機床典型部件設計課件

1、機械制造裝備設計全國本科院校機械類創(chuàng)新型應用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材第3章 機床典型部件設計3.13.23.3 主軸部件設計支承件設計 導軌設計 本章分三個小節(jié)： 3.1 主軸部件設計 主軸組件式機床的執(zhí)行件，它由主軸、軸承、傳動件和密封件等組成。它的功用是支承并帶動工件刀具，完成表面成形運動，同時還起傳遞運動和轉矩，承受切削力和驅動力的作用。 3.1 主軸部件設計主軸的傳動方式對于機床主軸，傳動件的作用是以一定的功率和最佳切削速度完成切削加工。 主傳動分類 (1) 有變速功能的傳動：為了簡化結構、在傳動設計時，將主軸當作傳動變速粗，常用變速副是滑移齒輪組。 (2) 固定變速傳動方式：為了將主軸運動速

2、度（或扭矩）調(diào)整到適當范圍。常用的傳動方式有齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動等。 (3) 主軸功能部件：將原動機與主軸傳動合為一體，組成一個獨立的功能部件。 主軸傳動件的布置對于傳動件直接裝在主軸上的主軸部件，工作時主要承受傳動力，切削力和支承反力。 3.1 主軸部件設計傳動件合理布置的原則： 傳動力引起的主軸彎曲變形小，最好能部分抵消切削力對軸承的負荷，是前軸承受力和變形最小，有利于保證加工精度且結構緊湊、裝配、維修方便。 3.1 主軸部件設計主軸部件結構設計多數(shù)機床的主軸采用前、后兩個支承。這種方式結構簡單，制造裝配方便，容易保證精度。為了提高主軸部件的剛度，前后支承應消除間隙或預緊。 為了提高剛

3、度和抗振性，有的機床主軸采用三個支承。三個支承主軸有兩種方式：前、后支承為主，中間支承為輔的方式和前、中支承為主，后支承為輔的方式。 目前常采用后一種方式的三支承。 推力支承位置配置形式三種配置形式：前端配置、后端配置、兩端配置 3.1 主軸部件設計 多用于軸向精度和剛度要求較高的高精度機床或數(shù)控機床 多用于軸向精度要求不高的普通精度機床 這種方式常用于較短主軸 傳動件軸向位置的合理布置合理布置傳動件的軸向位置，可以改善主軸和軸承的受力情況及傳動件、軸承的工作條件，提高主軸部件剛度、抗振性和承載能力。傳動件位于兩支承之間是最常見的布置。 3.1 主軸部件設計 為了減小主軸的彎曲變形和扭轉變形，

4、傳動齒輪應盡量靠近前支承處；當主軸上有兩個齒輪時，由于大齒輪用于低傳動，作用力較大，應將大齒輪布置在靠前支承處。 主軸部件結構參數(shù)的確定主軸的結構參數(shù)主要包括主軸的平均直徑D(或前軸頸)、內(nèi)孔直徑d（對于空心主軸而言）、前端的懸伸量a及主軸的支承跨距L等。 一般步驟： （1）首先確定前軸頸D （2）然后確定內(nèi)徑d和主軸前端的懸伸量a （3）最后再根據(jù)D、a和主軸前支承的剛度確定支承跨距L 3.1 主軸部件設計（2） 主軸內(nèi)孔直徑的確定 很多機床的主軸是空心的，為了不過多地消弱主軸剛度，一般保證d/D0.7。 內(nèi)孔直徑與其用途有關： 1）車床主軸內(nèi)孔用來通過棒料或安裝送夾料機構； 2）銑床主軸內(nèi)

5、孔可通過拉桿來拉緊刀桿等。臥式車床的主軸孔徑d通常應不小于主軸平均直徑的5560； 3）銑床主軸孔徑可比刀具拉桿直徑大510。 3.1 主軸部件設計（3） 主軸前端懸伸量的確定 主軸懸伸量是指主軸前支承徑向反力作用點到主軸前端受力作用點之間的距離。無論從理論分析還是從實際測試的結構來看，主軸懸伸量a值的原則是在滿足結構要求的前提下，盡量取小值。 主軸懸伸量a取決于主軸端部的結構形狀和尺寸、工件或刀具的安裝方式、前軸承的類型及組合方式、潤滑與密封裝置的結構等。 3.1 主軸部件設計（4） 主軸支承跨距的確定 主軸支承跨距L是指主軸兩個支承的支承反力作用點之間的距離。 支承跨距過小，主軸的彎曲變形

