直线导轨的结构设计（含滚动导轨）
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1 导轨的作用和设计要求
当运动件沿着承导件作直线运动时，承导
件上的导轨起支承和导向的作用，即支承运动件和保证运动件在外力（载荷及运动件本身的重量）的作用下，沿给定的方向进行直线运动。对导轨的要求如下：
1.一定的导向精度。导向精度是指运动件沿导轨移动的直线性，以及它与有关基面间的相互位置的准确性。
2.运动轻便平稳。工作时，应轻便省力，速度均匀，低速时应无爬行现象。
3.良好的耐磨性。导轨的耐磨性是指导轨长期使用后，能保持一定的使用精度。导轨在使用过程中要磨损，但应使磨损量小，且磨损后能自动补偿或便于调整。
4.足够的刚度。运动件所受的外力，是由导轨面承受的，故导轨应有足够的接触刚度。为此，常用加大导轨面宽度，以降低导轨面比压；设置辅助导轨，以承受外载。
5.温度变化影响小。应保证导轨在工作温度变化的条件下，仍能正常工作。
6.结构工艺性好。在保证导轨其它要求的前提下，应使导轨结构简单，便于加工、测量、装配和调整，降低成本。
不同设备的导轨，必须作具体分析，对其提出相应的设计要求。必须指出，上述六点要求是相互影响的。
2 导轨设计的主要内容
设计导轨应包括下列几方面内容：
1.根据工作条件，选择合适的导轨类型。
2.选择导轨的截面形状，以保证导向精度?
3.选择适当的导轨结构及尺寸，使其在给定的载荷及工作温度范围内，有足够的刚度，良好的耐磨性，以及运动轻便和平稳。
4.选择导轨的补偿及调整装置，经长期使用后，通过调整能保持需要的导向精度。
5.选择合理的润滑方法和防护装置，使导轨有良好的工作条件，以减少摩擦和磨损。
6.制订保证导轨所必须的技术条件，如选择适当的材料，以及热处理、精加工和测量方法等。
3 导轨的结构设计
1. 滑动导轨
(1) 基本形式（见图21-10）
图21-10三角形导轨：该导轨磨损后能自动补偿，故导向精度高。它的截面角度由载荷大小及导向要求而定，一般为90°。为增加承载面积，减小比压，在导轨高度不变的条件下，采用较大的顶角（110°～120°）；为提高导向性，采用较小的顶角（60°）。如果导轨上所受的力，在两个方向上的分力相差很大，应采用不对称三角形，以使力的作用方向尽可能垂直于导轨面。
矩形导轨：优点是结构简单，制造、检验和修理方便；导轨面较宽，承载力较大，刚度高，故应用广泛。但它的导向精度没有三角形导轨高；导轨间隙需用压板或镶条调整，且磨损后需重新调整。
燕尾形导轨：燕尾形导轨的调整及夹紧较简便，用一根镶条可调节各面的间隙，且高度小，结构紧凑；但制造检验不方便，摩擦力较大，刚度较差。用于运动速度不高，受力不大，高度尺寸受限制的场合。
圆形导轨：制造方便，外圆采用磨削，内孔珩磨可达精密的配合，但磨损后不能调整间隙。为防止转动，可在圆柱表面开键槽或加工出平面，但不能承受大的扭矩。宜用于承受轴向载荷的场合。
(2)常用导轨组合形式
三角形和矩形组合：这种组合形式以三角导轨为导向面，导向精度较高，而平导轨的工艺性好，因此应用最广。
这种组合有V-平组合、棱-平组合两种形式。V-平组合导轨易储存润滑油，低、高速都能采用；棱-平组合导轨不能储存润滑油，只用于低速移动。见图21-11。
图21-11为使导轨移动轻便省力和两导轨磨损均匀，驱动元件应设在三角形导轨之下，或偏向三角形导轨。
矩形和矩形组合：承载面和导向面分开，因而制造和调整简单。导向面的间隙用镶条调整，接触刚度低。见图21-12。
图21-12双三角形导轨：由于采用对称结构，两条导轨磨损均匀，磨损后对称位置位置不变，故加工精度影响小。接触刚度好，导向精度高，但工艺性差，四个表面刮削或磨削也难以完全接触，如果运动部件热变形不同，也不能保证四个面同时接触，故不宜用在温度变化大的场合。
(3）间隙调整
为保证导轨正常工作，导轨滑动表面之间应保持适当的间隙。间隙过小，会增加摩擦阻力；间隙过大，会降低导向精度。导轨的间隙如依靠刮研来保证，要废很大的劳动量，而且导轨经过长期使用后，会因磨损而增大间隙，需要及时调整，故导轨应有间隙调整装置。
矩形导轨需要在垂直和水平两个方向上调整间隙。在垂直方向上，一般采用下压板调整它的低面间隙，其方法有：a）刮研或配磨下压板的结合面；b）用螺钉调整镶条位置；c）改变垫片的片数或厚度；见图21-13。
在水平方向上，常用平镶条或斜镶条调整它的侧面间隙。见图21-14。
圆形导轨的间隙不能调整。
图21-13
图21-14(4）夹紧装置
有些导轨（如非水平放置的导轨）在移动之后要求将它的位置固定，因而要用专用的锁（夹）紧装置。常用的锁紧方式有机械锁紧和液压锁紧。见图21-15。
(5）提高耐磨性措施
导轨的使用寿命取决于导轨的结构、材料、制造质量、热处理方法，以及使用与维护。提高导轨的耐磨性，使其在较长的时间内保持一定的导向精度，就能延长设备的使用寿命。提高导轨耐磨性的措施有：
1)选择合理的比压单位面积上的压力成为比压，即
p=P/S（公斤/厘米2）
式中P-作用在导轨上的力（公斤）
S-导轨的支承面积（厘米2）
由上式可知，要减小导轨的比压，应减轻运动部件的重量和增大导轨支承面的面积。减小两导轨面之间的中心距，可以减小外形尺寸和减轻运动部件的重量。但减小中心距受到结构尺寸的限制，同时中心距太小，将导致运动不稳定。
降低导轨比压的另一办法，是采用卸荷装置，即在导轨载荷的相反方向，增加弹簧或液压作用力，以抵消导轨所承受的部分载荷。
2)选择合适材料目前常采用的导轨材料有以下几种：
铸铁- 导轨与承导件或运动件铸成一体，其材料常用灰口铸铁。它具有成本低，工艺性好，热稳定性高等优点。在润滑和防护良好的情况下，具有一定的耐磨性。常用的是HT200～HT400，硬度以HB=180～200较为合适。适当增加铸铁中含碳量和含磷量，减少含硅量，可提高导轨的耐磨性。若灰口铸铁不能满足耐磨性要求，可使用耐磨铸铁，如高磷铸铁，硬度为HB=180～220，耐磨性能比灰口铸铁高一倍左右。若加入一定量的铜和钛，成为磷铜钛铸铁，其耐磨性比灰口铸铁高两倍左右。但高磷系铸铁的脆性和铸造应力较大，易产生裂纹，应采用适当的铸造工艺。
此外，还可使用低合金铸铁及稀土铸铁。
钢-要求较高的或焊接机架上的导轨，常用淬火的合金钢制造。淬硬的钢导轨的耐磨性比普通灰铸铁高5～10倍。常用的有20Cr钢渗碳淬火和40Cr高频淬火。
钢导轨镶接的方法有：
螺钉连接，应使螺钉不受剪切；为避免导轨上有孔（孔内积存赃物而加速磨损），一般采用倒装螺钉。结构上不便于从下面伸入螺钉固定时，可采用如图21-16所示的方法。螺钉固紧后，将六角头磨平，使导轨上的螺钉孔和螺钉头之间没有间隙。
图21-16用环氧树脂胶接，胶接面之间的间隙不超过0.25毫米。胶粘导轨具有一定的胶接刚度和强度，尚有一定的抗冲击性能，工艺简单，成本较低。
塑料-用聚四氟乙烯为基材，添加不同的填充剂作为导轨材料。它具有耐磨、抗振以及动、静摩擦系数低（0.04），可消除低速爬行现象，在实际应用中取得良好的效果。
3)热处理为提高铸铁导轨的耐磨性，常对导轨表面进行淬火处理。表面淬火方法有：火焰淬火、高频淬火和电接触淬火。
