导轨的选型及计算
按结构特点和摩擦特性划分的导轨类型见表6-1
[5]
,各类导轨的主要特点及
应用列于表中。
表6-1
导轨类型特点及应用
导轨
类型
主要特点
应用
导轨类型
主要特点
应用滑动
导轨
1, 结构简单
,使用维修
方便。2,未形成完全液体摩擦时低速易爬行3,磨损大寿命低,运动
精度不稳定
普通
机
床,冶金设备上应用普遍
滚动导轨
1,运动灵敏度高
,低速运动平稳性好
,定位精
度高。2,精度保持性好
,
磨损少,寿命长。3,刚性和抗振性差,结构复杂
成本高,要求良好的保
护广泛用于各类精密机床,数控
机
床,纺织机械等塑料
导轨
1,动导轨表面贴塑料软带等与铸铁
或钢导轨
搭配,摩擦系数小
,且动静摩擦系数搭配
,不易
爬行,抗摩擦性能好。2,
贴塑工艺简单。3,刚度
较低,耐热性差容易蠕变
主要应用与中大型机床压强不大的导轨应用日益广泛
动压导轨
1,
速
度
高
(90m/min~600m/min),形成液体摩擦2,阻尼大,抗阵性好 3,结构简
单,不需复杂供油系统
,
使用维护方便
4,油膜
厚度随载荷与速度而变化。影响加工精度
,低速
重载易出现导轨面接触
主要用语速度高,精度要求一般的机床主运动导轨镶钢,镶金属导
轨
1,在支撑导轨上镶装有一定硬度的不钢板或钢
带,提高导轨耐磨性,改
善摩擦或满足焊接床身结构需要。
2,在动导轨上镶有青铜只类的金属防止咬合磨损
,提高耐
磨性,运动平稳精度高
镶钢导轨工艺
复
杂,成本高。常用于重型机床如
立
车,龙门铣床的导轨上
静压导轨
1,摩擦系数很小
,驱动
力小。2,低速运动平稳性好 3,承载能力大,刚
性,吸阵性好4,需要一套液压装置,结构复杂
,
调整困难
各种大
型,重型
机
床,精密
机
床,数控机床的工作台
6.1 初选导轨型号及估算导轨长度
X 方向初选导轨型号为4
940
12
GGB20BAL2P
[6]
具体数据见《机械设计
手册》9-149 Y
方向初选导轨型号为4
1090
22GGB20AAL 1P 导轨的运动条件为常温，平稳，无冲击和震动为何选用滚动直线导轨副：
1）滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小，摩擦阻力小，随动性极好。有利
于提高数控系统的响应速度和灵敏度。
驱动功率小，只相当普通机械的十分之一。
2）承载能力大，刚度高。
3）能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。
4）采用滚动直线导轨副可简化设计，制造和装配工作，保证质量，缩短时间，降低成本。
导轨的长度：
由于导轨长度影响工作台的工作精度和高度，一般可根据滑块导向部分的长
度来确定导轨长度。
其公式为：
L=H+S+△l-S1-S2
由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mm
其中L —导轨长度
H —滑块的导向面长度S —滑块行程
△l —封闭高度调节量
S1—滑块到上死点时，滑块露出导轨部分的长度S2—滑块到下死点时，滑块露出导轨部分的长度
6.2 计算滚动导轨副的距离额定寿命
X 方向的导轨计算X 方向初选导轨型号为4940
12
GGB20BAL2P
，查表9.3-73
[1]
得，这种导
轨的额定动，静载荷分别为
Ca=13.6kN,Coa=20.3kN 。4个滑块的载荷按表
9.3-48序号1的载荷计算式计算。
其中工作台的最大重量为
:
G=100×9.8=980N
F1=F2=F3=F4=1/4（G1+F ）=250N
1)滚动导轨的额定寿命计算公式
[6]
为：
L=（f h f
t
fc fa Ca/ fwPc ）
K=27166km
式中 L ——额定寿命（km ）； Ca ——额定动载荷（KN ）； P ——当量动载荷（
KN ）；
Fmax ——受力最大滑块所受的载荷（KN ）；
Z
——导轨上的滑块数；
——指数，当导轨体为滚珠时，=3；当为滚柱时=10/3；
K ——额定寿命单位（KM ），滚珠时，K=50KM ；滚柱时，K=100KM ；
fh ——硬度系数；fh ――（滚道实际硬度（
HRC ））。
由于产品技术要求规定，滚道硬度不得低于
58HRC ，故通常可取
fh =1
ft ——温度系数，查表6-2[7],得t
f =1
表6-2 温度系数
工作温度
/C
100
100~150 150~200 200~250
t
f 1
0．90 0．73 0．60
fc ——接触系数，查表
6-3；得
c
f =1
表6-3 接触系数
每根导轨上的滑块数
1
2
3
4
5
c
f 1．00 0．81 0．72 0．66 0．61
fa ——精度系数，查表
6-4；取
a
f =1.5
表6-4 精度系数
工作条件
a
f 无外部冲击或振动的低速运动的场合，速度小于
15m/min
1~1.5
无明显冲击或振动的场合，速度为15~60m/min 1.5~2
有外部冲击或高速运动的场合，速度大于60m/min 2~3.5
fw ——载荷系数，查表
6-5；得w
f =1
表6-5 载荷系数精度等级
2 3 4 5 w
f 1．0
1．0
0．9
0．9
则L=27166Km 2)寿命时间的计算当行程长度一定，以
h 为单位的额定寿命为：h
n L L L a h
3.3059260
174.0210
2716660210
3
23