6、就較小，但因支承變形引起的主軸前端位移量將增大；反之，支承跨距過大，支承變形引起的主軸前端位移量盡管減小了，但主軸的彎曲變形會增大，也會引起主軸前端較大的位移。 最佳跨距L0=（23.5)a。但在實際結構設計時，由于結構上的原因，主軸的實際跨距往往大于最佳跨距。 3.1 主軸部件設計 3.1 主軸部件設計主軸軸承 軸承是主軸部件的重要組成部分，它的類型、配置、精度、安裝和潤滑等都直接影響主軸組件的工作性能。 主軸軸承的選擇 機床主軸用的軸承，有滾動和滑動兩大類。從旋轉精度來看，兩大類軸承都能滿足要求。對于其他指標相比，滾動軸承比滑動軸承的優(yōu)點是： 3.1 主軸部件設計（1） 滾動軸承能在轉速和

7、載荷變化幅度很大的條件下穩(wěn)定地工作。（2）滾動軸承能在無間隙，甚至在預緊（有一定的過盈量）的條件下工作。（3）滾動軸承的摩擦系數(shù)小，有利于減小發(fā)熱。（4）滾動軸承潤滑很容易，可以用脂，一次裝填一直用到修理時才換脂。如果用油潤滑，單位時間所需的油量也遠比滑動軸承小。（5）滾動軸承是有軸承廠生產(chǎn)的，可有外購。 3.1 主軸部件設計 主軸滾動軸承的類型選擇 主軸軸承應根據(jù)精度、剛度和轉速選擇。為了提高精度和剛度，主軸軸承的間隙應該是可調(diào)的。 雙列圓柱滾子軸承： 雙列圓柱滾子軸承只能承受徑向載荷。一般常和推力軸承配套使用，能承受較大的徑向載荷和軸向載荷，適用于載荷和剛度較高、中等轉速的主軸部件前支承上

8、。 3.1 主軸部件設計雙向推力角接觸球軸承： 圖3.10所示為雙向推力角接觸球軸承。型號為234400，接觸角60，它由外圈、左右內(nèi)圈、左右兩列滾珠及保持架、隔套所組成。修磨隔套的厚度就能消除間隙和預緊。 滾動體直徑小，極限轉速高；外圓和箱體孔為間隙配合，安裝方便，且不承受徑向載荷；常與雙列圓柱滾子軸承配套使用，能承受雙向軸向載荷，用于主軸部件的前支承。 3.1 主軸部件設計圓錐滾子軸承： 圖3.12所示為圓錐滾子軸承。這種軸承能承受徑向和軸向載荷，承載能力和剛度都比較高。但是，滾子大端與內(nèi)圈擋邊之間是滑動摩擦，發(fā)熱較多，故允許的轉速較低。 為了解決這個問題，法國加梅公司開發(fā)了空心滾子圓錐滾

9、子軸承、滾子是空心的，保持架是鋁制，整體加工，把滾子之間的間隙填滿。大量的潤滑油只能從滾子的中孔流過，冷卻滾子，以降低軸承的發(fā)熱。但是，這種軸承必須用油潤滑。 3.1 主軸部件設計 主軸的滑動軸承 滑動軸承因具有旋轉精度高、抗振性能好、運動平穩(wěn)等特點，此外，結構簡單、成本低廉，可長期運轉而無需加注潤滑劑。主要應用于高速和低速的精密、高精密機床和數(shù)控機床的主軸。 按照流體介質不同，主軸滑動軸承可分為液體滑動軸承和氣體滑動軸承；液壓滑動軸承根據(jù)油膜壓力形成的方法不同，有動壓軸承和靜壓軸承之分；動壓軸承可分為單油楔動壓軸承和多油楔動壓軸承等。 3.1 主軸部件設計固定多油楔滑動軸承：在軸承內(nèi)工作表面