4)润滑和防护润滑油能使导轨间形成一层极薄的油膜，阻止或减少导轨面直接接触，减小摩擦和磨损，以延长导轨的使用寿命。同时，对低速运动，润滑可以防止"爬行"；对高速运动，可减少摩擦热，减少热变形。
导轨润滑的方式有浇杯、油杯、手动油泵和自动润滑等。
导轨的防护装置用来防止切削、灰尘等赃物落到导轨表面，以免使导轨擦伤、生锈和过早的磨损。为此，在运动导轨端部安装刮板；采用各种式样的防护罩，使导轨不外露等办法。
(6) 结构尺寸的验算
1)校核温度变化对导轨间隙的影响导轨在温度变化较大的环境中工作，应在选定精度和配合后，作导轨间隙验算。为了保证工作时不致卡住，导轨的最小间隙应大于或等于零，即Δmin≥0
导轨的最小间隙用下式计算：
Δmin=Dmin[1+αk(t-t0)]-dmax[1+αz(t-t0)] (mm)
式中t-工作温度（°C）
t0-制造时温度（°C）
Dmin-包容件在t0时的最小尺寸（mm）
dmax-被包容件在t0时的最大尺寸（mm）
αk-包容件材料的线膨胀系数（1/°C）
αz-被包容件材料的线膨胀系数（1/°C）
为保证导向精度，导轨的最大间隙Δmax应小于或等于允许值，即Δmax≤[Δmax]
导轨的最大间隙用下式计算：
Δmax=Dmax[1+αk(t-t0)]-dmin[1+αz(t-t0)] (mm)
式中Dmax-包容件在t0时的最大尺寸（mm）
dmin-被包容件在t0时的最小尺寸（mm）
2)不自锁条件和导轨间隙计算
当初定导轨的结构形式和尺寸后，应注意作用力的方向和作用点的位置，力求使导轨的倾斜力矩小，否则使导轨的摩擦力增大，磨损加快，从而降低导轨的灵活性和导向精度，甚至回使导轨卡住。其验算公式见表21-6。
表21-6
2.滚动导轨
在承导件和运动件之间放入一些滚动体（滚珠、滚柱或滚针），使相配的两个导轨面不直接接触的导轨，称为滚动导轨。
滚动导轨的特点是摩擦阻力小，运动轻便灵活；磨损小，能长期保持精度；动、静摩擦系数差别小，低速时不易出现"爬行"现象，故运动均匀平稳。因此，滚动导轨在要求微量移动和精确定位的设备上，获得日益广泛的运用。
滚动导轨的缺点是：导轨面和滚动体是点接触或线接触，抗振性差，接触应力大，故对导轨的表面硬度要求高；对导轨的形状精度和滚动体的尺寸精度要求高。
(1)结构形式
滚珠导轨-图示21-17为V-平截面的滚珠导轨、双V形截面的滚珠导轨和圆形截面滚珠导轨。由于滚珠和导轨面是点接触，故运动轻便，但刚度低，承载能力小。常用于运动件重量、载荷不大的场合。
图21-17滚柱（滚针）导轨-滚柱导轨中的滚柱与导轨面是线接触，故它的承载能力和刚度比滚珠导轨大，耐磨性较好，灵活性稍差。如图21-18，滚柱对导轨的不平度较敏感，容易产生侧向偏移和滑动，而使导轨的阻力增加，磨损加快，精度降低。滚柱的直径越大，对导轨的不平度越为敏感。
图21-18当结构尺寸受限制时，可采用直径较小的滚柱，这种导轨称为滚针导轨。
滚柱导轨支承为标准部件，具有安装、润滑简单，调整防护容易等优点。其结构如图21-19所示。由于滚柱在封闭的滚道内滚动，故可用于行程很大的导轨上。
滚动导轨支撑
1-本体2-滚柱3-导向片4-反射器滚柱导轨可采用标准的滚动轴承，装在偏心轴上，如图21-20所示，以便于调整。其偏心量一般取0.2-0.5毫米。
图21-20(2)滚动导轨设计的一般问题
1)结构形式的选择：滚动导轨按其结构特点，分为开式和闭式两种。开式滚动导轨用于外加载荷作用在两条导轨中间，依靠运动件本身重量即可保持导轨良好接触的场合。闭式导轨则相反。
滚珠导轨的灵活性最好，结构简单，制造容易，但承载能力小，刚度低，常用于精度要求高、运动灵活、轻载的场合。滚柱（针）导轨刚度大，承载能力强，但对位置精度要求高。滚动导轨采用标准滚动轴承，结构简单，制造容易，润滑方便。宜用于中等精度的场合。为了增加滚动导轨的承载能力，可施预加载荷。这时刚度大，且没有间隙，精度相应提高，但阻尼比无预加载荷时大，制造复杂，成本高。故多用于精密导轨。
2)选择长度：一般应在满足导轨运动行程的前提下，尽可能使导轨的长度短一些。
为防止滚动体在行程的极端位置时脱落，运动件的长度应为
L=l+2a+Smax/2
式中L-运动件或承导件的长度，计算时取较短者的长度（毫米）；
l-支承点的距离（毫米）；
a- 在极端位置时的余量；如图21-21。
采用循环式的滚动
导轨支承时，运动件的行程长度不受限制。
滚动体尺寸和数目：滚动体直径大，承载能力大，摩擦阻力小。对于滚珠导轨，滚珠直径增大，刚度增高（滚柱导轨的刚度与滚柱直径无关）。因此，如果不受结构的限制，应有限选用尺寸较大的滚动体。
滚针导轨的摩擦阻力较大，且滚针可能产生滑动。所以尽可能不采用滚针导轨（特别是滚针直径小于4毫米时）。
当滚动体的数目增加时，导轨的承载能力和刚度也增加。但滚动体的数目不宜太多，过多会增加载荷在滚动体上分布的不均匀性，刚度反而下降。若滚动体数目太少，制造误差将会显著地影响运动件的导向精度。一般在一个滚动带归上，滚动体的数目最少为12个。经验表明：运动部件的重量，使滚柱单位长度上的载荷q≥4公斤/厘米时；对于滚珠导轨，在每个滚珠上的载荷为p≥3（d）1/2公斤时，（d为滚珠直径，毫米），载荷的分布比较均匀。
在滚柱导轨中，增加滚柱的长度，可减小接触应力和增大刚度，但载荷分布的不均匀性也增大。对于钢制摸削导轨，滚柱导轨和直径之比l/d<1.5，对于铸铁导轨，l/d可增大些（滚柱直径一般不小于6毫米，滚针直径不小于4毫米）。
3) 滚动导轨刚度及预紧方法：如图21-22所示，
图21-22(a) 当工作台往复移动时，工作台压在两端滚动体上的压力会发生变化，受力大的滚动体变形大，受力小的滚动体变形小。当导轨在位置Ⅰ时，两端滚动体受力相等，工作台保持水平；当导轨移动到位置Ⅱ或Ⅲ时，两端滚动体受力不相等，变形不一致，使工作台倾斜α角，由此造成误差。此外，滚动体支承工作台，若工作台刚度差，见图21-23，则在自重和载荷作用下产生弹性变形，会使工作台下凹（有时还可能出现波浪形），影响导轨的精度。
图21-23为减小导轨变形，提高刚度，除合理选择滚动体的形状、尺寸、数量和适当增加工作台的
厚度外，常用预加载荷的办法来提高导轨的刚度。图21-18所示的燕尾形滚动导轨，用移动导轨板获得并控制预加载荷。
试验证明：随着过盈量的增加，导轨的刚度开始急剧增加，达到一定程度后，再增加过盈量，刚度不会显著提高。牵引力随着过盈量增加而增大，但在一定限度内变化不大，过盈量超过一定值后，则急剧增加。因此，合理的过盈量应使导轨刚度较好而牵引力不大。
4)技术要求：导轨的质量取决于它的制造精度和安装精度，设计时应根据使用要求，制定出滚动导轨的若干技术条件，下列项目和数据可供参考：
两导轨面间的不平度一般为3微米；
导轨不直度一般为10-15微米，精密的小于10微米。
滚动体的直径差，对于一般的导轨，全部滚动体的直径差不大于2微米，每组滚动体的直径差不大于1微米；对于精密导轨，全部滚动体的直径差不大于1微米，每组滚动体的直径差不大于0.5微米；
滚柱的锥度在滚柱长度范围内，大小端直径差小于0.5-1微米；
表面光洁度通常应刮研；在25×25厘米2内，其接触斑点为20-25个点，精密的取上限，一般的取下限。
