机电一体化技术模块一-机械传动及支承零部件课件

模块目标模块目标1.掌握机电一体化对机械传动的基本要求；掌握机电一体化对机械传动的基本要求；2.掌握滚珠丝杠副的工作原理，滚珠循环方式及结构设计；掌握滚珠丝杠副的工作原理，滚珠循环方式及结构设计；3.掌握常用直线滚动导轨的类型与选择；掌握常用直线滚动导轨的类型与选择；4.熟悉谐波齿轮减速器的工作原理、特点及典型部件的结构设计计算。熟悉谐波齿轮减速器的工作原理、特点及典型部件的结构设计计算。重点重点:1.滚珠丝杠副的结构设计；滚珠丝杠副的结构设计；2.直线导轨的工作原理及典型结构问题；直线导轨的工作原理及典型结构问题；3.谐波齿轮减速器主要零部件的设计计算。谐波齿轮减速器主要零部件的设计计算。难点难点:1.滚珠丝杠副的结构设计计算；滚珠丝杠副的结构设计计算；2.直线导轨的结构问题；直线导轨的结构问题；3.谐波齿轮减速器主要零部件的设计计算。谐波齿轮减速器主要零部件的设计计算。模块模块1机械传动及支承零部件机械传动及支承零部件模块导学模块导学 本章内容分别为滚珠丝杠传动，直线导轨机构，谐波齿轮减速器三个独立的机电一体化的例子，学生主要从机械传动及支承零部件方面来分析三个典型系统例子，从而找出机电结合的方法，关键在于机电一体化的机械系统。本章内容分别为滚珠丝杠传动，直线导轨机构，谐波齿轮减速器三个独立的机电一体化的例子，学生主要从机械传动及支承零部件方面来分析三个典型系统例子，从而找出机电结合的方法，关键在于机电一体化的机械系统。机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比，除了要求较高的制造精度外，还应具有良好的动态响应特性，即快速响应和良好的稳定性。机电一体化系统的机械系统与一般的机械系统相比，除了要求较高的制造精度外，还应具有良好的动态响应特性，即快速响应和良好的稳定性。1高精度高精度 高精度的机械系统是机电一体化系统完成精确机械操作的基础。如果机械系统本身的精度都不能满足使用要求，那么无论其他子系统的控制工作如何精确，也都无法完成机电一体化系统规定的机械动作。高精度的机械系统是机电一体化系统完成精确机械操作的基础。如果机械系统本身的精度都不能满足使用要求，那么无论其他子系统的控制工作如何精确，也都无法完成机电一体化系统规定的机械动作。2快速响应快速响应 机电一体化系统的快速响应就是要求机械系统从接到指令开始到开始执行之间的时间间隔短，这样控制系统才能根据机械系统的运行情况及时获取信息，从而进行决策，下达指令，使其得以精确地完成任务。机电一体化系统的快速响应就是要求机械系统从接到指令开始到开始执行之间的时间间隔短，这样控制系统才能根据机械系统的运行情况及时获取信息，从而进行决策，下达指令，使其得以精确地完成任务。3良好的稳定性良好的稳定性 机电一体化系统要求其机械装置在温度、振动等外界干扰的作用下依然能够正常稳定的工作。即系统抵御外界环境的影响和抗干扰能力强。机电一体化系统要求其机械装置在温度、振动等外界干扰的作用下依然能够正常稳定的工作。即系统抵御外界环境的影响和抗干扰能力强。此外机电一体化机械系统还要求具有体积小、重量轻、高可靠性和寿命长等特点。此外机电一体化机械系统还要求具有体积小、重量轻、高可靠性和寿命长等特点。模模 块块 1项目项目1-1 滚珠丝杠传动滚珠丝杠传动模模 块块 1 机械传动与支承部件机械传动与支承部件项目思考滚珠丝杠机构由哪些组成？滚珠丝杠传动滚珠丝杠机构应用领域？滚珠丝杠机构如何来设计？滚珠丝杠副的定义及特点滚珠丝杠副的工作原理滚珠丝杠副的发展历史滚珠丝杠副的主要尺寸及型号标注滚珠丝杠副选择设计的原则项目知识项目实践知识分布网络滚珠丝杠副的发展滚珠丝杠副的制约因素知识拓展滚珠丝杠副的结构设计项目思考项目思考 图图1-1 大连机床大连机床CKD6150数控车床数控车床 如图如图1-1所示，这是一台我国大连的所示，这是一台我国大连的CKD系列机床，该系列机床，该类机床为纵（类机床为纵（Z）、横（）、横（X）两坐标控制的数控卧式车床。）两坐标控制的数控卧式车床。它能加工各种轴类和盘类零件，适用于多品种，中小批量它能加工各种轴类和盘类零件，适用于多品种，中小批量产品的生产，同时该机床的工作台采用了精密滚珠丝杠副，产品的生产，同时该机床的工作台采用了精密滚珠丝杠副，所以对于复杂、高精度零件的加工就尤能显示其优越性。所以对于复杂、高精度零件的加工就尤能显示其优越性。本项目通过对滚珠丝杠副的熟悉了解，进一步清楚了解滚本项目通过对滚珠丝杠副的熟悉了解，进一步清楚了解滚珠丝杠副的结构组成、滚珠的循环方式、轴向间隙的调整、珠丝杠副的结构组成、滚珠的循环方式、轴向间隙的调整、结构设计计算、未来发展趋势等。结构设计计算、未来发展趋势等。问题思考：问题思考：从四个方面去思考：从四个方面去思考：1滚珠丝杠副的组成与原来的丝杠有哪些区别？滚珠丝杠副的组成与原来的丝杠有哪些区别？2滚珠丝杠副的滚珠循环方式有哪些？滚珠丝杠副的滚珠循环方式有哪些？3滚珠丝杠副的轴向间隙如何来调整？滚珠丝杠副的轴向间隙如何来调整？4滚珠丝杠副的结构如何来设计？滚珠丝杠副的结构如何来设计？项目知识项目知识1-1-1 滚珠丝杠副的定义及特点滚珠丝杠副的定义及特点 滚珠丝杠副又名滚珠螺杆副，它是在丝杠与螺母间以钢球为滚动滚珠丝杠副又名滚珠螺杆副，它是在丝杠与螺母间以钢球为滚动体的螺旋传动元件。它可将旋转运动转变为直线运动，或者将直线运体的螺旋传动元件。它可将旋转运动转变为直线运动，或者将直线运动转变为旋转运动。因此滚珠丝杠副既是传动元件，也是直线运动与动转变为旋转运动。因此滚珠丝杠副既是传动元件，也是直线运动与旋转运动的相互转化元件。旋转运动的相互转化元件。滚珠丝杠的特点如下：滚珠丝杠的特点如下：1.传动效率高传动效率高 2.传动精度高传动精度高3.可微量进给可微量进给4.同步性好同步性好5.高可靠性高可靠性项目知识项目知识1-1-2 滚珠丝杠副的工作原理及轴向间隙调整滚珠丝杠副的工作原理及轴向间隙调整 滚珠丝杠传动机构的工作原理如图滚珠丝杠传动机构的工作原理如图1-2所示，丝杠所示，丝杠4和螺母和螺母1的螺的螺纹滚道内置有滚珠纹滚道内置有滚珠2，当丝杠转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动，从，当丝杠转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动，从而产生滚动摩擦。