10、上加工出偏心圓弧面或阿基米德螺旋線來實現(xiàn)油楔。 圖3.14所示為用于外圓磨床砂輪架主軸的固定多油楔滑動軸承。 3.1 主軸部件設計活動多油楔滑動軸承： 活動多油楔軸承由三塊或五塊軸瓦塊組成，利用浮動軸瓦自動調(diào)位來實現(xiàn)油楔。 圖3.15所示為短三瓦動壓軸承。 3.1 主軸部件設計 動壓軸承在轉速低于一定值時，壓力油膜就形成不了，因此當主軸處于低轉速或啟動、停止過程中，軸承就要與軸承表面直接接觸，產(chǎn)生干摩擦。主軸轉速變化后，壓力油膜的厚度要隨之變化，致使軸心位置發(fā)生變化，而液體靜壓軸承就是克服上述缺點而發(fā)展起來的。液體靜壓軸承： 靜壓軸承旋轉精度高，抗振性好，其原因是軸頸與軸承之間有一層具有良好的

11、吸振性能的高壓油膜，其缺點是需要配備一套專用的供油系統(tǒng)，而且制造工藝較復雜。 3.1 主軸部件設計磁力軸承： 磁力軸承是利用磁場力使軸懸浮，故又稱為磁懸浮軸承。它無需任何潤滑劑，可在真空中工作。因此，可達到極高的速度。多用于超高速離心機中。 3.2 支承件設計 支承件是機床的基礎構件，包括床身、立柱、衡量、搖臂、底座、刀架、工作臺、箱體和升降臺等。 支承件的設計要求 支承件應滿足的基本要求如下： （1） 足夠的剛度和較高的剛度-質量比。 （2） 較好的動態(tài)特征。 （3） 熱穩(wěn)定性好。 （4） 結構性好。支承件的材料 支撐件常用的材料有鑄鐵、鋼板和型鋼、鋁合金、預應力鋼筋混凝土、非金屬等。其中主

12、要材料為鑄鐵和鋼。 鑄鐵 一般支撐件用灰鑄鐵制成，在鑄鐵中加入少量合金元素可提高其耐磨性。 鑄鐵鑄造性能好，容易獲得復雜結構的支撐件。同時鑄鐵的內(nèi)摩擦力大，阻尼系數(shù)大，使振動衰減性能好，成本低。 3.2 支承件設計 鋼板和型鋼 用鋼板和型鋼等焊接的支撐件，其制造周期短，可做成封閉件，不像鑄件那樣要留出沙孔，而且可根據(jù)受力情況布置肋板和肋條來提高抗扭和抗彎剛度。 鋁合金 鋁合金的密度只有鐵的1/3，有些鋁合金還可以通過熱處理進行強化，提高鋁合金的力學性能。 3.2 支承件設計 預應力鋼盤混凝土 預應力鋼筋混凝土支撐件（主要為床身、立柱、底座等）近年來有相當發(fā)展。其特點是剛度高，阻尼比大，抗振性能

13、好，成本低。 非金屬 非金屬材料主要有混凝土、天然花崗巖等。 3.2 支承件設計支承件的結構設計 （1）根據(jù)其使用要求進行受力分析； （2）根據(jù)所受的力和其他要求，并參考現(xiàn)有機床的同類型件，初步確定其形狀和尺寸； （3）可以利用計算機進行有限元計算，求得其靜態(tài)剛度和動態(tài)特征，并據(jù)此對設計進行修改和完善，選出最佳結構方案。 3.2 支承件設計 支承件的靜力分析 機床根據(jù)其所受的載荷的特點，可分為三大類。 （1） 中、小型機床 這類機床的載荷以切削力為主。 （2） 精密和高精度機床 這類機床以精加工為主，切削力較小。 （3） 大型機床 這類機床工件較重，切削力較大，移動件的重量也較大。因此，載荷必