直线导轨安装作业标准 目的 为使直线导轨具有良好的实用品质，应根据设备要求选用相应规格型号的直线导轨，但影响使用品质的最后关键因素在于线性滑轨的安装品质，及时选用正确型号的线性滑轨，也容易因为安装品质不良导致产品寿命与机构运作上的表现，而良好安装品质是建立在遵守线性滑轨安装设计原则与安装步骤的基础上，顾设定此标准。以下是安装直线线性滑轨应该注意的设计事项与安装步骤事项。 一、使用线性滑轨需要注意的配合件设计原则： 滑块磨削（Grinding Surface）为安装基准面； 单位: mm
二、基准轨与从动轨 当非互换型线性滑轨配对使用时，需注意基准与从动之差异。基准轨侧基准面精度较从动轨高，可作为床台安装承靠面。基准轨上有刻上MA之记号，如图所示； 三、标准的直线导轨安准步骤 上图为平行使用安装的标准规范，本规范例中的安装平台具备下列特征： ①固定平台具备两个安装线轨的基准面，配合导轨安装基准侧。 ②移动平台具备一个侧向定位的基准面以及迫紧螺丝。 ③主轨安装侧与移动平台迫紧螺丝为同侧位置。 Ⅰ、固定方式 使用下图所列的四种固定方式固定滑轨及滑块，以确保机台的运行精度。 使用固定板固定使用固定螺丝固定 使用推拔固定使用滚柱固定 Ⅱ、滑轨安装 1、检查需安装直线导轨的设备安装面粗糙度、平整度，一般刮削装配面 在以上，磨削或刨削面在以上，确认螺丝孔与线轨螺丝孔是否吻合，（注意假设底座加工螺丝孔与线轨螺丝孔不吻合又强行锁紧螺丝，会大大影响到组合精度与使用品质）。 2、在直线导轨安装之前用锉刀、刮刀、砂纸、油石清除机械安装面上的 油漆、加工残留凸点、毛刺、污垢等表面伤痕。
直线导轨的结构设计（含滚动导轨） newmaker 1 导轨的作用和设计要求 当运动件沿着承导件作直线运动时，承导 件上的导轨起支承和导向的作用，即支承运动件和保证运动件在外力（载荷及运动件本身的重量）的作用下，沿给定的方向进行直线运动。对导轨的要求如下： 1.一定的导向精度。导向精度是指运动件沿导轨移动的直线性，以及它与有关基面间的相互位置的准确性。 2.运动轻便平稳。工作时，应轻便省力，速度均匀，低速时应无爬行现象。 3.良好的耐磨性。导轨的耐磨性是指导轨长期使用后，能保持一定的使用精度。导轨在使用过程中要磨损，但应使磨损量小，且磨损后能自动补偿或便于调整。 4.足够的刚度。运动件所受的外力，是由导轨面承受的，故导轨应有足够的接触刚度。为此，常用加大导轨面宽度，以降低导轨面比压；设置辅助导轨，以承受外载。 5.温度变化影响小。应保证导轨在工作温度变化的条件下，仍能正常工作。 6.结构工艺性好。在保证导轨其它要求的前提下，应使导轨结构简单，便于加工、测量、装配和调整，降低成本。 不同设备的导轨，必须作具体分析，对其提出相应的设计要求。必须指出，上述六点要求是相互影响的。 2 导轨设计的主要内容 设计导轨应包括下列几方面内容： 1.根据工作条件，选择合适的导轨类型。 2.选择导轨的截面形状，以保证导向精度? 3.选择适当的导轨结构及尺寸，使其在给定的载荷及工作温度范围内，有足够的刚度，良好的耐磨性，以及运动轻便和平稳。 4.选择导轨的补偿及调整装置，经长期使用后，通过调整能保持需要的导向精度。 5.选择合理的润滑方法和防护装置，使导轨有良好的工作条件，以减少摩擦和磨损。 6.制订保证导轨所必须的技术条件，如选择适当的材料，以及热处理、精加工和测量方法等。 3 导轨的结构设计 1. 滑动导轨 (1) 基本形式（见图21-10）
导轨的结构设计
直线导轨的结构设计（含转动导轨） 1 导轨的作用和设计要求 当运动件沿着承导件作直线运动时，承导件上的导轨起支承和导向的作用，即支承运动件和保证运动件在外力（载荷及运动件本身的重量）的作用下，沿给定的方向进行直线运动。对导轨的要求如下： 1.一定的导向精度。导向精度是指运动件沿导轨移动的直线性，以及它与有关基面间的相互位置的正确性。 2.运动轻便平稳。工作时，应轻便省力，速度均匀，低速时应无爬行现象。 3.良好的耐磨性。导轨的耐磨性是指导轨长期使用后，能保持一定的使用精度。导轨在使用过程中要磨损，但应使磨损量小，且磨损后能自动补偿或便于调整。 4.足够的刚度。运动件所受的外力，是由导轨面承受的，故导轨应有足够的接触刚度。为此，常用加大导轨面宽度，以降低导轨面比压；设置辅助导轨，以承受外载。 5.温度变化影响小。应保证导轨在工作温度变化的条件下，仍能正常工作。 6.结构工艺性好。在保证导轨其它要求的条件下，应使导轨结构简单，便于加工、丈量、装配和调整，降低本钱。 不同设备的导轨，必须作具体分析，对其提出相应的设计要求。必须指出，上述六点要求是相互影响的。 2 导轨设计的主要内容 设计导轨应包括下列几方面内容： 1.根据工作条件，选择合适的导轨类型。 2.选择导轨的截面外形，以保证导向精度。 3.选择适当的导轨结构及尺寸，使其在给定的载荷及工作温度范围内，有足够的刚度，良好的耐磨性，以及运动轻便和平稳。 4.选择导轨的补偿及调整装置，经长期使用后，通过调整能保持需要的导向精度。 5.选择公道的润滑方法和防护装置，使导轨有良好的工作条件，以减少摩擦和磨损。 6.制订保证导轨所必须的技术条件，如选择适当的材料，以及热处理、精加工和丈量方法等。 3 导轨的结构设计 1. 滑动导轨 (1) 基本形式（见图21-10） 三角形导轨：该导轨磨损后能自动补偿，故导向精度高。它的截面角度由载荷大小及导向要求而定，一般为90°。为增加承载面积，减小比压，在导轨高度不变的条件下，采用较大的顶角
内蒙古民族大学机械工程学院机械制造装备设计作业 姓名： 班级：13机械设计制造及其自动化 学号：0 941
滑动导轨的结构设计 1 滑动导轨的作用和设计要求 滑动导轨的最大作用就是耐磨性好，工艺性好，成本低。当运动件沿着承导件作直线运动时，承导件上的导轨起支承和导向的作用，即支承运动件和保证运动件在外力（载荷及运动件本身的重量）的作用下，沿给定的方向进行直线运动。对导轨的要求如下： 1）一定的导向精度。导向精度是指运动件沿导轨移动的直线性，以及它与有关基面间的相互位置的正确性。 2）运动轻便平稳。工作时，应轻便省力，速度均匀，低速时应无爬行现象。3）良好的耐磨性。导轨的耐磨性是指导轨长期使用后，能保持一定的使用精度。导轨在使用过程中要磨损，但应使磨损量小，且磨损后能自动补偿或便于调整。4）足够的刚度。运动件所受的外力，是由导轨面承受的，故导轨应有足够的接触刚度。为此，常用加大导轨面宽度，以降低导轨面比压；设置辅助导轨，以承受外载。 5）温度变化影响小。应保证导轨在工作温度变化的条件下，仍能正常工作。6）结构工艺性好。在保证导轨其它要求的条件下，应使导轨结构简单，便于加工、丈量、装配和调整，降低本钱。 不同设备的导轨，必须作具体分析，对其提出相应的设计要求。必须指出，上述六点要求是相互影响的。 2 滑动导轨设计的主要内容 (1) 根据工作条件，选择合适的导轨类型。 (2) 选择导轨的截面外形，以保证导向精度。 (3) 选择适当的导轨结构及尺寸，使其在给定的载荷及工作温度范围内，有足够的刚度，良好的耐磨性，以及运动轻便和平稳。 (4) 选择导轨的补偿及调整装置，经长期使用后，通过调整能保持需要的导向精度。 (5) 选择公道的润滑方法和防护装置，使导轨有良好的工作条件，以减少摩擦和磨损。 (6) 制订保证导轨所必须的技术条件，如选择适当的材料，以及热处理、精加工和丈量方法等。 3 滑动导轨的结构设计 (1) 基本形式（见图1-1）
