍(2)运动平稳：摩擦阻力小；低速无爬行(3)轴向刚度高：经预紧可消除轴向间隙(4)高耐用性：使用寿命为滑动丝杠的4～10倍(5)同步性好：用几套相同的滚珠丝杠副同时传动几个相同的运动部件，可得到较好的同步运动。(6)传动具有可逆性：既可以将回转运动变为直线运动，又可将直线运动变为回转运动(7)不能自锁：垂直传动时须设自锁或制动装置(超越离合器)(8)成本高：价格以mm计2.滚珠丝杠副的主要尺寸参数d0—公称直径l0—基本导程d—丝杠螺纹大径d1—丝杠螺纹小径D—螺母螺纹大径D1—螺母螺纹小径D1d1Dd0d

滚珠丝杠

螺母

滚珠2.滚珠丝杠副的主要尺寸参数公称直径d0—滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时包络滚珠球心的圆柱直径。滚珠丝杠副的特征尺寸，应在标注中标出基本导程l0—丝杠相对于螺母旋转2π弧度时，螺母上基准点的轴向位移。根据系统的精度要求确定。D1d1Dd0d

滚珠丝杠

螺母

滚珠丝杠螺纹外径（大径）d丝杠螺纹底径（小径）d1螺母螺纹底径（大径）D螺母螺纹内径（小径）D1丝杠螺纹全长lsD1d1Dd0d

滚珠丝杠

螺母

滚珠3.滚珠丝杠副的结构型式（1）螺纹滚道法向截面形状单圆弧型双圆弧型（2）滚珠的循环方式内循环：在循环过程中滚珠始终与丝杠表面接触；螺母径向尺寸小，反向器加工、装配、调整困难

★浮动反向器式（F）★固定反向器式（G）外循环：：滚珠在循环返回时，离开丝杠表面而在螺母体内或体外作循环运动

★螺旋槽式（L）★埋入插管式（CM）★凸出插管式（CT）★端盖式（D）插管循环插管循环4.滚珠丝杠副支承方式的选择①单推―单推式②双推―双推式③双推―简支式④双推―自由式①单推—单推特点：a.丝杠两端均为单向止推轴承+向心轴承；b.可进行预拉伸安装,轴向刚度较高；c.预拉伸安装时,预加载荷较大，轴承寿命低于双推—双推方案；d.适用于中速场合。②双推—双推（两端固定）特点：a.丝杠两端为双向止推轴承+向心轴承；b.轴向刚度最高；c.预拉伸安装时，预加载荷小、轴承寿命高；d.适用于高刚度、高速度、高精度的传动；e.结构复杂、工艺困难、成本最高。预拉伸及调整较单推-单推方式案复杂。③双推—简支(一端固定、一端游动）特点：a.丝杠一端为双向止推轴承，一端为1或2个向心球轴承；b.轴向刚度不高；c.双推端预拉伸安装时预加载荷较小，轴承寿命较高；d.适用于中速、精度较高的长丝杠传动系统。④双推—自由（一端固定、一端自由）特点：a.丝杠一端为双向止推轴承、另一端悬空呈自由状态；b.轴向刚度、临界转速、压杆稳定性和承载能力低；c.适于中小载荷、低速场合，尤其适合短丝杠或垂直安装的丝杠。2.2.6传动机构的间隙调整1.齿轮机构的间隙调整（1）圆柱齿轮传动①偏心套调整法

②轴向垫片调整法③双片薄齿轮错齿调整法（2）斜齿轮传动①垫片调整法

②轴向压簧调整法（3）齿轮齿条传动①双片薄齿轮错齿调整法②双传动链消隙法偏心套调整法：电动机1通过偏心轴套2装在减速箱3上。齿轮4安装在电动机输出轴上。转动偏心轴套，可以调节两啮合齿轮的中心距，从而消除齿轮的齿侧间隙。特点：结构简单，但齿侧隙调整后不能自动补偿。

1—电动机；2—偏心套；3—减速箱；4、5—齿轮（1）圆柱齿轮传动间隙调整轴向垫片调整法：齿轮1、2的节圆直径制成沿齿宽方向有较小锥度。利用垫片可以使齿轮1相对于齿轮2作轴向移动，从而消除两齿轮的齿侧间隙。特点：结构简单，但装配时需要反复调试，齿侧隙调整后不能自动补偿。