14、須同時考慮工件重力、切削力和移動件的重力。 3.2 支承件設計 3.2 支承件設計 支承件的形狀選擇原則支承件的變形，主要是彎曲和扭轉，與截面慣性矩有關的。 3.2 支承件設計 1） 空心截面的慣性矩比實心的大。因此，在工藝可能的條件下應盡量減薄壁厚。一般不用增加壁厚的辦法來提高自身剛度。 2） 方形截面的抗彎剛度比圓形的大，而抗扭剛度較低。若支承件所承受的主要是彎矩，則應取方形或矩形為好。環(huán)形的抗扭剛度比方形、方框形與長框形的大。 3） 不封閉的截面比封閉的截面剛度低得多，特別是抗扭剛度下降更多。因此，在可能的條件下，應盡量把支承件的截面做成封閉的形式。 3.2 支承件設計 隔板 在兩臂之間

15、起連接作用的內(nèi)壁稱為隔板。隔板的功用是把作用于支承件局部區(qū)域的載荷傳遞給其他壁板，從而使整個支承件受載荷，提高支承件的自身剛度。 3.2 支承件設計 （1） 圖3.19（a） 所示為床身前后壁用“T”形隔板連接，主要提高水平面抗彎剛度，對提高垂直面抗彎剛度和抗扭剛度不顯著，多用在剛度要求不高的床身上。但這種床身結構簡單，鑄造工藝性好。 （2） 圖3.19（b） 為“”形隔板，“”形架具有一定的寬度b和高度h，在垂直面和水平面上的抗彎剛度都比較高，鑄造性能也很好，在大中型車床上應用較多。 （3） 圖3.19（c） 為W形隔板，能較大地提高水平面上的抗彎抗扭剛度，對中心距超過1500mm的長床身，

16、效果最為顯著。 （4） 圖3.19（d） 床身剛度最高，排屑容易。 3.2 支承件設計 合理開窗和加蓋 鑄鐵支承件壁上開孔會降低剛度。但因結構和工藝要求常需開孔。 當開孔面積小于所在壁面積的0.2時，對剛度影響較小。 當開孔面積超過所在壁面積的0.2時，抗扭剛度會降低許多。 孔寬和孔徑以不大于壁寬的四分之一為宜，且應開在支承件壁的幾何中心附近。 3.2 支承件設計 支承件的靜剛度 （1） 自身剛度。抵抗支承件自身變形的能力稱為自身剛度。 （2） 支承件在連接處抵抗變形的能力，稱為支承件的連接剛度。 （3） 接觸剛度。支承件各接觸面抵抗接觸變形的能力。 3.2 支承件設計 支承件的靜剛度 （4）

17、 支承件抵抗局部變形的能力，稱為支承件局部剛度。 3.2 支承件設計 支承件的結構設計 確定支承件的結構形狀和尺寸，首先要滿足工作性能的要求。由于各類機床的性能、用途、規(guī)格的不同，支承件的形狀和大小和大小也不同。 1）臥式床身 中小型車床床身，是由兩端的床腿支承； 對于大型臥式車床、鏜床、龍門刨床、龍門銑床，是直接落地安裝在基礎上； 有些仿形和數(shù)控車床，則是采用框架式床身。 3.2 支承件設計 3.2 支承件設計 床身截面形狀主要取決于剛度要求、導軌位置、內(nèi)部需安裝的零部件和排屑等。 2）立柱 立柱可看作立式床身，其截面有圓形、方形和矩形。 立柱所承受的載荷有2類：一類是承受彎曲載荷，載荷作用

18、于立柱的對稱面，如立式鉆床的立柱；另一類承受彎曲和扭轉載荷，如銑床和鏜床的立柱。 3.2 支承件設計 2）立柱 立柱的截面由剛度決定。 3.2 支承件設計圓形截面對稱矩形截面對稱方形截面 3）橫梁和底座 橫梁用于龍門式框架機床上，作受力分析時，可看作兩支點的簡支梁。 橫梁工作時承受復雜的空間載荷。橫梁的自重為均布載荷，主軸箱或刀架的自重為集中載荷，而切削力為大小、方向可變的外載荷，這些載荷使橫梁產(chǎn)生彎曲和扭轉變形。 橫梁的剛度，尤其是垂直于工件方向的剛度，對機床性能影響很大。 3.2 支承件設計橫梁的橫截面一般做成封閉式。 3.2 支承件設計用“H較大的封閉截面來提高垂直面內(nèi)的抗彎剛度若在立柱