直线导轨安装步骤
线性滑轨的安装 直线导轨的安装步骤建立线性滑轨良好的使用品质，初步成败条件是需要正确的选用规格型号，但影响使用品质的最后关键因素在于线性滑轨的安装品质，即使选用正确型号的线性滑轨，也容易因为安装品质不良导致大幅度影响产品寿命与机构运作上的表现，而良好安装品质是建立在遵守线性滑轨安装设计原则与安装步骤的基础上，以下是安装线性滑轨应该注意的设计事项与安装步骤事项。 1-1先选取基准轨与从动轨 当非呼唤型线性滑轨配对使用时，需注意基准轨与从动轨之差异。基准轨侧边基准面精度较从动轨高，可作为床台安装承靠面。基准轨上有刻上MA之记号，如图所示： 1-2机床台受到振动及冲击力作用，且要求高钢性、高精度的安装： （1）固定方式： 当机床台受到振动、冲击力的作用时，滑轨及滑块很可能偏离原来固定位置，而影响精度。为避免发生类似的状况，建议使用下图所列的四种固定方式固定滑轨及滑块，以确保机台的运行精度。
1．清除机床台装配面的污物。 2.将线性滑轨平稳的放在机床台上，并让滑轨侧边基准面靠上机床台装配面。 3.试锁装配螺丝以确认螺栓孔是否吻合，并将滑轨底部基准面大概固定于机床台底部装配面。 4.使用侧向固定螺丝钉，安顺序将滑轨侧边基准边基准面逼紧机床台侧边装配面，以确定滑轨位置。 5.使用扭力扳手，以特定扭力按顺序锁紧装配螺丝，将滑轨底部基准面逼紧机床台底部装配。 6.依步骤1至5安装其余配对滑轨。
1.使用装配螺丝的滑板大概固定于滑块上。 2.使用固定螺丝，将滑块侧边基准面紧固于滑板侧边装配面上，以确定滑块位置。 3.锁紧装配螺丝将滑板按图所示，按①~④对角线顺序紧固于滑块上。 1-3 线性滑轨安装注意事项 1.线性滑轨产品在出货前，均涂布滴量的防锈油，安装使用前请擦拭滑轨的防锈油，才可以移动滑块。 2.确认安装基准面：滑轨基准面位”HIWIN”字样旁箭头所指的侧边平面（B）；而滑块基准面则为经过研磨的光滑表面（D）。 3.滑轨接牙件：滑轨接牙安装时必须依照滑轨上表示顺序安装，以确保线性滑轨精度。接牙标示在接牙端的上表面，请将相同接牙标示的两端接在一起。（如图三所示）且建议配对之滑轨接牙位置最好能错开，以避免机床台至接牙出因不同滑轨差异而造成进度不良。（如图四所示）
直线导轨直线导轨的基本构造 基本构造是由1. 直线导轨、2. 直线运动滑导块、3. 滚动轴承用滚珠构成。对于这种构造可根据使用规格选择各种产品（参考【图1】）。例如采用密封板类零件构造可实现其防尘性和无尘室使用要求，采用滚珠保持器构造可提高其滑动性能等等。此外，对于直线滑动条件和负载、为了实现更高的导向精度，根据实际情况可采用2支导轨或和多个滑块的构造。 直线导轨（循环滚珠型）的优点： 1.高刚性 2.长寿命、高精度 3.无噪音、运行平稳 4.优异的振动特性 直线导轨的性能基本上是由滚动轴承单元的构造决定的。导轨上滚珠用导向槽的个数称为「列数」，在滚道内滚珠的接触点数作为「点接触数」、用来表现滚珠轴承单元的构造。这种多列滚珠轴承的构造，即使在急速加减速时承受力矩载荷或长时间在严苛条件下连续运行等情况下，也可保持其精度。【图2】为滚珠轴承单元构造事例。
此外，也有在预压状态不同的情况下、轴承单元的接触状态会发生变化，用以维持高刚性?高精度的产品构造（【图3 】）。 直线导轨采用循环滚珠型(【图4】)构造，摩擦力小、可实现平稳运行。另外还有内置滚珠保持器，循环滚珠相互接触、无摩擦音，可实现长久无噪音和平稳运行的的直线导轨滑块构造。 滑动导轨安装面的设计 滑动导轨的直线滑动精度，也基本等同于导轨导向直线运动导块(滑块)的精度。但是导轨的精度直接受固定安装面形状的影响。因此为了确保导轨精度，就必须充分保证安装面的直线度? 平行度等精度要求。在此对滑动导轨2个安装面(导轨安装面、滑块安装面)的设计要点进行说明。 要将导轨和滑块精确对齐固定到各自安装面，安装面的角部必须设定避让槽或加工为比导轨和滑块各自的C 倒角尺寸更小的圆角。(参考【表1】)。 【表1】安装面凸台部高度和避让部半径 （mm ）
线性滑轨的安装 直线导轨的安装步骤建立线性滑轨良好的使用品质，初步成败条件是需要正确的选用规格型号，但影响使用品质的最后关键因素在于线性滑轨的安装品质，即使选用正确型号的线性滑轨，也容易因为安装品质不良导致大幅度影响产品寿命与机构运作上的表现，而良好安装品质是建立在遵守线性滑轨安装设计原则与安装步骤的基础上，以下是安装线性滑轨应该注意的设计事项与安装步骤事项。 1-1先选取基准轨与从动轨 当非呼唤型线性滑轨配对使用时，需注意基准轨与从动轨之差异。基准轨侧边基准面精度较从动轨高，可作为床台安装承靠面。基准轨上有刻上MA之记号，如图所示： 1-2机床台受到振动及冲击力作用，且要求高钢性、高精度的安装： （1）固定方式： 当机床台受到振动、冲击力的作用时，滑轨及滑块很可能偏离原来固定位置，而影响精度。为避免发生类似的状况，建议使用下图所列的四种固定方式固定滑轨及滑块，以确保机台的运行精度。
（2）滑轨安装 1．清除机床台装配面的污物。 2.将线性滑轨平稳的放在机床台上，并让滑轨侧边基准面靠上机床台装配面。 3.试锁装配螺丝以确认螺栓孔是否吻合，并将滑轨底部基准面大概固定于机床台底部装配面。 4.使用侧向固定螺丝钉，安顺序将滑轨侧边基准边基准面逼紧机床台侧边装配面，以确定滑轨位置。 5.使用扭力扳手，以特定扭力按顺序锁紧装配螺丝，将滑轨底部基准面逼紧机床台底部装配。
6.依步骤1至5安装其余配对滑轨。 （3）滑块安装 1.使用装配螺丝的滑板大概固定于滑块上。 2.使用固定螺丝，将滑块侧边基准面紧固于滑板侧边装配面上，以确定滑块位置。 3.锁紧装配螺丝将滑板按图所示，按①~④对角线顺序紧固于滑块上。 1-3 线性滑轨安装注意事项 1.线性滑轨产品在出货前，均涂布滴量的防锈油，安装使用前请擦拭滑轨的防锈油，才可以移动滑块。 2.确认安装基准面：滑轨基准面位”HIWIN”字样旁箭头所指的侧边平面（B）；而滑块基准面则为经过研磨的光滑表面（D）。 3.滑轨接牙件：滑轨接牙安装时必须依照滑轨上表示顺序安装，以确保线性滑轨精度。接牙标示在接牙端的上表面，请将相同接牙标示的两端接在一起。（如图三所示）且建议配对之滑轨接牙位置最好能错开，以避免机床台至接牙出因不同滑轨差异而造成进度不良。（如图四所示）
滚动直线导轨副以滑块和导轨间的滚动代替相对接触滑动。滚动直线导轨副按滚动体的形状 可分为滚珠式、滚柱式和滚针式三种。 1、滚珠式 滚道包括滑块滚道、导轨滚道，以滚珠作为滚动体，滚珠与滚道的接触为点接触。滚珠式导 轨副的灵敏度好，定位精度高，但承载能力和刚度较小，需要通过预紧来提高刚度，适用于 非高刚性的数控机床。 2、滚柱式 相比于滚珠导轨副，滚珠式导轨副以滚柱作为滚动体，滚柱与滚道的接触为线接触。滚柱在 承受高负荷时，会形成极微小的弹性变形，而承载力及刚度会更大。主要应用于加工中心、NC复合加工机床、磨床、龙门式加工中心等大、重型机床，特别适合超高刚性、高精度、 超重负荷等高档机床使用。 3、滚针式 滚针导轨的特点是尺寸小，结构紧凑，为了提高工作台的移动精度，尺寸会按照直径进行分组，滚针导轨适用于导轨尺寸受限制的机床。 在数控机床的设计中，滚动直线导轨副的作用是对运动部分进行支撑和导向。 为了在机床的设计中更合理地选用滚动直线导轨副，使其充分发挥作用，选用滚动直线导轨 副的基本条件包括三部分内容： 1、确定导轨副的工作情况，即使用场合、导轨安装布局和安装方式。根据不同的应用场合，需要选择具有不同的预紧力和精度的导轨副。 2、确定导轨副的工作参数，即工作台的质量、中心、丝杠驱动位置以及工作台的负载。工 作参数能够体现整个导轨副所受的外载荷，是计算每个滑块受力时必不可少的条件。 3、确定导轨副的设计要求，即运行速度及加速度、精度要求、静态安全系数和寿命要求等。精度一般由滑块基准面相对同一则导轨侧面的行走直线误差、组合高度误差构成。不同的应 用场合选用不同精度的导轨副，对于多数机械设备选用普通级即可满足，数控机床设备选用 精密级，精密机械可选用超精密级。