为了防止滚珠从螺纹滚道端面掉出，在螺母的螺旋而产生滚动摩擦。为了防止滚珠从螺纹滚道端面掉出，在螺母的螺旋槽两端设有滚珠回程引导装置构成滚珠的循环返回通道，从而形成滚槽两端设有滚珠回程引导装置构成滚珠的循环返回通道，从而形成滚珠流动的闭合通路。珠流动的闭合通路。1螺母螺母2滚珠滚珠3回程引导装置回程引导装置4丝杠丝杠图图1-2滚珠丝杠副滚珠丝杠副项目知识项目知识 在滚珠丝杠副中，利用滚道内的滚珠，将丝杠与螺母之间的滑动摩擦转变成了滚动摩擦，同时在滚珠丝杠副中，利用滚道内的滚珠，将丝杠与螺母之间的滑动摩擦转变成了滚动摩擦，同时滚珠在滚道内反复的循环着，滚珠循环的方式主要有内循环和外循环两种。滚珠在滚道内反复的循环着，滚珠循环的方式主要有内循环和外循环两种。1内循环内循环 当滚珠丝杠副采用内循环方式时，其滚珠在整个循环过程中始终与丝杠表面保持接触。内循环当滚珠丝杠副采用内循环方式时，其滚珠在整个循环过程中始终与丝杠表面保持接触。内循环方式的特点主要是滚珠循环的路程短、循环流畅、效率高，结构尺寸也较小，但反向器的加工困难，方式的特点主要是滚珠循环的路程短、循环流畅、效率高，结构尺寸也较小，但反向器的加工困难，装配调整也不方便，最常用的结构如图装配调整也不方便，最常用的结构如图1-2（a）所示，在螺母）所示，在螺母1的侧面孔内装有接通相邻滚道的反的侧面孔内装有接通相邻滚道的反向器向器3，利用反向器，利用反向器3引导滚珠引导滚珠2越过丝杠越过丝杠4的螺纹顶部进入相邻的滚道，从而形成一个循环回路，一的螺纹顶部进入相邻的滚道，从而形成一个循环回路，一般在同一螺母上装有般在同一螺母上装有2-4个反向器，并沿螺母四周均匀分部。个反向器，并沿螺母四周均匀分部。2外循环外循环 外循环方式中，滚珠在循环返向时，有一段脱离丝杠螺旋滚道，在螺母体内或体外作循环运动，外循环方式中，滚珠在循环返向时，有一段脱离丝杠螺旋滚道，在螺母体内或体外作循环运动，外循环方式的结构制造工艺简单，但其滚道接缝处很难做到平滑，从而会影响到滚珠滚动的稳定性，外循环方式的结构制造工艺简单，但其滚道接缝处很难做到平滑，从而会影响到滚珠滚动的稳定性，甚至发生卡珠现象，噪声也较大，外循环方式按结构形式来分，可分为螺旋槽式、插管式和端盖式甚至发生卡珠现象，噪声也较大，外循环方式按结构形式来分，可分为螺旋槽式、插管式和端盖式三种。三种。项目知识项目知识1）螺旋槽式）螺旋槽式 如图如图1-3所示，在螺母所示，在螺母2的外圆表面上通过铣削加工，加工出螺纹凹槽，凹槽的两的外圆表面上通过铣削加工，加工出螺纹凹槽，凹槽的两端通过钻削，钻出两个与螺旋滚道相切的通孔，同时在螺纹滚道内装有两个挡珠器端通过钻削，钻出两个与螺旋滚道相切的通孔，同时在螺纹滚道内装有两个挡珠器4来来引导滚珠引导滚珠3通过凹槽两端的通孔，再应用套筒通过凹槽两端的通孔，再应用套筒1盖住凹槽，从而形成滚珠的循环回路。盖住凹槽，从而形成滚珠的循环回路。图1-3 螺旋槽式 项目知识项目知识2）插管式）插管式 如图如图1-4所示，在插管式结构中，利用弯管所示，在插管式结构中，利用弯管1来代替螺旋凹槽，将其两端分别插入来代替螺旋凹槽，将其两端分别插入与螺旋滚道相切的两个内孔，以其端部来引导滚珠与螺旋滚道相切的两个内孔，以其端部来引导滚珠4进入弯管，从而构成滚珠的循环回进入弯管，从而构成滚珠的循环回路，再用压板路，再用压板2和螺钉将弯管固定。这类结构简单，容易制造，但是它的径向尺寸较大，和螺钉将弯管固定。这类结构简单，容易制造，但是它的径向尺寸较大，弯管端部用作挡珠器比较容易磨损。弯管端部用作挡珠器比较容易磨损。图图1-4插管式插管式项目知识项目知识3）端盖式）端盖式 如图如图1-5所示，该结构的滚子回程滚道主要是在螺母所示，该结构的滚子回程滚道主要是在螺母1上钻出的纵向孔，同时在螺上钻出的纵向孔，同时在螺母两端装有两块扇形盖板或套筒母两端装有两块扇形盖板或套筒2，这样就在盖板上形成了滚珠的回程道口。滚道半径，这样就在盖板上形成了滚珠的回程道口。滚道半径为滚珠直径的为滚珠直径的1.4-1.6倍。这种方式结构简单，工艺性好，但滚道吻接处和弯曲处圆角倍。这种方式结构简单，工艺性好，但滚道吻接处和弯曲处圆角不易加工准确而影响了其性能，故应用很少，常以单螺母形式用作升降传动机构。不易加工准确而影响了其性能，故应用很少，常以单螺母形式用作升降传动机构。图图1-5端盖式端盖式项目知识项目知识 滚珠丝杠副在使用过程中，除了要求本身单一方向的传动精度较高以外，还对其滚珠丝杠副在使用过程中，除了要求本身单一方向的传动精度较高以外，还对其轴向间隙有着严格的要求，从而保证其反向的传动精度，滚珠丝杠副的轴向间隙是承轴向间隙有着严格的要求，从而保证其反向的传动精度，滚珠丝杠副的轴向间隙是承载时在滚珠与滚道型面接触点的弹性变形所引起的螺母位移量和螺母原有间隙的总和。载时在滚珠与滚道型面接触点的弹性变形所引起的螺母位移量和螺母原有间隙的总和。在滚珠丝杠机构中，一般采取双螺母预紧的方法，将弹性变形控制在最小限度内，从在滚珠丝杠机构中，一般采取双螺母预紧的方法，将弹性变形控制在最小限度内，从而减小或部分消除轴向间隙，从而可以提高滚珠丝杠副的刚度。而减小或部分消除轴向间隙，从而可以提高滚珠丝杠副的刚度。常用的双螺母消除轴向间隙的结构型式有以下三种：常用的双螺母消除轴向间隙的结构型式有以下三种：（1）垫片调隙式，如图）垫片调隙式，如图1-6所示，该结构通常用螺钉来连接滚珠丝杠两个螺母的凸缘，同所示，该结构通常用螺钉来连接滚珠丝杠两个螺母的凸缘，同时在凸缘间加垫片。时在凸缘间加垫片。图图1-6垫片调隙式滚珠丝杠副垫片调隙式滚珠丝杠副项目知识项目知识（2）螺纹调隙式，如图）螺纹调隙式，如图1-7所示，该结构的两个螺母中，一个螺母的外端有凸缘，而另外所示，该结构的两个螺母中，一个螺母的外端有凸缘，而另外一个螺母的外端没有凸缘，但制有螺纹，它伸出套筒外，并且用两个圆螺母固定着。