19、的輔助軌道上夾緊，可用等截面形狀 若在立柱的輔助軌道上夾緊，其中間部分可用變截面形狀 底座的截面形狀導軌的功用和分類 導軌的功用是支承和引導運動部件沿一定的軌道運動。 在導軌副中，運動的一方叫運動導軌，不動的一方叫做支承導軌。運動導軌相對于支承導軌的運動，通常是直線運動或回轉運動。 按運動性質分 （1） 主運動導軌，即動導軌是作主運動的。 （2） 進給運動導軌，即動導軌是作進給運動的，機床中大多數(shù)導軌屬于進給導軌。 （3） 移置導軌，這種導軌只用于調(diào)整部件之間的相對位置，在加工時沒有相對運動。 3.3 導軌設計 按摩擦性質分 （1） 滑動導軌 1）液體靜壓導軌。兩導軌面間具有一層靜壓油膜，相當

20、于靜壓滑動軸承，摩擦性質屬于純液體摩擦，主運動和進給運動導軌都能應用。 2）液體動壓導軌。當導軌面間的相對滑動速度達到一定值后，液體動壓效應使導軌油囊處出現(xiàn)壓力油楔，把兩導軌面分開，從而形成液體摩擦，相當于動壓滑動軸承，這種導軌只能用于高速場合，故僅用作主運動導軌。 3.3 導軌設計 按摩擦性質分 3）混合摩擦導軌。在導軌面間雖有一定的動壓效應或靜壓效應，但由于速度還不夠高，油楔所形成的壓力油還不足以隔開導軌面，導軌面仍處于直接接觸狀態(tài)，大多數(shù)導軌屬于這一類。 4）邊界摩擦導軌。在滑動速度很低時，導軌面間不足以產(chǎn)生動壓效應。 （2） 滾動導軌 在兩導軌副接觸面間裝有球、滾子和滾針等滾動元件，具

21、有滾動摩擦性能，廣泛的應用于進給運動和旋轉運動的導軌。 3.3 導軌設計 按受力情況分 （1） 開式導軌：若導軌所承受的顛覆力矩不大，在部件自重和外載作用下，導軌面a和b在導軌全長上始終保持貼合，稱為開式導軌。 （2） 閉式導軌：部件上所受的顛覆力矩M較大時，就必須增加壓板以形成輔助導軌面e，才能使主導軌面c和d都能良好地接觸，稱為閉式導軌。 3.3 導軌設計導軌的設計要求 3.3 導軌設計25341導向精度：指動導軌運動軌跡的準確度。 精度保持性：指長期保持原始精度的能力 低速運動平穩(wěn)性：指保證導軌在作低速運動或微量位移時不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。剛度：足夠的剛度可以保證在額定載荷作用下，導軌的變形在

22、允許范圍內(nèi)。 結構簡單、工藝性好：設計時要注意使導軌的制造和維護方便，刮研量少。對于鑲裝導軌，應更換容易。滑動導軌 直線運動導軌 直線運動導軌截面的形狀主要有三角形、矩形、燕尾型和圓形，并可相互組合。每種導軌副之中還有凹、凸之分。 三角形導軌：它的導向性和精度保持性都高，當其水平布置時，在垂直荷載作用下，動導軌會自動下沉，自動補償磨損量，不會產(chǎn)生間隙。 3.3 導軌設計 矩形導軌： 它的剛度高、承載能力大、制造簡單、加工、檢驗和維修都很方便等優(yōu)點。但矩形導軌不可避免的存在間隙，因而導向性差。矩形導軌適應于荷載較大而導向要求略低的機床。 3.3 導軌設計 燕尾形導軌： 它的高度較小，可以承受顛覆