双片薄齿轮错齿调整法：在一对啮合的直齿圆柱齿轮中，一个为宽齿轮，另一个为两个套装在一起的薄片齿轮（齿数相同，可相对转动）。装配后，薄片齿轮在弹簧的作用下相对转动并错齿，齿轮1的左齿面和齿轮2的右齿面分别与宽齿轮的左、右齿面接触，实现消隙。特点：齿侧间隙能够自动补偿，但结构较复杂

周向弹簧式：由于周向圆槽及弹簧的尺寸不能太大，故仅用于读数装置或传动力矩很小的机械装置，而不适用于驱动装置。可调拉簧式：在简易数控机床进给传动中步进电机和长丝杠之间的齿轮传动常采用这种方式。薄片齿轮周向拉簧错齿调整可调拉簧式垫片调整法：结构比较简单，但调整起来比较费时，齿侧隙不能自动补偿

（2）斜齿轮传动间隙调整轴向压簧调整法：齿侧隙可以自动补偿，但轴向尺寸较大，结构不紧凑

双片薄齿轮错齿调整法（3）齿轮齿条传动间隙调整双传动链消隙法2.滚珠丝杠副的间隙调整①双螺母螺纹预紧②双螺母齿差预紧③双螺母垫片预紧④双螺母弹簧预紧⑤单螺母变位导程预紧⑥单螺母滚珠过盈预紧①双螺母螺纹预紧：松开锁紧螺母5，并旋转调整圆螺母4，使丝杠副右螺母6沿轴向向右移动，产生拉伸预紧，达到消隙预紧目的。特点：结构简单、调整方便，但预紧量不易掌握，无法精确定量地调整。②双螺母齿差预紧：左右螺母3外齿轮相差一个或多个齿。先取下内齿轮2，两个螺母相对螺母座同（反）方向转动一定齿数后，内齿轮复位固定。两个螺母间产生相对轴向位移，从而消除间隙并预紧。

当两个螺母按同方向转过一个齿时，其相对轴向位移为特点：可实现定量调整即精密微调（0.002mm），调整方便，但结构复杂，加工工艺和装配性能较差，宜用于高精度的传动和定位机构中。

（其中，Z2=Z1+1）③双螺母垫片预紧：用螺栓连接两螺母的凸缘，凸缘间加垫片。通过调整或修磨垫片厚度，使两螺母产生相对轴向移动，以消隙预紧。特点：结构简单，装卸方便，刚度高，工作可靠，应用最广泛。使用过程中不能随时预紧，只能装配时进行调整，且不很准确，适用于一般精度

的机构中。特点：在使用过程中自动消除间隙，结构复杂，轴向刚度低，适用轻载场合。④双螺母弹簧预紧特点：在使用中不能调整，且制造困难。⑤单螺母变位导程预紧特点:

结构最简单，但预紧力不可太大，且预紧力不能调整。⑥单螺母滚珠过盈预紧2.3支承部件1、滚动轴承（1）新型标准滚动轴承1）空心圆锥滚子轴承(Gamet)轴承特点：热变形小，抗振性好。2.3.1回转运动支承部件2）陶瓷滚动轴承结构与一般的滚动轴承相同目前常用的陶瓷材料为Si3N4特点：热变形小、硬度高、耐磨、耐高温、耐腐蚀，主要用于中、高速主轴的支承。（2）非标准滚动轴承1）微型滚动轴承2）密珠轴承新型滚动摩擦支承，由内外圈和密集于二者之间并具有过盈配合的滚珠组成。滚珠在尼龙保持架中以近似于多头螺旋线的形式排列。特点:主轴回转精度高；刚度好；磨损小；寿命长。密珠轴承在数字式光栅分度头主轴部件中的应用优点：阻尼性能好、支承精度高、抗振性好、运动平稳分类：按介质的不同—分为液体滑动轴承、气体滑动轴承按油（气）膜压强的形成方法—分为静压轴承、动压轴承、动静压轴承。2.滑动轴承（1）静压轴承