一个螺母的外端没有凸缘，但制有螺纹，它伸出套筒外，并且用两个圆螺母固定着。图图1-7螺纹调隙式滚珠丝杠螺纹调隙式滚珠丝杠项目知识项目知识（3）齿差调隙式，如图）齿差调隙式，如图1-8所示，该结构在两个螺母的凸缘上都制有圆柱齿轮，两者齿数所示，该结构在两个螺母的凸缘上都制有圆柱齿轮，两者齿数相差一个齿，并装入内齿圈内，再利用螺钉或定位销将内齿圈固定在套筒上。相差一个齿，并装入内齿圈内，再利用螺钉或定位销将内齿圈固定在套筒上。图图1-8齿差调隙式滚珠丝杠齿差调隙式滚珠丝杠项目知识项目知识1-1-3 滚珠丝杠副的发展滚珠丝杠副的发展 早在早在19世纪末就发明了滚珠丝杠副，并于世纪末就发明了滚珠丝杠副，并于1874在美国获得专利，在美国获得专利，至今已有至今已有100多年的历史了，多年的历史了，1879年德国专利和年德国专利和1906年英国专利，也年英国专利，也都介绍了滚珠丝杠副不同的设计方法，但在发明后相当长的一段时间都介绍了滚珠丝杠副不同的设计方法，但在发明后相当长的一段时间里，滚珠丝杠副都因制造难度太大、成本太高而未能得到实际的应用。里，滚珠丝杠副都因制造难度太大、成本太高而未能得到实际的应用。应用领域：传统的应用行业如数控机床、机械传动、汽车行业应用领域：传统的应用行业如数控机床、机械传动、汽车行业等，精加工后的精密滚珠丝杠副还广泛应用于某些特殊领域，如航空、等，精加工后的精密滚珠丝杠副还广泛应用于某些特殊领域，如航空、宇航、石油钻井、核工业等，并且部分产品早已民用化。宇航、石油钻井、核工业等，并且部分产品早已民用化。项目实践项目实践滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副设计 1实践要求实践要求（1）掌握滚珠丝杠副的主要尺寸参数及型号标注；）掌握滚珠丝杠副的主要尺寸参数及型号标注；（2）熟悉滚珠丝杠副的选用原则及选择设计的注意事项；）熟悉滚珠丝杠副的选用原则及选择设计的注意事项；（3）掌握滚珠丝杠副的结构设计计算；）掌握滚珠丝杠副的结构设计计算；（4）熟悉滚珠丝杠副的安装方式。）熟悉滚珠丝杠副的安装方式。项目实践项目实践滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副设计 2实践过程实践过程1）滚珠丝杠副的主要尺寸及型号标注）滚珠丝杠副的主要尺寸及型号标注 滚珠丝杠副的主要尺寸参数如图滚珠丝杠副的主要尺寸参数如图1-9所示，它的主要尺寸参数有：所示，它的主要尺寸参数有：图图1-9滚珠丝杠副的主要尺寸滚珠丝杠副的主要尺寸项目实践项目实践滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副设计（1）公称直径）公称直径d0：它是指滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时包络：它是指滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时包络滚珠珠心的圆柱直径。滚珠珠心的圆柱直径。（2）导程）导程Ph：它是指丝杠相对于螺母旋转：它是指丝杠相对于螺母旋转 弧度时，螺母上基准点弧度时，螺母上基准点的轴向位移。的轴向位移。（3）行程）行程 ：它是丝杠相对于螺母旋转任意弧度时，螺母上基准点：它是丝杠相对于螺母旋转任意弧度时，螺母上基准点的轴向位移。的轴向位移。项目实践项目实践滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副设计 根据最新的国家标准根据最新的国家标准GB/T17587.5-2008的规定，滚珠丝杠副的的规定，滚珠丝杠副的型号根据其循环方式、预紧方式、结构、规格、精度和螺纹旋向等特型号根据其循环方式、预紧方式、结构、规格、精度和螺纹旋向等特征，按图征，按图1-10的格式进行标注。的格式进行标注。图图1-10滚珠丝杠副的型号标注滚珠丝杠副的型号标注项目实践项目实践滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副设计 一般厂商往往会省略一般厂商往往会省略GB字符，以其产品的结构类型号开头，其字符，以其产品的结构类型号开头，其标注如图标注如图1-11所示。所示。图图1-11滚珠丝杠副企业标注示例滚珠丝杠副企业标注示例项目实践项目实践滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副设计 滚珠丝杠副的结构、规格、精度和螺纹旋向等特征代号见表滚珠丝杠副的结构、规格、精度和螺纹旋向等特征代号见表1-1。表表1-1 滚珠丝杠副特征代号滚珠丝杠副特征代号项目实践项目实践滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副设计 2）滚珠丝杠副选择设计的原则）滚珠丝杠副选择设计的原则（1）精度级别的选择）精度级别的选择 滚珠丝杠副在用于纯传动时，通常选用滚珠丝杠副在用于纯传动时，通常选用“T”类（机械设计手册中类（机械设计手册中提到的传动类），其精度级别一般可选提到的传动类），其精度级别一般可选“T5”级（周期偏差在级（周期偏差在1丝以下）丝以下），“T7”级或级或“T10”级，其总长范围内偏差一般无要求（可不考虑加工级，其总长范围内偏差一般无要求（可不考虑加工时温差等对行程精度的影响，便于加工）。时温差等对行程精度的影响，便于加工）。（2）规格的选择）规格的选择 首先当然是要选能承受足够载荷（动载荷和静载荷）的滚珠丝杠首先当然是要选能承受足够载荷（动载荷和静载荷）的滚珠丝杠副规格。副规格。项目实践项目实践滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副设计（3）预紧方式的选择）预紧方式的选择 对于纯传动的情况，一般要求传动灵活，允许有一定返向间隙对于纯传动的情况，一般要求传动灵活，允许有一定返向间隙（不大，一般为几丝），多选用单螺母，它价格相对便宜、传动更灵（不大，一般为几丝），多选用单螺母，它价格相对便宜、传动更灵活；对于不允许有返向间隙的精密传动的情况，则需选择双螺母预紧，活；对于不允许有返向间隙的精密传动的情况，则需选择双螺母预紧，它能调整预紧力的大小，保持性好，并能够重复调整；另外，在行程它能调整预紧力的大小，保持性好，并能够重复调整；另外，在行程空间受限制的情况下，也可选用变位导程预紧（俗称错距预紧），该空间受限制的情况下，也可选用变位导程预紧（俗称错距预紧），该方式预紧力较小，且难以重复调整，一般不选用。