导轨设计的基本要求 1.导向精度 导向精度是指运动构件沿导轨导面运动时其运动轨迹的准确程度。影响导向精度的主要因素有导轨承导面的几何精度、导轨的结构类型、导轨副的接触精度、表面粗糙度、导轨和支承件的刚度、导轨副的油膜厚度及油膜刚度，以及导轨和支承件的热变形等。 直线运动导轨的几何精度一般包括：垂直平面和水平平面内的直线度；两条导轨面间的平行度。导轨几何精度可以用导轨全长上的误差或单位长度上的误差表示。 2.精度保持性 精度保持性是指导轨工作过程中保持原有几何精度的能力。导轨的精度保持性主要取决于导轨的耐磨性极其尺寸稳定性。耐磨性与导轨副的材料匹配、受力、加工精度、润滑方式和防护装置的性能的因素有关，另外，导轨及其支承件内的残余应力也会影响导轨的精度保持性。 3.运动灵敏度和定位精度 运动灵敏度是指运动构件能实现的最小行程；定位精度是指运动构件能按要求停止在指定位置的能力。运动灵敏度和定位精度与导轨类型、摩擦特性、运动速度、传动刚度、运动构件质量等因素有关。 4.运动平稳性 导轨运动平稳性是指导轨在低速运动或微量移动时不出现爬行现象的性能。平稳性与导轨的结构、导轨副材料的匹配、润滑状况、润滑剂性质及导轨运动之传动系统的刚度等因素有关。 5.抗振性与稳定性 抗振性是指导轨副承受受迫振动和冲击的能力，而稳定性是指在给定的运转条件下不出现自激振动的性能。 6.刚度 导轨抵抗受力变形的能力。变形将影响构件之间的相对位置和导向精度，这对于精密机械与仪器尤为重要。导轨变形包括导轨本体变形导轨副接触变形，两者均应考虑。 7.结构工艺性 结构工艺性是指导轨副(包括导轨副所在构件)加工的难易程度。在满足设计要求的前提下，应尽量做到制造和维修方便，成本低廉。
此文档下载后即可编辑 线性滑轨的安装 直线导轨的安装步骤建立线性滑轨良好的使用品质，初步成败条件是需要正确的选用规格型号，但影响使用品质的最后关键因素在于线性滑轨的安装品质，即使选用正确型号的线性滑轨，也容易因为安装品质不良导致大幅度影响产品寿命与机构运作上的表现，而良好安装品质是建立在遵守线性滑轨安装设计原则与安装步骤的基础上，以下是安装线性滑轨应该注意的设计事项与安装步骤事项。 1-1先选取基准轨与从动轨 当非呼唤型线性滑轨配对使用时，需注意基准轨与从动轨之差异。基准轨侧边基准面精度较从动轨高，可作为床台安装承靠面。基准轨上有刻上MA之记号，如图所示：
1-2机床台受到振动及冲击力作用，且要求高钢性、高精度的安装： （1）固定方式： 当机床台受到振动、冲击力的作用时，滑轨及滑块很可能偏离原 来固定位置，而影响精度。为避免发生类似的状况，建议使用下图所列的四种固定方式固定滑轨及滑块，以确保机台的运行精度。（2）滑轨安装 1．清除机床台装配面的污物。
2.将线性滑轨平稳的放在机床台上，并让滑轨侧边基准面靠上机床台装配面。 3.试锁装配螺丝以确认螺栓孔是否吻合，并将滑轨底部基准面大概固定于机床台底部装配面。 4.使用侧向固定螺丝钉，安顺序将滑轨侧边基准边基准面逼紧机床台侧边装配面，以确定滑轨位置。 5.使用扭力扳手，以特定扭力按顺序锁紧装配螺丝，将滑轨底部基准面逼紧机床台底部装配。
6.依步骤1至5安装其余配对滑轨。 （3）滑块安装 1.使用装配螺丝的滑板大概固定于滑块上。 2.使用固定螺丝，将滑块侧边基准面紧固于滑板侧边装配面上，以确定滑块位置。 3.锁紧装配螺丝将滑板按图所示，按①~④对角线顺序紧固于滑块上。 1-3 线性滑轨安装注意事项 1.线性滑轨产品在出货前，均涂布滴量的防锈油，安装使用前请擦拭滑轨的防锈油，才可以移动滑块。 2.确认安装基准面：滑轨基准面位”HIWIN”字样旁箭头所指的侧边平面（B）；而滑块基准面则为经过研磨的光滑表面（D）。
滚动导轨与直线导轨的差别 导轨是由金属或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引导移动装置或 设备并减少其摩擦的装置。通常直线往复运动场合，如引导、固定机械部件、 专用设备、仪器等。它拥有比直线轴承更高的额定负载，同时可以承担--定的 扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。 通常使用的导轨主要分为滑动导轨和滚动导轨两种。相比于滚动导轨，滑动导轨 有运动轻快、无间隙、运动顺畅的特点。运动轻快主要体现在摩擦阻力方面，滑动的 摩擦系数大，通过摩擦阻力计算公式F=μ X mg，我们可以发现相同质量下的物体滑动摩擦阻力较大。事实上，滚动运动仅使用滑动运动约1/100的力度就能使物体运动。 而且滑动导轨因摩擦面积大会出现运动不畅或卡死现象，所以滑动导轨优势明显。 首先直线导轨的磨损较小，这可以大大提高导轨和设备的使用寿命。由于 在相互运动的金属材料之间如果不及时供给润滑油脂，就会产生更严重的磨耗 问题，从而影响使用。所以润滑效果同样是考量导轨系统好坏的因素之一。与 滑动导轨相比，滚动导轨的接触部分较小，而且是滚动摩擦;因此只需要少量的润滑油就可以满足使用要求。通常情况下滚动导轨的润滑油补给周期为1个月，运行长度约100Km。 而滚动导轨适用于高速运动;这是因为滚动导轨与滑动运动单位相比不容易产生摩擦热，所以热形变量很小，两则直线最高使用速度相差10倍以上。在使用寿命方面，滑动导轨受到的摩擦阻力较大，运动磨损随之也大，磨损带来的 精度变化较大，所以设备寿命预测困难。滚轮结构高速运行极低噪声现存导轨 采用的是钢球滚轮式技术，多数的钢球滚动在轨道和滑块的球循环道内，所以 会引起噪音，而运动速度也受限了。但是，我们的双轴心高速导轨采用的是双 列式轴承，轴承会完全地滚动，因此，会得到最大回转速度的直线运动及静音 作用。可调节间隙精度。导轨和滑块的组成状态也可以利用滑块侧面的螺帽来 调节隔间。双轴心导轨的几大特点1、耐蚀性及防锈性 导轨的发展也就是直线运动系统的发展过程,工业导轨首先出现的是滑动导向。但因为摩擦阻力较大、运动存在间隙、寿命低、润滑油使用量大等原因很 快就被淘汰掉。进而衍生出滚动导向系统，虽然比滑动系统略有优势，但仍存 在-一些问题，如轴易弯曲、载荷较小等缺点。紧接着工业导轨又出现了直线轴承和直线导轨，这两者的外形尺寸虽然相近，但直线导轨的承载能力更强。直 线导轨的钢球接触方式和直线轴承不同，相比于直线轴承易弯曲，直线导轨采 用全导轨支撑不易折弯，在荷载方面，直线导轨的单位钢球容许载荷提高了13倍，整体寿命提高了2200倍。