利用外部供油（气）装置将具有一定压力的液（气）体通过油（气）孔送入轴套油（气）腔，将轴浮起而形成压力油（气）膜，以承受载荷。优点：①刚度大，摩擦阻力小，精度高，抗振性好。②承载能力与滑动表面的线速度无关，故广泛用于中低速、重载、高精度的机械设备，当用于极低速场合时能克服低速爬行现象。分类：①按介质分液体静压轴承气体静压轴承②按承受载荷方向分向心轴承推力轴承向心推力轴承1）液体静压轴承①液体静压系统组成②液体静压轴承的工作原理节流器作用①调节支承中各油腔压力，使轴受载而偏离中心时能自动地部分恢复。②使油膜具有一定的刚度，以适应载荷的变化。2）气体静压轴承：一般使用空气为润滑剂特点：a.气体粘度极低，内摩擦很小，故摩擦损失小，不易发热，因此较适合于极高转速和高精度场合。b.以空气为润滑剂，不污染环境，且润滑剂循环系统简单。c.承载能力低。d.所用气体必须严格过滤。（2）动压轴承工作原理—在轴旋转时，油（气）被带入轴与轴承间所形成的楔形间隙中。由于间隙逐渐变窄，使压强升高，形成油（气）楔，将轴浮起，以承受载荷。特点—承载能力与滑动表面的线速度成正比，故适用于速度很高、且速度变化不大场合。（3）动静压轴承工作特性分为：★静压起动、动压工作★动静压混合（机电一体化系统中多用）特点：综合了动压轴承和静压轴承的优点，工作性能良好（如动静压轴承用于磨床，磨削外圆时表面粗糙度可达Ra0.012，磨削平面时达Ra0.025）。3.磁悬浮轴承（激励磁力轴承、磁轴承）①工作原理利用磁场力将轴无机械摩擦、无润滑地悬浮在空间。②特点无机械接触部分，无磨损，无需润滑和密封，因而转速高（最高可达60000r/min），功耗小，使用寿命长，可靠性高。③应用真空超净室，机床，透平机械和离心机等。

2.3.2直线运动支承部件组成：承导件(支承导轨)运动件(运动导轨)承导件用来支承和约束运动件，使之按功能要求作正确的运动。

1.导轨副的种类（1）按接触面的摩擦性质可分为

★滑动摩擦导轨金属—金属导轨

塑料导轨

★滚动摩擦导轨

★流体摩擦导轨

静压导轨动压导轨静动压导轨（2）按结构特点可分为

①开式导轨：必须借助于运动件的自重或外载荷，才能保证在一定的空间位置和受力状态下，运动件和承导件的工作面保持可靠接触，从而保证运动件的规定运动。

②闭式导轨：借助于导轨副本身的封闭式结构，保证在变化的空间位置和受力状态下，运动件和承导件的工作面都能保持可靠的接触，从而保证运动件的规定运动。开式圆柱面导轨闭式圆柱面导轨闭式燕尾导轨闭式直角导轨开式V形导轨开式滚珠导轨闭式滚珠导轨开式滚柱导轨（3）按导轨副的基本截面形状可分为三角形导轨、矩形导轨、燕尾形导轨、圆形导轨三角形导轨特点①摩擦阻力大；②导向精度高；在垂直载荷的作用下，磨损量能自动补偿，不会产生间隙。③顶角由载荷大小及导向要求而定,顶角越小，导向精度越高，但摩擦力增大，因此小顶角用于轻载精密机械，大顶角用于大型机械。④工艺性差，检修困难。矩形导轨特点①承载能力大；②精度保持性好；③导向精度没有三角形导轨高；磨损量不能自动补偿。④在材料、载荷、宽度相同情况下，摩擦阻力小于三角形导轨；⑤结构简单，加工维修较方便。燕尾形导轨特点①磨损后不能自动补偿间隙；②可承受颠覆力矩；③在承受颠覆力矩的条件下高度较小；④加工维修较困难。圆形导轨特点①制造方便，工艺性好；②磨损后难于调整、补偿间隙；③可同时作直线和旋转运动；④多用于只承受轴向载荷的场合。（1）金属—金属导轨机电一体化产品中较少使用（静摩擦系数较大，动摩擦系数随速度而变化，且静摩擦系数和动摩擦系数的差值较大，容易出现低速爬行现象）

低速爬行：指在低速运行时，运动导轨不是作匀速运动而是时走时停或忽快忽慢的现象。

低速爬行的主要原因：①摩擦面的静摩擦系数大于动摩擦系数，低速范围内的动摩擦系数随运动速度的变化而变化；②传动系统刚性不足。2.滑动导轨低速爬行的影响：①限制机电一体化系统的运行精度；②降低低速运动平稳性。低速运