方式预紧力较小，且难以重复调整，一般不选用。（4）导程的选择）导程的选择 选择导程跟所需要的运动速度、系统等有关，通常在：选择导程跟所需要的运动速度、系统等有关，通常在：4、5、6、8、10、12、20中选择，规格直径较大，导程一般也可选择较大。中选择，规格直径较大，导程一般也可选择较大。项目实践项目实践滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副设计 完整的滚珠丝杠副设计选型时，除了要考虑传动行程（间接影响完整的滚珠丝杠副设计选型时，除了要考虑传动行程（间接影响其他性能参数）、导程（结合设计速度和马达转速选取）、使用状态其他性能参数）、导程（结合设计速度和马达转速选取）、使用状态（影响受力情况），额定载荷（尤其是动载荷将影响寿命）、部件刚（影响受力情况），额定载荷（尤其是动载荷将影响寿命）、部件刚度（影响定位精度和重复定位精度）、安装形式（力系组成和力学模度（影响定位精度和重复定位精度）、安装形式（力系组成和力学模型）、载荷脉动情况（与静载荷一同考虑决定安全性），形状特性型）、载荷脉动情况（与静载荷一同考虑决定安全性），形状特性（影响工艺性和安装）等因素外，还需要对所选的规格的重复定位精（影响工艺性和安装）等因素外，还需要对所选的规格的重复定位精度、定位精度、压杆稳定性、极限转速、峰值静载荷以及循环系统极度、定位精度、压杆稳定性、极限转速、峰值静载荷以及循环系统极限速率（限速率（Dn值）等进行校核，进行修正选择后才能得到完全适用的值）等进行校核，进行修正选择后才能得到完全适用的规格，进而确定马达、轴承等关联件的特征参数。规格，进而确定马达、轴承等关联件的特征参数。项目实践项目实践滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副设计3）滚珠丝杠选择设计过程中的注意事项）滚珠丝杠选择设计过程中的注意事项滚珠丝杠副在选择设计过程中还要注意以下几个事项：滚珠丝杠副在选择设计过程中还要注意以下几个事项：（1）防逆转措施）防逆转措施 滚珠丝杠副逆传动的效率也很高，但其不能自锁，所以当其用于滚珠丝杠副逆传动的效率也很高，但其不能自锁，所以当其用于垂直运动或其他需要防止逆转的场合时，就需要设置防逆转装置，以垂直运动或其他需要防止逆转的场合时，就需要设置防逆转装置，以防止滚珠丝杠副的零部件因自身的重力而产生逆转。防止滚珠丝杠副的零部件因自身的重力而产生逆转。（2）防护、密封与润滑）防护、密封与润滑 为防止意外的机械磨损，避免灰尘、铁屑等污染物进入丝杠螺母为防止意外的机械磨损，避免灰尘、铁屑等污染物进入丝杠螺母内造成磨粒磨损，应在丝杠轴上安装防护装置，例如螺旋弹簧保护套、内造成磨粒磨损，应在丝杠轴上安装防护装置，例如螺旋弹簧保护套、折叠式防护套等，同时在螺母的两端安装密封圈。折叠式防护套等，同时在螺母的两端安装密封圈。滚珠丝杠副在使用过程中，还应根据不同的载荷和转速，采用相滚珠丝杠副在使用过程中，还应根据不同的载荷和转速，采用相应的润滑方式，从而提高传动效率以及延长滚珠丝杠副的使用寿命。应的润滑方式，从而提高传动效率以及延长滚珠丝杠副的使用寿命。项目实践项目实践滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副设计（3）其他事项）其他事项在重载荷情况下，应尽可能使丝杠受拉力，避免受压产生横向位移；在重载荷情况下，应尽可能使丝杠受拉力，避免受压产生横向位移；在安排螺母承载凸缘位置时，应尽量使螺母、螺杆同时受拉或受压，在安排螺母承载凸缘位置时，应尽量使螺母、螺杆同时受拉或受压，使两者变形方向一致，滚动体和滚道受载均匀，有利于长期保持精度。使两者变形方向一致，滚动体和滚道受载均匀，有利于长期保持精度。滚珠丝杠副的传动质量，可通过增加滚珠丝杠副的负载滚珠有效圈滚珠丝杠副的传动质量，可通过增加滚珠丝杠副的负载滚珠有效圈数来提高。例如负载滚珠有效圈数由数来提高。例如负载滚珠有效圈数由3圈变为圈变为5圈，滚珠丝杠副的刚度圈，滚珠丝杠副的刚度和承受动载荷的能力就提高了和承受动载荷的能力就提高了1.41.6倍。倍。项目实践项目实践滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副设计4）滚珠丝杠副的结构设计）滚珠丝杠副的结构设计 CKD系列某一数控铣床工作台进给用的滚珠丝杆副，已知平均系列某一数控铣床工作台进给用的滚珠丝杆副，已知平均工作载荷工作载荷 ,丝杠工作长度丝杠工作长度 ，平均转速，平均转速 ，最大转，最大转速速 ，使用寿命，使用寿命 左右，丝杠材料为左右，丝杠材料为 钢，滚钢，滚道硬度为道硬度为 ，传动精度要求，传动精度要求 。（具体过程略）。（具体过程略）项目实践项目实践滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副设计5）滚珠丝杠副的安装方式）滚珠丝杠副的安装方式 目前滚珠丝杠副常用的安装方式主要有如下几种：目前滚珠丝杠副常用的安装方式主要有如下几种：丝杆旋转类：丝杆旋转类：（1）（固定）（固定固定）双推固定）双推双推方式：滚珠丝杠两端均固定，固定端轴承都双推方式：滚珠丝杠两端均固定，固定端轴承都可以同时承受轴向力。双推方式可以对丝杠施加适当的预拉力，提高丝杠支可以同时承受轴向力。双推方式可以对丝杠施加适当的预拉力，提高丝杠支承刚度和部分补偿丝杠的热变形。承刚度和部分补偿丝杠的热变形。（2）（固定）（固定自由）双推自由）双推自由方式：滚珠丝杠一端固定一端自由，固定端自由方式：滚珠丝杠一端固定一端自由，固定端的轴承可以同时承受轴向力和径向力，这类结构适用于行程小的短丝杠或者的轴承可以同时承受轴向力和径向力，这类结构适用于行程小的短丝杠或者全封闭式的机床。