23、力矩，間隙調(diào)整方便，用一根鑲條就可以調(diào)節(jié)各接觸面的間隙。 但是，它剛度較差，加工、檢驗和維修都不是很方便。這種導軌適用于受力小、導向精度要求不高、速度較低層次多、要求間隙調(diào)整方便的地方。 3.3 導軌設計 圓形導軌： 它的制造方便，工藝性好不易積存較大的切屑，但磨損后很難調(diào)整和補償間隙，主要用于受軸向荷載的場合。 3.3 導軌設計 常用的組合形式： 3.3 導軌設計 （a）所示為雙三角形導軌。它的導向性和精度保持性好，但由于過定位，加工、檢驗和維修都比較困難，因此多用于精度要求較高的設備，如單柱坐標鏜床。 （b）所示為雙矩形導軌。它的承載能力較大，但導向性稍差，多用于普通精度的設備。 （c）所

24、示為三角形和矩形導軌的組合。它兼有導向性好、制造方便和當度高，應用也很廣泛。例如，車床、磨床、滾齒機的導軌副等。 （d）所示為燕尾型導軌。它是閉式導軌中接觸面最少的一種結構，用一根鑲條就可調(diào)節(jié)各接觸面的間隙，如刨床的滑枕。 （e）所示為矩形和燕尾型導軌的組合。它兼有調(diào)整方便和能承受較大力矩，多用于橫梁、立柱和搖臂導軌副等。 （f）所示為雙圓柱導軌。常用于只受軸向力的場合，如攻絲機和機械手等。 3.3 導軌設計 回轉運動導軌 回轉運動導軌的截面形狀有平面、錐面和V形面三種 3.3 導軌設計 （a）所示為平面環(huán)形導軌。它具有承載能力大、結構簡單、制造方便的優(yōu)點。但平面環(huán)形導軌只能承受軸向載荷。這種

25、導軌摩擦小，精度高，適用于由主軸定心的各種回轉運動導軌的設備，如齒輪加工機床。 （b）所示為錐面環(huán)形導軌，母線傾角常取30度，可以承受一定的徑向載荷。 （c）、（d）、（e）所示皆為V形環(huán)面導軌，可以承受較大的徑向載荷和一定的顛覆力矩。但它們的共同缺點是工藝性差，在與主軸聯(lián)合使用時，既要保證導軌面的接觸又要保證導軌面與主軸的同心是相當困難的，因此有被平面環(huán)形導軌取代的趨勢。 3.3 導軌設計 鑲裝導軌 采用鑲裝導軌的目的，主要是提高導軌的耐磨性。有時由于結構的原因，也必須采用鑲裝導軌。在支承導軌上通常鑲裝淬硬鋼塊、鋼板和鋼帶，在動導軌上鑲裝塑料或非金屬板等。 3.3 導軌設計 導軌間隙的調(diào)整

26、常用鑲條和壓板來調(diào)整導軌的間隙。（1）鑲條 鑲條用來調(diào)整矩形導軌和燕尾型導軌的側向間隙，以保證導軌面的正常接觸。鑲條應放在導軌受力較小的一側。常用的有平鑲條和楔形鑲條兩種。 3.3 導軌設計平鑲條：它具有調(diào)整方便、制造容易等特點。 楔形鑲條：它的兩個面分別與動導軌和支承導軌均勻接觸，剛度高，但制造較困難。 壓板 壓板用于調(diào)整輔助導軌面的間隙并承受顛覆力矩。 3.3 導軌設計構造簡單，但調(diào)整麻煩，常用于不經(jīng)常調(diào)整間隙和間隙對加工影響不太大的場合。比刮、磨壓板方便，但調(diào)整量受墊片厚度的限制，而且降低了結合面的接觸剛度。調(diào)節(jié)很方便，只要擰動調(diào)節(jié)螺釘就可以了，但剛度比前兩種差，多用于經(jīng)常調(diào)節(jié)間隙和受力