直线导轨的结构设计（含转动导轨） 1 导轨的作用和设计要求 当运动件沿着承导件作直线运动时，承导件上的导轨起支承和导向的作用，即支承运动件和保证运动件在外力（载荷及运动件本身的重量）的作用下，沿给定的方向进行直线运动。对导轨的要求如下： 1.一定的导向精度。导向精度是指运动件沿导轨移动的直线性，以及它与有关基面间的相互位置的正确性。 2.运动轻便平稳。工作时，应轻便省力，速度均匀，低速时应无爬行现象。 3.良好的耐磨性。导轨的耐磨性是指导轨长期使用后，能保持一定的使用精度。导轨在使用过程中要磨损，但应使磨损量小，且磨损后能自动补偿或便于调整。 4.足够的刚度。运动件所受的外力，是由导轨面承受的，故导轨应有足够的接触刚度。为此，常用加大导轨面宽度，以降低导轨面比压；设置辅助导轨，以承受外载。 5.温度变化影响小。应保证导轨在工作温度变化的条件下，仍能正常工作。 6.结构工艺性好。在保证导轨其它要求的条件下，应使导轨结构简单，便于加工、丈量、装配和调整，降低本钱。 不同设备的导轨，必须作具体分析，对其提出相应的设计要求。必须指出，上述六点要相互影响的。 2 导轨设计的主要容 设计导轨应包括下列几方面容： 1.根据工作条件，选择合适的导轨类型。 2.选择导轨的截面外形，以保证导向精度。 3.选择适当的导轨结构及尺寸，使其在给定的载荷及工作温度围，有足够的刚度，良好的耐磨性，以及运动轻便和平稳。
4.选择导轨的补偿及调整装置，经长期使用后，通过调整能保持需要的导向精度。 5.选择公道的润滑方法和防护装置，使导轨有良好的工作条件，以减少摩擦和磨损。 6.制订保证导轨所必须的技术条件，如选择适当的材料，以及热处理、精加工和丈量方法等。 3 导轨的结构设计 1. 滑动导轨 (1) 基本形式（见图21-10） 三角形导轨：该导轨磨损后能自动补偿，故导向精度高。它的截面角度由载荷大小及导向要求而定，一般为90°。为增加承载面积，减小比压，在导轨高度不变的条件下，采用较大的顶角（110°～120°）；为进步导向性，采用较小的顶角（60°）。假如导轨上所受的力，在两个方向上的分力相差很大，应采用不对称三角形，以使力的作用方向尽可能垂直于导轨面。 矩形导轨：优点是结构简单，制造、检验和修理方便；导轨面较宽，承载力较大，刚度高，故应用广泛。但它的导向精度没有三角形导轨高；导轨间隙需用压板或镶条调整，且磨损后需重新调整。 燕尾形导轨：燕尾形导轨的调整及夹紧较简便，用一根镶条可调节各面的间隙，且高度小，结构紧凑；但制造检验不方便，摩擦力较大，刚度较差。用于运动速度不高，受力不大，高度尺寸受限制的场合。 圆形导轨：制造方便，外圆采用磨削，孔珩磨可达精密的配合，但磨损后不能调整间隙。为防止转动，可在圆柱表面开键槽或加工出平面，但不能承受大的扭矩。宜用于承受轴向载荷的场合。 (2)常用导轨组合形式 三角形和矩形组合：这种组合形式以三角导轨为导向面，导向精度较高，而平导轨的工艺性好，因此应用最广。这种组合有V-平组合、棱-平组合两种形式。V-平组合导轨易储存润滑油，低、高速都能采用；棱-平组合导轨不能储存润滑油，只用于低速移动。见图21-11。 图21-11
直线导轨的安装校直实例 直线导轨长1.7m，工作行程可达1.5m。导轨工作台是装有两条滚动直线导轨，每条导轨上有两个滑块，以保证移动的稳定性。 校直的两个目标: 一．基准导轨达的直线度误差达在到规定范围内； 二．两条导轨之间的平行度误差达到规定值。 辅助工具：带磁座的千分表和水平仪（2um/200mm） 坐标系设定如下图所示： 基准在左边，被测导轨在右边，从上向下俯视是测量系统的俯视图，正向视图为测量系统的主视图。 根据使用坐标系习惯，规定系统的俯视图图示所示的方向为X轴方向（水平）的正方向。 在铅锤线上，设定主视图所示向上的方向为Y 轴（铅锤）的正方向。 错误!导轨 基准 X轴正方向 基准线 系统俯视图 图1 系统俯视图 错误!基准线 导轨 基准 Y轴正方向 系统主视图 图2 系统主视图 https://www.doczj.com/doc/1711149354.html,D有正反两种安装，当CCD正装时，测量系统给出的计算结果才与实际相符。如果反装，则结果与实际方向相反，在修整导轨直线度时要特别注意。 2.视频窗口的坐标是以向右为X轴正向，向下为Y轴正向，原点在视频窗口的中心。状态栏（右下角）
中的中心坐标既是图像中心在视频窗口中的坐标值，单位为像素。 (一) 校直的方案： 基准导轨的理论基准直线是空间的直线，因此在两个相互垂直的平面（水平面和铅垂面）分别校直。校直过程中，直线度误差的测量也是在这两个平面内进行的。坐标系的设定和测量系统相同。由于导轨是刚性件，挠度较小，校直幅度不能过大，所以，校直的过程中，直线度误差的计算采用最小二乘法。在校直的过程中，是以最小二乘中线作为基准直线。在校两条导轨平行程度时，也是采用最小二乘中线为基准。 导轨和导轨基座的接触是面接触，导轨靠基座上的相互垂直的平面进行定位。校直中，基座接触面增加材料（垫薄片材料）远比去除材料（磨削或刮研）容易，所以，本校直实例采用增加材料（垫薄片材料），但只能达到数丝的精度（垫薄片材料厚度限制），要达到高的精度则需要用去除材料的方法。校直过程中的基准直线实际是平行基准导轨最小二乘中线并且通过极限点的直线。由于以基准导轨最小二乘中线为基准线，为调整方便，选取平行基准线并且通过极限点的直线作为调整的基准，然后计算出各测点相对该调整基准直线的偏移量，按其偏移量进行调整。本校直例中，铅垂面的极限点就是最大值；水平面的极限点就是上侧导轨的最大值或下侧导轨的最小值（去除材料（磨削或刮研）定义极限点是最大值和最小值互换）。既是以平行最小二乘中线且通过该极限点的直线为基准时，调整导轨只需垫薄片材料。具体如下： 1. 确定基准导轨（由工艺师或生产厂家决定）并进行校直，使其直线度误差的值在规定的范围内； 2.采用上述的方法校直第二条导轨。以校直好的基准导轨作为基准直线，使第二条导轨的最小二乘中线和基准导轨的最小二乘中线达到规定的平行度误差。 (二) 校直步骤： 1. 基准导轨的校直 (1).利用空间直线度测量仪测量出导轨水平和铅垂方向的直线度误差，并且计算出各测点相对最小二乘中线的偏移量。 (2).根据计算结果的，确定直线基准。然后根据相应点的偏移量，为各处增加材料，调整好导轨，使其在两个平面的直线度误差达到要求。 2. 第二条导轨的平行度校直 (1).首先，测量出该导轨的直线度误差和各测点的相对坐标（偏移量）（第二条导轨只与下安装台面固连）；然后，分别用水平仪测出两条导轨起始点与结束点的角度差（联结件之间均紧固），通过角度差和在长度方向的距离可以计算出首尾两点的高度差。用千分表测出两条导轨首尾端点水平方向平行度的变化量。 (2). 第二条导轨的调整必须以第一条（已校直过的）导轨为基准。要使该导轨的调整基准直线与基准导轨的最小二乘中线（基准导轨的理想直线基准）在铅垂方向平行，即两条理想基准直线共平面（将这两条异面直线平移到一个铅垂面中能够平行）。 两条导轨有各自的坐标系，设定两坐标系的坐标轴是平行的，即可以通过平动使两坐标系重合。基准导轨和被调整导轨（第二条导轨）的空间位置如图3所示，基准导轨的坐标系是Y1O1Z1，被调整导轨的坐标系是Y2O2Z2。