全封闭式的机床。（3）（固定）（固定支承）双推支承）双推支承方式：丝杠一端固定一端支承。固定端轴承支承方式：丝杠一端固定一端支承。固定端轴承同时可以承受轴向力和径向力。支承端轴承只承受径向力且能作微量的轴向同时可以承受轴向力和径向力。支承端轴承只承受径向力且能作微量的轴向浮动，滚珠丝杠热变形可以自由地向一端伸长，同时也避免或减少滚珠丝杠浮动，滚珠丝杠热变形可以自由地向一端伸长，同时也避免或减少滚珠丝杠因自重而出现的弯曲。因自重而出现的弯曲。螺母旋转类：螺母旋转类：（4）丝杠固定不动、螺母旋转方式：这种方式螺母一边转动、一边沿固定不）丝杠固定不动、螺母旋转方式：这种方式螺母一边转动、一边沿固定不动的丝杠作轴向移动。螺母惯性小、运动灵活，可实现的转速高，但由于丝动的丝杠作轴向移动。螺母惯性小、运动灵活，可实现的转速高，但由于丝杠不动，这样就避免了细长滚珠丝杠高速运转时出现的种种问题以及受临界杠不动，这样就避免了细长滚珠丝杠高速运转时出现的种种问题以及受临界转速限制的问题。转速限制的问题。项目实践项目实践滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副设计3项目小结项目小结 1）滚珠丝杠副的发展）滚珠丝杠副的发展（1）空心强冷技术的新发展）空心强冷技术的新发展（2）提高滚珠丝杠副的精度）提高滚珠丝杠副的精度（3）注重节能环保）注重节能环保2）滚珠丝杠副制约因素）滚珠丝杠副制约因素 滚珠丝杠副在高速驱动时也存在大量的问题，其中最主要的问题滚珠丝杠副在高速驱动时也存在大量的问题，其中最主要的问题是：噪声、温升、精度。滚珠丝杠副噪声产生的原因主要有：滚珠在是：噪声、温升、精度。滚珠丝杠副噪声产生的原因主要有：滚珠在循环回路中的流畅性、滚珠之间的碰撞、滚道的粗糙度、丝杠的弯曲循环回路中的流畅性、滚珠之间的碰撞、滚道的粗糙度、丝杠的弯曲等。滚珠丝杠副的温升主要是由滚珠与丝杠、螺母、反向器之间的摩等。滚珠丝杠副的温升主要是由滚珠与丝杠、螺母、反向器之间的摩擦及滚珠之间的摩擦产生的。擦及滚珠之间的摩擦产生的。项目实践项目实践滚珠丝杠副设计滚珠丝杠副设计4项目评价项目评价知识拓展知识拓展滚珠丝杠副的其他应用滚珠丝杠副的其他应用 随着机械制造业的发展，滚珠丝杠副不但是各类数控装备的核心功能部件，而且随着机械制造业的发展，滚珠丝杠副不但是各类数控装备的核心功能部件，而且还是机械工业领域中资本密集型和技术密集型的重要通用零部件。在线性传动家族中还是机械工业领域中资本密集型和技术密集型的重要通用零部件。在线性传动家族中（普通滑动丝杠副、静压丝杠副、油缸传动、齿轮（普通滑动丝杠副、静压丝杠副、油缸传动、齿轮齿条、直线电动机等），滚珠丝齿条、直线电动机等），滚珠丝杠副是应用面很广、产业化程度较高的产品。杠副是应用面很广、产业化程度较高的产品。1在航空、航天领域的应用在航空、航天领域的应用 2在核反应堆及其他恶劣环境中的应用在核反应堆及其他恶劣环境中的应用3在重型机床、重型机械和钢铁冶金装备中的应用在重型机床、重型机械和钢铁冶金装备中的应用4在在“高铁高铁”等交通运输装备领域的应用等交通运输装备领域的应用5在电子设备、仪器仪表、医疗机械及微型机械中的应用在电子设备、仪器仪表、医疗机械及微型机械中的应用项目项目1-2 直线导轨机构直线导轨机构 项目思考直线导轨常用的种类？直线导轨机构直线导轨的应用领域？直线导轨机构的特点？直线导轨的定义及特点直线导轨的工作原理及结构直线导轨的发展历程直线导轨的主要技术参数直线导轨的选用项目知识项目实践知识分布网络直线导轨的发展最新的直线导轨机构知识拓展典型直线导轨及使用案例项目思考项目思考活塞车床用直线导轨机构的种类和特点活塞车床用直线导轨机构的种类和特点 1定子定子2动子动子3滑台滑台4直线导轨副直线导轨副5光栅光栅6底座底座7机械挡块机械挡块8非圆截面工件非圆截面工件9刀架刀架10限位开关限位开关11导线抱链导线抱链图图1-13活塞车床活塞车床 如图1-13所示，这是一台活塞车床，为了尽可能的减小滑台重量以提高进给系统的快速响应性能和加速度，该导轨采用了直线导轨机构。问题思考：问题思考：从两方面去思考：从两方面去思考：1.1.直线导轨机构常用的种类有哪些？同时对于导轨的基本要求有哪些？直线导轨机构常用的种类有哪些？同时对于导轨的基本要求有哪些？2.2.直线导轨机构的特点有哪些？直线导轨机构的特点有哪些？项目知识项目知识 1-2-1 直线导轨的定义及特点直线导轨的定义及特点 直线导轨又称为线轨、滑轨、线性导轨、线性滑轨，主要用于直直线导轨又称为线轨、滑轨、线性导轨、线性滑轨，主要用于直线往复运动场合，但它又拥有比直线轴承更高的额定负载，同时可以线往复运动场合，但它又拥有比直线轴承更高的额定负载，同时可以承受一定的扭矩，可以在高负载的情况下实现高精度的直线运动。承受一定的扭矩，可以在高负载的情况下实现高精度的直线运动。常用的直线导轨具有以下几方面的特点：常用的直线导轨具有以下几方面的特点：1）具有良好的自动调心能力）具有良好的自动调心能力 因为采用的是圆弧沟槽的因为采用的是圆弧沟槽的DF组合，所以在安装的时候，即使安装组合，所以在安装的时候，即使安装面产生一定的误差，但通过中间钢珠的弹性变形以及接触点的转移，面产生一定的误差，但通过中间钢珠的弹性变形以及接触点的转移，还有线轨滑块内部的吸收，可以消除这部分位移误差，从而产生自动还有线轨滑块内部的吸收，可以消除这部分位移误差，从而产生自动调心能力，以获得高精度稳定的平滑运动。调心能力，以获得高精度稳定的平滑运动。2）具有良好的互换性）具有良好的互换性 由于严格掌控着生产制造精度，所以生产出来的直线导轨都能维由于严格掌控着生产制造精度，所以生产出来的直线导轨都能维持在一定的水准内，而且为了防止钢珠的脱离，专门设计了保持器，持在一定的水准内，而且为了防止钢珠的脱离，专门设计了保持器，所以这部分系列具有可换性。所以这部分系列具有可换性。3）所有方向都具有高刚性）所有方向都具有高刚性项目知识项目知识 1-2-2 直线导轨的工作原理及结构组成直线导轨的工作原理及结构组成 常用的直线导轨结构如图常用的直线导轨结构如图1-14所示，所示，它一般由导轨、滑块、滚动它一般由导轨、滑块、滚动体和保持器等组成，导轨是固定组件，主要起导向作用，滑块是移动体和保持器等组成，导轨是固定组件，主要起导向作用，滑块是移动组件。