27、不大的場合。導軌的材料 （1）對導軌材料的要求 對其主要要求是耐磨性好、工藝性好和成本低。 （2）常用的導軌材料 1）鑄鐵：成本低，有良好的減振性和耐磨性 2）鋼：采用淬火鋼和氮化鋼的鑲裝鋼導軌，可大幅度提高導軌的耐磨性。 3）非鐵金屬：用于鑲裝導軌的非鐵金屬板的材料主要有錫青銅和鋅合金。 4）塑料：鑲裝塑料導軌具有摩擦因數(shù)小、耐磨性好、抗撕傷能力強、低速時不易出現(xiàn)爬行、加工性能和化學穩(wěn)定性好、工藝簡單、成本低等 3.3 導軌設計 （3）導軌副材料的選用 在導軌副中，為了提高耐磨性和防止咬焊，動導軌和支承導軌應盡量采用不用材料。如果采用相同的材料，也應采用不同的熱處理使雙方具有不同的硬度。一般

28、說來動導軌的硬度比支承導軌的硬度約低1545 HBS為宜。 導軌材料的搭配有如下幾種： 鑄鐵鑄鐵、鑄鐵淬火鑄鐵、鑄鐵淬火鋼、非鐵金屬鑄鐵、塑料鑄鐵、淬火鋼淬火鋼等，前者為動導軌，后者為支承導軌。除鑄鐵導軌外，其他導軌都是鑲裝的。 3.3 導軌設計導軌的驗算 驗算滑動導軌，現(xiàn)階段只能驗算導軌的壓強和壓強分布。壓強大小直接影響導軌表面的耐磨性，壓強的分布影響磨損的均勻性。通過壓強分布還可以判斷是否應采用壓板，即導軌應是開式還是閉式的。 （1）驗算滑動導軌的步驟： 1）受力分析。 2）計算導軌的壓強。 3）按許用強度判斷導軌設計是否可行。 4）根據(jù)壓強分布情況，判斷是否需用壓板。 3.3 導軌設計

29、（2）導軌壓強的分布 導軌所受最大、最小和平均壓強分別為： 3.3 導軌設計 （1） ，壓強按矩形分布，這時導軌的受力情況最好，但這種情況幾乎不存在。 （2） ，由于顛覆力矩的作用，使導軌的壓強不 按矩形分布，它的合力作用點偏離導軌的中心。 （3） ，壓強按梯形分布，設計時應盡可能保證這種情況。 （4） ，壓強按三角形分布；壓強相差雖然較大，但仍可使導軌面在全長上接觸，是一種臨界狀態(tài)。 （5） ，均可采用無壓板的開式導軌。 （6） ，主導軌面上將有一段長度出現(xiàn)不接觸。這時必須裝置壓板，形成輔助導軌面。 3.3 導軌設計 導軌的許用壓強 導軌的壓強是影響導軌耐磨性的主要因素之一。設計導軌時，如壓

30、強取得過大，則會加劇導軌的磨損；若取得過小，又會增大導軌的尺寸。 3.3 導軌設計導軌種類平均壓強/Mpa最大壓強/Mpa直線運動導軌主運動導軌和滑動速度大的進給運動導軌中型設備0.40.50.81.0重型設備0.20.30.40.6滑動速度低的進給運動導軌中型設備1.21.52.53.0重型設備0.51.01.5磨床0.0250.040.050.08主運動和滑動速度較大的回轉運動導軌，D為導軌直徑D3000mm0.20.3環(huán)狀0.15滾動導軌 在兩導軌之間放置滾珠、滾柱或滾針等滾動體，使導軌面之間的摩擦具有滾動摩擦性質，這種導軌稱為滾動導軌。滾動導軌的特點 （1） 運動靈敏度高，牽引力小，移動輕便。 （2） 定位精度高。 （3） 磨損小，精度保持性好。 （4） 潤滑系統(tǒng)簡單，維修方便。 （5） 抗振性較差。 （6） 導向精度低。 （7） 結構復雜，制造困難，成本較高。 3.3 導軌設計滾動導軌的結構形式 （1）滾珠導軌 滾珠導軌結構緊湊、制造容易、成本較