基准导轨的首尾连线是AB，最小二乘中线是CD，被调整导轨的首尾连线是直线EF，被调整导轨的实际曲线是曲线EF。要使两导轨平行，则需要在坐标系Y2O2Z2中找到一条过极限点的直线作为调整基准，该直线必须平行坐标系Y1O1Z1中的直线CD(基准导轨的二乘中线)。水平测量仪测量出的角度差是AE与BF的角度差，根据两导轨的水平距离和角度差可以计算出BI的高度。 第一步，在坐标系Y2O2Z2中将EF旋转到EK，KF=BI，则EK平行于AB。 第二步，在坐标系Y2O2Z2中将EK旋转到EG，使KG=AC-BD，则EG平行于CD。 第三步，在坐标系Y2O2Z2中做一条过极限点且平行于EG的直线，本校直例中，铅垂面的极限点就是最大值，即图中点E，所以，被调整导轨的调整基准直线就是EG。 在确定EG后，可以根据被调整导轨的实际曲线EF的坐标值计算出各点对应的调整量（曲线EF各点相对直线EG的偏移量），如图4 的虚线所示。 在调整时，两坐标平面一般不平行，但对调整得计算影响很小，可以忽略不计。同样，在水平面内调节时，其铅锤面的影响也不予考虑。 (3).在水平方向的计算和调整与铅垂方向是类似的，这里不再赘述。
直线导轨常简称为导轨，它的作用是支承并引导运动部件沿给定轨迹和行程作直线往复运动。导轨由两个相对运动的部件组成，一个部件固定在机架上，称为定轨，另一个在定轨上移动，称为动轨。 导轨多用于需要作直线往复运动的执行器。导轨的运动性能在低速时要求平稳、无爬行、定位准确，高速时要求惯量小、无超调或振荡。导轨的精度、承载能力和寿命对系统的精度、承载能力和寿命有直接影响。按轨面摩擦性质可将导轨分为滑动导轨、滚动导轨、液体静压导轨、气浮导轨、磁浮导轨。滑动导轨结构简单，刚性好，摩擦阻力大，连续运行磨损快，制造中轨面刮研工序的要求很高。滑动导轨的静摩擦因数与动摩擦因数差别大，因此低速运动时可能产生爬行现象。 滑动导轨常用于各种机床的工作台或床身导轨，装配在动轨上的多是工作台、滑台、滑板、导靴、头架等。导轨截面有矩形、燕尾形、V形、圆形等。重型机械中常将几种截面形状组合使用，共同承担导向和支承的作用。滚动导轨是在运动部件与支承部件之间放置滚动体，如滚珠、滚柱、滚针或滚动轴承。滚动导轨的优点是：摩擦系数不大予滑动导轨摩擦系数的1/10，静摩擦因数与动摩擦因数差别小，不易出现爬行现象，可用小功率电动机拖动，定位精度高，寿命长。 滚动导轨的缺点是：阻尼小而容易引起超调或振荡，刚度低，制造困难，对脏污和轨面误差较敏感。滚动导轨多用于光学机械、精密仪器、数控机床、纺织机械等。液体静压导轨、气浮导轨和磁浮导轨的动轨和定轨之间存在流体，摩擦更小，几乎没有磨损，无爬行现象，
但是刚度低，阻尼小，设计、制造和运行控制较复杂。按结构可将导轨分为开式导轨和闭式导轨。开式导轨必须借助外力，例如自身重力，才能保证动轨与定轨的轨面正确接触，这种导轨承受轨面正压力的能力较大，承受偏载和倾覆力矩的能力较差。闭式导轨依靠本身的截面形状保证轨面的正确接触，承受偏载和倾覆力矩的能力较强，例如燕尾形导轨。影响导轨导向精度的主要因素有：直线度、两个轨面的平行度、轨面粗糙度、耐磨性能、刚度、润滑措施等。
1907年瑞典公司成功研制用于回转运动的滚动轴承。滚动方式与滑动方式相比，能够大大减少摩擦阻力，节省能源，并且明显改善机械性能。 1932年，法国公布了用于直线运动的滚动直线导轨专利，从此决定了滚动直线导轨的基本形式。 滚动直线导轨可以理解为是一种滚动的运动部件，是由滚动体（钢球或滚柱）在滑块跟导轨之间的无限滚动循环，从而使负载平台能够沿着导轨进行高精度的线性运动。 滚动直线导轨副是由带滚道的导轨、安装在导轨上的滑块、位于滑块和导轨间循环运动的滚动体、返向器以及密封端盖等组成。 具有滚道的导轨是决定整个导轨组件的导向精度和运动性能的主要元件，用螺钉紧固在机床固定部件上（如床身、立柱等），其安装底面、定位侧面和滚道经过精密平面成形磨削，保证了滚道精确的几何形状，以及滚道与安装定位面之间的精确的尺寸精度。 滑块一般用螺钉紧固在机床运动部件上（如工作台，主轴箱等）。滑块上的返向器采用高强度工程塑料制成并引导滚动体返向形成连续的循环运动。密封端盖和密封底片是防尘的必要部件。导轨副的润滑通过油杯注入润滑油脂来进行。 自20世纪70年代末滚动直线导轨副开始商品化以来，其逐渐替代了传统的滑动导轨，广泛应用于精密机械中，成为数控机床、工业机器人以及各种测量仪器的重要组成部分，特别是作为高档数控机床的关键功能部件得到广泛的应用。 滚动直线导轨副主要由导轨、滑块、滚动体（滚柱或滚珠）以及返向器等组成。当滑块与导轨相对移动时，滚动体在导轨和滑块滚道直接滚动，并通过返向器的滚道，从工作负荷区到非工作负荷区，然后再滚动回工作负荷区，不断循环，从而把导轨和滑块之间的相对运动由滑动变成滚动体的滚动。 为了防止灰尘和异物进入导轨滚道，滑块两端及下部均装有橡胶密封垫，滑块上还装有润滑注油杯，通过手动或自动给滑块注油润滑。同时滑块端部还可以配备自润滑装置，使用时在
直线导轨的结构设计（含滚动导轨） 来源：作者: 江苏泰州市德基数控机床技术部发表于:2007-5-18 已阅读1121次 1 导轨的作用和设计要求 当运动件沿着承导件作直线运动时，承导件上的导轨起支承和导向的作用，即支承运动件和保证运动件在外力（载荷及运动件本身的重量）的作用下，沿给定的方向进行直线运动。对导轨的要求如下： 1.一定的导向精度。导向精度是指运动件沿导轨移动的直线性，以及它与有关基面间的相互位置的准确性。 2.运动轻便平稳。工作时，应轻便省力，速度均匀，低速时应无爬行现象。 3.良好的耐磨性。导轨的耐磨性是指导轨长期使用后，能保持一定的使用精度。导轨在使用过程中要磨损，但应使磨损量小，且磨损后能自动补偿或便于调整。 4.足够的刚度。运动件所受的外力，是由导轨面承受的，故导轨应有足够的接触刚度。为此，常用加大导轨面宽度，以降低导轨面比压；设置辅助导轨，以承受外载。 5.温度变化影响小。应保证导轨在工作温度变化的条件下，仍能正常工作。 6.结构工艺性好。在保证导轨其它要求的前提下，应使导轨结构简单，便于加工、测量、装配和调整，降低成本。 不同设备的导轨，必须作具体分析，对其提出相应的设计要求。必须指出，上述六点要求是相互影响的。 2 导轨设计的主要内容 设计导轨应包括下列几方面内容： 1.根据工作条件，选择合适的导轨类型。 2.选择导轨的截面形状，以保证导向精度。 3.选择适当的导轨结构及尺寸，使其在给定的载荷及工作温度范围内，有足够的刚度，良好的耐磨性，以及运动轻便和平稳。 4.选择导轨的补偿及调整装置，经长期使用后，通过调整能保持需要的导向精度。
5.选择合理的润滑方法和防护装置，使导轨有良好的工作条件，以减少摩擦和磨损。 6.制订保证导轨所必须的技术条件，如选择适当的材料，以及热处理、精加工和测量方法等。 3 导轨的结构设计 1. 滑动导轨 (1) 基本形式（见图21-10） 图21-10 三角形导轨：该导轨磨损后能自动补偿，故导向精度高。它的截面角度由载荷大小及导向要求而定，一般为90°。为增加承载面积，减小比压，在导轨高度不变的条件下，采用较大的顶角（110°～120°）；为提高导向性，采用较小的顶角（60°）。如果导轨上所受的力，在两个方向上的分力相差很大，应采用不对称三角形，以使力的作用方向尽可能垂直于导轨面。 矩形导轨：优点是结构简单，制造、检验和修理方便；导轨面较宽，承载力较大，刚度高，故应用广泛。但它的导向精度没有三角形导轨高；导轨间隙需用压板或镶条调整，且磨损后需重新调整。 燕尾形导轨：燕尾形导轨的调整及夹紧较简便，用一根镶条可调节各面的间隙，且高度小，结构紧凑；但制造检验不方便，摩擦力较大，刚度较差。用于运动速度不高，受力不大，高度尺寸受限制的场合。