组件。图图1-14直线导轨结构直线导轨结构项目知识项目知识 1-2-3 直线导轨的发展直线导轨的发展直线导轨目前的应用领域主要有：直线导轨目前的应用领域主要有：（1）数控龙门铣、数控落地镗、大型五面加工中心等高精、大型专）数控龙门铣、数控落地镗、大型五面加工中心等高精、大型专用设备。用设备。（2）精密电子机械）精密电子机械,自动化设备等工业生产领域。自动化设备等工业生产领域。图图1-15直线导轨直线导轨项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用 1实践要求实践要求（1）熟悉直线导轨的主要技术参数；）熟悉直线导轨的主要技术参数；（2）熟悉直线导轨的选用；）熟悉直线导轨的选用；（3）熟悉典型直线导轨的使用问题。）熟悉典型直线导轨的使用问题。2实践过程实践过程1）直线导轨的主要技术参数及精度等级）直线导轨的主要技术参数及精度等级（1）额定静载荷）额定静载荷(a)2点接触点接触(b)4点接触点接触图图1-16滚道截面图滚道截面图项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用（2）额定动载荷）额定动载荷 所谓额定寿命便是指在相同条件下连续运作所谓额定寿命便是指在相同条件下连续运作,其中其中90%的直线导轨不会产生表面疲劳的直线导轨不会产生表面疲劳点蚀、表面磨损等失效时，直线导轨所能行走的总距离。点蚀、表面磨损等失效时，直线导轨所能行走的总距离。滚动体为球体时，直线导轨额定寿命的计算公式为：滚动体为球体时，直线导轨额定寿命的计算公式为：（km）（1-9）式中式中 额定寿命额定寿命 额定动载荷额定动载荷 计算载荷计算载荷 温度系数（见表温度系数（见表1-7）接触系数（见表接触系数（见表1-8）精度系数（见表精度系数（见表1-9）载荷系数（见表载荷系数（见表1-10）硬度系数（由于产品的技术要求规定，滚道硬度不得低于硬度系数（由于产品的技术要求规定，滚道硬度不得低于HRC58,故通常可故通常可取取=1）滚动直线导轨副的额定寿命为滚动直线导轨副的额定寿命为L=50km时，作用在滑块上大小和方向不变化的载荷称时，作用在滑块上大小和方向不变化的载荷称为额定动载荷。为额定动载荷。项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用（3）基本容许静力矩）基本容许静力矩(Mx，My，Mz)当直线导轨受到载荷或冲击作用时，必然会产生力矩，从而使得直线导轨的轨道当直线导轨受到载荷或冲击作用时，必然会产生力矩，从而使得直线导轨的轨道沟槽和钢珠发生塑性变形，当塑性变形量达到钢珠直径的万分之一时，我们称这种作沟槽和钢珠发生塑性变形，当塑性变形量达到钢珠直径的万分之一时，我们称这种作用力矩为基本容许静力矩，其用力矩为基本容许静力矩，其X、Y、Z三个轴向的值分别以三个轴向的值分别以Mx、My、Mz来表示，如来表示，如图图1-17所示。所示。图图1-17X、Y、Z三个轴向的值三个轴向的值项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用（4）温度系数）温度系数 直线导轨的工作温度超过直线导轨的工作温度超过100时，导轨表面的硬度就会下降，与在常温下使用相时，导轨表面的硬度就会下降，与在常温下使用相比，寿命会大大缩短，计算时要将基本额定动负荷比，寿命会大大缩短，计算时要将基本额定动负荷 乘以温度系数乘以温度系数 ，温度系数，温度系数 如表如表1-7所示。所示。表表1-7温度系数温度系数工作温度1001001501502002002501.000.900.730.60项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用（5）接触系数）接触系数 大多数情况下，导轨为了实现直线运动，至少需要安装两个以上的滚动滑块，但安装滑大多数情况下，导轨为了实现直线运动，至少需要安装两个以上的滚动滑块，但安装滑块之后，由于受安装精度和滑块自身精度的影响，滑块上并不一定受到均布载荷，因此在进块之后，由于受安装精度和滑块自身精度的影响，滑块上并不一定受到均布载荷，因此在进行寿命计算时应将基本额定动负荷行寿命计算时应将基本额定动负荷 乘以接触系数乘以接触系数 ，接触系数，接触系数 如表如表1-8所示。所示。（6）精度系数）精度系数 直线导轨是一种高精密度的机械零部件，其精度系数直线导轨是一种高精密度的机械零部件，其精度系数 如表如表1-9所示。所示。表表1-8接触系数接触系数 精度等级23451.01.00.90.9精度等级23451.01.00.90.9表表1-9精度系数精度系数项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用（7）载荷系数）载荷系数 在计算作用于直线滚动导轨上负荷时，必须正确地计算出因物体重量而产生的负在计算作用于直线滚动导轨上负荷时，必须正确地计算出因物体重量而产生的负荷，包括因运动速度变化而产生的惯性负荷和由于悬重部分而造成的力矩负荷。另外，荷，包括因运动速度变化而产生的惯性负荷和由于悬重部分而造成的力矩负荷。另外，机床在作往复运动时，常常伴随着振动和冲击，特别是在高速运动时产生的振动及正机床在作往复运动时，常常伴随着振动和冲击，特别是在高速运动时产生的振动及正常工作时因反复起动、停止等操作而产生的冲击等，往往很难正确地计算出来。因此，常工作时因反复起动、停止等操作而产生的冲击等，往往很难正确地计算出来。因此，进行寿命计算时应将基本额定动负荷进行寿命计算时应将基本额定动负荷 除以负荷系数除以负荷系数 ，负荷系数，负荷系数 如表如表1-10所示。所示。（8）硬度系数）硬度系数 为了充分发挥直线导轨的负载能力，滚动面的硬度一般在为了充分发挥直线导轨的负载能力，滚动面的硬度一般在HRC5862，如若低于，如若低于HRC58，在计算基本额定动负荷和基本额定静负荷时就要乘以硬度系数，在计算基本额定动负荷和基本额定静负荷时就要乘以硬度系数 。