直线导轨的结构

在承导件和运动件之间放进一些转动体(滚珠、滚柱或滚针)，使相配的两个导轨面不直接接触的导轨，称为转动导轨。

转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，转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转动导轨的缺点是:导轨面和转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:对导轨的外形精度和转动体的尺寸精度要求高。

一、结构形式

滚珠导轨- 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。

滚柱导轨-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。滚柱对导轨的不平度较敏感，轻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。

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，调整防护轻易等优点。由于滚柱在封闭的滚道内转动，故可用于行程很大的导轨上。

二、转动导轨设计的一般题目

1、结构形式的选择:转动导轨按其结构特点，分为开式和闭式两种。开式转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。滚珠导轨的灵活性较好，结构简单，制造轻易，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。转动导轨采用标准转动轴承，结构简单，制造轻易，润滑方便。宜用于中等精度的场合。为了增加转动导轨的承载能力，可施预加载荷。这时刚度大，且没有间隙，精度相应进步，但阻尼比无预加载荷时大，制造复杂，本钱高。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条件下，尽可能使导轨的长度短一些。

采用循环式的转动导轨支承时，运动件的行程长度不受限制。转动体尺寸和数目:转动体直径大，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，假如不受结构的限制，应有限选用尺寸较大的转动体。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)当转动体的数目增加时，导轨的承载能力和刚度也增加。但转动体的数目不宜太多，过多会增加载荷在转动体上分布的不均匀性，刚度反而下降。若转动体数目太少，制造误差将会明显地影响运动件的导向精度。一般在一个转动带回上，转动体的数目少为 12 个。

三、转动导轨刚度及预紧方法:

1、当工作台往复移动时，工作台压在两端转动体上的压力会发生变化，受力大的转动体变形大，受力小的转动体变形小。当导轨在位置1时，两端转动体受力相等，工作台保持水平:当导轨移动到位置1或I时，两端转动体受力不相等，变形不一致，使工作台倾斜 a 角，由此造成误差。

2、为减小导轨变形，进步刚度，除公道选择转动体的外形、尺寸、数目和适当增加工作台的厚度外，常用预加载荷的办法来进步导轨的刚度。燕尾形转动导轨，用移动导轨板获得并控制预加载荷。试验证实: 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，刚度不会明显进步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，公道的过盈量应使导轨刚度较好而牵引力不大。

四、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，制定出转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。转动体的直径差，对于一般的导轨，全部转动体的直径差不大于 2 微米，每组转动体的直径差不大于 1 微米对于精密导轨，全部转动体的直径差不大于 1微米，每组转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 25x25 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。