河南机电高等专科学校 毕业设计说明书 论文题目：滚动直线导轨副反向器的设计 系部：机械工程系 专业：机械制造与自动化 班级：机制061 学生姓名：王生伟 学号：060114123 指导教师：程雪利 2009年5 月22 日
第1章绪论 1.1引言 随着数控技术和机电一体化的普及和发展，机械传动机构的定位精度、导向的精度和进给速度在不断提高。传统的导向机构发生了重大变化，从七十年代中期开始，直线滚动导轨以其独有特点在越来越多的领域中得到应用。 直线滚动导轨一般有导轨、滑动块、反向器、滚动体和保持器等组成。它是一种新型的作为相对往复直线运动的滚动支承。能以滑块和导轨见的钢球滚动来代替直接的滑动接触，并且滚动体可以在滚道和滑块内实现无限循环。基于结构上的特点，与滚动导轨相比，它具有卓越的特点和优良的使用性能。 1.1.1摩擦特性 滚动直线导轨副在摩擦特性方面具有突出的优点，其摩擦阻力比滑动导轨小的多，摩擦系数ｕ=0.002.0.004为滑动导轨的1/50左右，起动摩擦和动摩擦接近相等。在速度变化时ｕ值稳定，运动轻快、灵活、平稳。因而可实现高速运动，提高了生产效率。 1.1.2 运动精度 滚动直线导轨副的摩擦系数极小，因此在起动是无颤动，低速下运动无爬行现象。当施加愈加载荷时可以消除间隙，提高刚性和精度。此外具有自动调心补偿安装基面误差的功能。故其整体运动精度高，因此可制成高精度高性能的机械。另外，由于滚动直线导轨具有很好的误差均化功能。 1.1.3寿命特点
滚动直线导轨副具有较好的承载特性，可以承受不同方向的力和力矩载荷。大部分的能量以磨损的形式消耗掉，因而磨损快，难以长期维持精度。相反，滚动直线导轨副摩擦小、磨损小及温升小，可以长期维持高精度，具有较长的精度寿命。 1.1.4承载特性 滚动直线导轨副具有较好的承载特性，可以承受不同方向的力和力矩载荷，可承受上下、左右的力及颠簸力矩、摇动力矩和摆动力矩等。具有很好的载荷适应性。在设计制造中加以适当预加载荷，可以增加阻尼以提高抗震性，同时可消除高频振动现象。如图1.1所示 图1.1 滚动直线导轨副的承载类型 1.1.5 经济性能 滚动直线导轨副因其摩擦阻力小、磨损小以及润滑维修保养容易，故维修成本低廉。此外，滚动直线导轨还有很好的互换性，易行成标准化、系列化，并有专业厂家成批生产，使用户选用十分方便，从而缩短了设计工时。另外节能省油使滚动直线导轨副的又以显著特点。总之，滚动直线导轨副作为一种新型支承部件由于在许多方面都具有突出特点，因而近年来被广泛应用于各种数控机床、加工中心精密工作台、工业机器人及医疗器械、检测仪器、轻工机械、运输机械之中，促进了机械工业的技术进步，带来了巨大的经济效益。
滚动直线导轨副的使用说明 1、基础件上安装导轨副的安装平面的精度要求： 使用单根导轨副的安装面其平面精度可略低于导轨副运行精度。 同一平面内使用两根或两根以上导轨副时，其安装面精度可低于导轨副运行精度。建议按下表选用的精度要求： 2、导轨副连接基准面的结构形式：
3、安装基面的台肩高度及倒角形式： ·将滑块和导轨安装在床身和工作台时，为使滑块和导轨不与基础件发生干涉，按下表中的r值加工或相应加工成清角槽： 4、滚动直线导轨副的安装调整： 安装与使用 请小心轻拿轻放，避免磕碰以影响导轨副的直线精度。不允许将滑块拆离导轨或超过行程又
推回去。若因安装困难，需要拆下滑块，可向我公司定购引导轨。（引导轨是一种装配辅助工具，其实际尺寸比导轨小一号。需要时，可将导轨与引导轨的端头对接，把滑块从导轨推到引导轨上，当导轨安装好后，再将滑块从引导轨推到导轨上，注意基准方向）。 安装注意事项 首先正确区分基准导轨副与非基准导轨副（基准导轨上有J的标记，滑块上有磨光的基准侧面）： 其次认清导轨副安装时所需的基准侧面： 导轨副的基本安装步骤：
(1)、基准导轨副的安装方法（有下述两种方法）： a、利用U型夹头将导轨的基准侧面与安装台阶的基准侧面夹紧，然后在该处用固定螺栓拧紧（建议采用配攻螺纹孔），由一端开始，依次将导轨固定：
b、无安装台阶时，将导轨一端固定后，按下图所示方法将表针靠在导轨的基准侧面，以直线块规为基准，自导轨的一端开始读取指针值校准直线度，并依次将导轨固定. (2)、非基准导轨副的安装方法： 如下图所示，将吸铁表座固定在基准导轨副的滑块上，量表的指针顶在非基准导轨副的导轨基准侧面，从导轨的一端开始读取平行度一面顺次将非基准导轨副固定好；另外，亦可参照(1)中两图所示的方法。
直线导轨的结构设计（含转动导轨） 1导轨的作用和设计要求 当运动件沿着承导件作直线运动时，承导件上的导轨起支承和导向的作用，即支承运动件和保证运动件 在外力（载荷及运动件本身的重量）的作用下，沿给定的方向进行直线运动。对导轨的要求如下： 1.一定的导向精度。导向精度是指运动件沿导轨移动的直线性，以及它与有关基面间的相互位置的正 确性。 2.运动轻便平稳。工作时，应轻便省力，速度均匀，低速时应无爬行现象。 3.良好的耐磨性。导轨的耐磨性是指导轨长期使用后，能保持一定的使用精度。导轨在使用过程中要 磨损，但应使磨损量小，且磨损后能自动补偿或便于调整。 4.足够的刚度。运动件所受的外力，是由导轨面承受的，故导轨应有足够的接触刚度。为此，常用加 大导轨面宽度，以降低导轨面比压；设置辅助导轨，以承受外载。 5.温度变化影响小。应保证导轨在工作温度变化的条件下，仍能正常工作。 6.结构工艺性好。在保证导轨其它要求的条件下，应使导轨结构简单，便于加工、丈量、装配和调 整，降低本钱。 不同设备的导轨，必须作具体分析，对其提出相应的设计要求。必须指出，上述六点要相互影响的。 2导轨设计的主要容 设计导轨应包括下列几方面容： 1.根据工作条件，选择合适的导轨类型。 2.选择导轨的截面外形，以保证导向精度。 3.选择适当的导轨结构及尺寸，使其在给定的载荷及工作温度围，有足够的刚度，良好的耐磨性, 以及 运动轻便和平稳。 4.选择导轨的补偿及调整装置，经长期使用后，通过调整能保持需要的导向精度。 5.选择公道的润滑方法和防护装置，使导轨有良好的工作条件，以减少摩擦和磨损。 6.制订保证导轨所必须的技术条件，如选择适当的材料，以及热处理、精加工和丈量方法等。3导轨的 结构设计 1.滑动导轨 ⑴基本形式（见图21-10） 三角形导轨：该导轨磨损后能自动补偿，故导向精度高。它的截面角度由载荷大小及导向要求而定，一般为90°为增加承载面积，减小比压，在导轨高度不变的条件下，采用较大的顶角（110。?120°;为进步导向性，采用较小的顶角（60°。假如导轨上所受的力，在两个方向上的分力相差很大，应采用不对称三角形，以使力的作用方向尽可能垂直于导轨面。 矩形导轨：优点是结构简单，制造、检验和修理方便；导轨面较宽，承载力较大，刚度高，故应用广泛。但它的导向精度没有三角形导轨高；导轨间隙需用压板或镶条调整，且磨损后需重新调整。