工作条件无外部冲击或震动的低速运动场合，速度小于15m/min无明显冲击或震动的中速运动场合，速度小于1560m/min有外部冲击或震动的高速运动场合，速度大于60m/min1-1.51.5-2.02.0-3.5表表1-10负荷系数负荷系数项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用 2）直线导轨的选用）直线导轨的选用 直线导轨副作为加工机械的关键零部件，同时直线导轨副也有系列产品，但在选直线导轨副作为加工机械的关键零部件，同时直线导轨副也有系列产品，但在选用时应遵循以下几条原则。用时应遵循以下几条原则。（1）精度不干涉原则）精度不干涉原则 导轨的各项精度不管是在制造过程中，还是在使用过程中都不能互相影响，这样导轨的各项精度不管是在制造过程中，还是在使用过程中都不能互相影响，这样才能获得较高的精度。才能获得较高的精度。（2）动摩擦系数相近的原则）动摩擦系数相近的原则 在选用滚动直线导轨或者塑料直线导轨时，由于其摩擦系数都比较小，所以应尽在选用滚动直线导轨或者塑料直线导轨时，由于其摩擦系数都比较小，所以应尽量将动摩擦系数相近，从而获得较低的运动速度和较高的重复定位精度。量将动摩擦系数相近，从而获得较低的运动速度和较高的重复定位精度。（3）导轨自动贴合原则）导轨自动贴合原则 直线导轨需要较高的精度，就必须使得相互结合的导轨有自动贴合的性能。直线导轨需要较高的精度，就必须使得相互结合的导轨有自动贴合的性能。项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用 一般来说，直线导轨的主要失效形式是接触疲劳剥离和疲劳磨损，所以直线导轨一般来说，直线导轨的主要失效形式是接触疲劳剥离和疲劳磨损，所以直线导轨副的选用必须根据使用条件、负载能力和预期寿命选用。副的选用必须根据使用条件、负载能力和预期寿命选用。具体的选用过程如图具体的选用过程如图1-20所示。所示。图图1-20直线导轨的选用过程直线导轨的选用过程项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用 直线导轨在选用的过程中可以根据计算结果随时返回到前面的步骤进行重新的选择和设定。如直线导轨在选用的过程中可以根据计算结果随时返回到前面的步骤进行重新的选择和设定。如果选用的直线导轨副刚性不足，可以提高预压力，加大选用尺寸或增加滑块数来提高刚性。所谓预果选用的直线导轨副刚性不足，可以提高预压力，加大选用尺寸或增加滑块数来提高刚性。所谓预压力是预先给予钢珠负荷力，利用钢珠与珠道之间负向间隙给予预压，这样能够提高直线导轨的刚压力是预先给予钢珠负荷力，利用钢珠与珠道之间负向间隙给予预压，这样能够提高直线导轨的刚性和消除间隙。按照预压力的大小可以分为不同的预压等级。预压力数值跟应用范围如表性和消除间隙。按照预压力的大小可以分为不同的预压等级。预压力数值跟应用范围如表1-11所示。所示。预压等级标记预压力精度等级适用范围普通间隙ZF间隙值0.004-0.015mmC搬运装置、自动包装机无预压Z0间隙值0-0.003mmC-UP自动化产业机械轻预压Z10.02CC-UP一般工具机的XY轴、焊接机、熔断机中预压Z20.05CH-UP一般工具机的Z轴、放电加工机、NC车床、精密XY平台、测定器重预压Z30.07CH-UP机械加工中心、磨床、NC车床、立式或卧式铣床、机床的Z轴超重预压Z40.13CH-UP重切削加工机表表1-11直线导轨预压力直线导轨预压力项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用 3）典型直线导轨及使用案例）典型直线导轨及使用案例 在移动导轨与固定导轨之间放入一些滚动体（滚珠、滚柱或滚针），使相配合的在移动导轨与固定导轨之间放入一些滚动体（滚珠、滚柱或滚针），使相配合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“爬行爬行”现现象，故运动均匀平稳。滚动导轨的缺点是：导轨面和滚动体是点接触或线接触，抗振象，故运动均匀平稳。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。精度要求高。常见的滚动导轨主要有滚珠导轨、滚柱导轨和滚针导轨。常见的滚动导轨主要有滚珠导轨、滚柱导轨和滚针导轨。（1）滚珠导轨，如图）滚珠导轨，如图1-21所示。所示。图图1-21滚珠导轨滚珠导轨滚珠导轨的导轨以滚珠作为滚动体，所滚珠导轨的导轨以滚珠作为滚动体，所以滚珠与导轨面是点接触，故运动灵敏度好，以滚珠与导轨面是点接触，故运动灵敏度好，定位度高，但其承载能力和刚度较小，一般定位度高，但其承载能力和刚度较小，一般都需要通过预紧提高承载能力和刚度。都需要通过预紧提高承载能力和刚度。项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用（2）滚柱导轨，如图）滚柱导轨，如图1-22所示。滚柱导轨的导轨以滚柱作为滚动体，所以滚柱与导轨所示。滚柱导轨的导轨以滚柱作为滚动体，所以滚柱与导轨面是线接触，故导轨的承载能力及刚度都比滚珠导轨要大，耐磨性也更好，但对于安面是线接触，故导轨的承载能力及刚度都比滚珠导轨要大，耐磨性也更好，但对于安装的要求也高。装的要求也高。（3）滚针导轨，如图）滚针导轨，如图1-23所示。滚针导轨的导轨以滚针作为滚动体，滚针比同直径的所示。滚针导轨的导轨以滚针作为滚动体，滚针比同直径的滚柱长度更长，滚针与导轨面也是线接触。滚针导轨的特点是尺寸小，结构紧凑。滚柱长度更长，滚针与导轨面也是线接触。滚针导轨的特点是尺寸小，结构紧凑。图图1-22滚柱导轨滚柱导轨图图1-23滚针导轨滚针导轨项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用 案例1 如图1-24所示，这是一台单柱坐标镗床，其主轴垂直布置，并由主轴套筒带动，同时作上下移动以实现垂直进给,有的主轴箱还可沿立柱导轨上下移动以适应不同高度的工件。工作台沿滑座作纵向移动，滑座沿床身导轨作横向移动，以配合坐标定位。图图1-24单柱坐标镗床单柱坐标镗床 该小型坐标镗床的工作台在设计之初原该小型坐标镗床的工作台在设计之初原采用滑动导轨，其结构如图采用滑动导轨，其结构如图1-251-25所示，所示，图图1-25小型坐标镗床导轨的原结构小型坐标镗床导轨的原结构项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用 这种结构设计在使用过程中，一旦遇到工作载荷有较大的倾复力矩时，就会使得这种结构设计在使用过程中，一旦遇到工作载荷有较大的倾复力矩时，就会使得工作台的一端抬起，从而使得机床在加工时发生抖动，严重影响加工精度，甚至无法工作台的一端抬起，从而使得机床在加工时发生抖动，严重影响加工精度，甚至无法加工。为了改进这一缺陷，现采用滚柱导轨，其结构如图加工。为了改进这一缺陷，现采用滚柱导轨，其结构如图1-26所示，同时增加了预压所示，同时增加了预压板板A、B，从而使得它们与导轨的间隙不大于，从而使得它们与导轨的间隙不大于0.02mm，并采用弹簧压紧。，并采用弹簧压紧。图1-26 小型坐标镗床导轨的新结构 项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用 小型坐标镗床改进之后的效果如图小型坐标镗床改进之后的效果如图1-27和表和表1-12所示。所示。a)载荷中心在导轨跨距之外载荷中心在导轨跨距之外b)载荷中心在导轨跨距之内载荷中心在导轨跨距之内图图1-27机床刚度实验曲线机床刚度实验曲线表表1-12小型坐标镗床导轨改进以后的效果小型坐标镗床导轨改进以后的效果 结构载荷中心位置原结构新结构最大变形倾侧最大变形倾侧载荷中心在导轨跨距之外（图1-27a）1.5m3.5m0.6m1m载荷中心在导轨跨距之内（图1-27b）1.1m2m0.5m1m项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用 案例案例2 直线导轨支承的工作台左、右移动时，因为工作台本身重量的影响，从而使滚直线导轨支承的工作台左、右移动时，因为工作台本身重量的影响，从而使滚珠产生变形，导致工作台倾斜，从而产生误差。现有一精密仪器的钢制工作台支持在珠产生变形，导致工作台倾斜，从而产生误差。现有一精密仪器的钢制工作台支持在两条直线导轨上，每条导轨上有两条直线导轨上，每条导轨上有2个个 的滚珠支承工作台（如图的滚珠支承工作台（如图1-28所示），该工所示），该工作台重作台重100N，左右行程各，左右行程各60mm，两个滚珠之间的距离，两个滚珠之间的距离L=100mm。具体要求：。具体要求：判定判定该直线导轨机构能否满足要求；该直线导轨机构能否满足要求；如不满足应当如何改进。如不满足应当如何改进。(具体过程略）具体过程略）图图1-28钢制工作台钢制工作台项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用 4）直线导轨的安装）直线导轨的安装 直线导轨在安装过程中主要存在水平方向和垂直方向的误差，安装误差产生的影直线导轨在安装过程中主要存在水平方向和垂直方向的误差，安装误差产生的影响分为寿命、摩擦、精度三个因素。响分为寿命、摩擦、精度三个因素。直线导轨在安装使用过程中，其安装过程一般为：首先在安装直线导轨之前必须直线导轨在安装使用过程中，其安装过程一般为：首先在安装直线导轨之前必须清除机械零件表面的毛边、污物以及表面伤痕等。清洗工作完成之后，将主轨轻轻地清除机械零件表面的毛边、污物以及表面伤痕等。清洗工作完成之后，将主轨轻轻地安置在床台上，使用侧向固定螺丝或其他固定工具使线轨与侧向安装面轻轻贴合。安置在床台上，使用侧向固定螺丝或其他固定工具使线轨与侧向安装面轻轻贴合。直线导轨在安装与使用时还要注意以下几点：直线导轨在安装与使用时还要注意以下几点：（1）如果安装的是成对的导轨，则应对导轨进行成对的编号，编号末尾有）如果安装的是成对的导轨，则应对导轨进行成对的编号，编号末尾有“J”的的为基准导轨，例如为基准导轨，例如36006009J为基准导轨，为基准导轨，36006009为非基准导轨；为非基准导轨；（2）接长导轨成对安装时，也要注意接长处的编号；）接长导轨成对安装时，也要注意接长处的编号；（3）部分精密直线导轨，厂家制造生产之后，都对其进行了精度和滚动性能的调）部分精密直线导轨，厂家制造生产之后，都对其进行了精度和滚动性能的调试，所以在使用过程中不能私自拆装，从而损失原有的精度和灵活性。试，所以在使用过程中不能私自拆装，从而损失原有的精度和灵活性。项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用 3项目小结项目小结 “高效率高效率”是整个产业竞争的关键，再加上目前社会对绿色环保概是整个产业竞争的关键，再加上目前社会对绿色环保概念的加强，高速化与环保化已成为整个行业发展不可或缺的两大项目。念的加强，高速化与环保化已成为整个行业发展不可或缺的两大项目。中国经济持续快速的增长，为直线导轨产品提供了巨大的市场空间，中国经济持续快速的增长，为直线导轨产品提供了巨大的市场空间，中国市场强烈的诱惑力，使得世界都把目光聚焦在了中国市场上。进中国市场强烈的诱惑力，使得世界都把目光聚焦在了中国市场上。进入入21世纪以来，我国直线导轧行业从规模上已进入世界前三名。虽然世纪以来，我国直线导轧行业从规模上已进入世界前三名。虽然还有这样或那样的不足，但我国直线导轨工具行业以趋于成熟，今后还有这样或那样的不足，但我国直线导轨工具行业以趋于成熟，今后的发展将以创新、提升、优化为主要模式，从而走向自润式、高防尘、的发展将以创新、提升、优化为主要模式，从而走向自润式、高防尘、低噪音与模组化的趋势。主要有以下产品：低噪音与模组化的趋势。主要有以下产品：1）自润式直线导轨）自润式直线导轨2）高防尘直线导轨）高防尘直线导轨3）定位式直线导轨）定位式直线导轨4）模组化平台）模组化平台5）微型导轨）微型导轨项目实践项目实践直线导轨的主要技术参数与选用直线导轨的主要技术参数与选用 4项目评价项目评价项目目标分值评分得分