第13讲支承与导轨2

§3-3仪表支承和导轨1）填入式滚珠支承2.非标准型滚动轴承在精密仪器仪表中，由于结构上的原因，不能采用标准型轴承，因此出现了非标准型的滚动摩擦支承直角形内球面圆角形是一种结构尺寸较小、结构特殊的滚动支承，一般没有保持架、外圈和内圈，滚珠与轴颈和支承构件直接接触。§3-3仪表支承和导轨直角形摩擦力矩最小，可自动定心，但表面接触情况欠佳，承载能力较低内球面摩擦力矩和承载能力介于二者之间，但加工困难圆角形摩擦力矩较大，承载能力也大，但不能自动定心2）刀口支承§3-3仪表支承和导轨仪表中有的构件仅能作转角（8°～10°）不大的摆动，在此范围内摆动的支承叫刀口支承刀口支承由刀刃和支承垫座组成。刀刃是一个半径很小（0.0005～0.005mm）的圆柱面，摆动时刃口的小圆柱面在支承垫座表面上滚动。刀的断面形状§3-3仪表支承和导轨因刀刃的接触面积很小，所以要求刀刃有足够的硬度和耐磨性。选用淬火工具钢，顶角取45～90°；宝石，顶角取60～120°。支承垫座形状§3-3仪表支承和导轨支承垫座的材料要求既坚硬又耐磨，一般垫的硬度就高于刀的硬度。刀的固定§3-3仪表支承和导轨压合法螺钉紧固法§3-3仪表支承和导轨垫座的固定压合法螺钉紧固法胶接法§3-3仪表支承和导轨特点及应用刀口支承的特点是摩擦力矩和磨损都小、灵敏；广泛应用于杠杆平衡式机构中，如各种天平、流量和压差等测量仪表中。§3-3仪表支承和导轨（三）弹性摩擦支承利用弹性元件的变形来保证转运件绕规定轴线转动§3-3仪表支承和导轨①弹性摩擦非常小，经常忽略不计，反应灵敏；②结构简单，制造容易，成本低，不要求润滑、维护；③没有间隙，对仪表不会造成回差；④没有磨损，使用寿命长；⑤只允许运动构件作小角度的摆动；⑥支承端部的固定要牢靠，不允许产生滑动；⑦具有恢复力矩。弹性摩擦支承特点§3-3仪表支承和导轨（四）流体摩擦支承液体静压支承流体摩擦支承是在支承中充以一定的流体，将被支承构件浮起来，使之与构件不直接接触。§3-3仪表支承和导轨气体静压支承(负荷小时采用)流体摩擦支承的特点①流体摩擦阻力小，支承灵敏，磨损小，寿命长；②允许转速高，可达每分钟几十万转；③轴颈、轴承的制造精度要求高；④需有供应高压流体的专门设备，成本高。§3-3仪表支承和导轨支承类型方向精度摩擦力矩温度不灵敏性允许负荷耐磨能力制造成本抗振能力适用范围圆柱支承CDCAB~CA~BB应用广泛，用于较大载荷和转矩，以及有振动、冲击场合圆锥支承AEEABDA～B用于垂直轴工作，承受轴向载荷，运动精度很高的垂直轴系顶针支承ACCEEAD用于小载荷、低转速、要求较高运动精度和较小摩擦力矩的场合球面支承BCCDDCC回转轴在工作中可在其轴线平面内作摆动的情况使用支承的性能及适用范围（A最好、E最差）支承类型方向精度摩擦力矩温度不灵敏性允许负荷耐磨能力制造成本抗振能力适用范围轴尖支承EBBEDCE在回转速度小、载荷小的情况下应用，具有很小的摩擦力矩滚动支承BCAAADA用于高转速、较大载荷而要求较小摩擦力矩、工作条件较差的场合刀口支承DAABADD在很小角度内摆动，具有很小的摩擦力矩，多用于天平式仪器中弹性支承D～EBBABB具有极小的摩擦力矩，应用于小转角的电测仪表中流体支承BABBAEA在高转速情况下应用，摩擦和磨损都极小，但结构复杂成本高支承的性能及适用范围（A最好、E最差）§3-3仪表支承和导轨二、导轨导轨是保持构件之间作直线运动的一种机构。由运动件和承导件组成运动件作直线运动部分，将需要获得直线运动的零部件或机构置于运动件上。承导件是用来支承和限制运动件，使其只能作确定的直线运动。按导轨副间的摩擦性质分类:（a）滑动摩擦导轨（b）滚动摩擦导轨（c）流体摩擦导轨矩形对称三角形不对称三角形燕尾形圆形凸形凹形1.滑动摩擦导轨的结构（按导轨承导面的截面形状分）§3-3仪表支承和导轨§3-3仪表支承和导轨滑动摩擦导轨的特点对称三角形不对称三角矩形燕尾形圆形凸形凹形磨损后能自动补偿，还会产生间隙，导向精度高，但制造检修困难制造简单，承载能力大，安装调整方便，但磨损后不能自动补偿间隙调整方便，可承受颠覆力矩，但刚性差，加工检修不便，低速力小场合制造简单，可达高精度配合，适用于承受轴向载荷作用场合§3-3仪表支承和导轨凸形与凹形的区别凸形导轨不易积存切屑、脏物，但也不易积存润滑油，故宜用于低速场合；凹形导轨与凸形导轨正相反，可用作高速导轨，但需要配备良好的保护装置，以防切屑、脏物掉入。§3-3仪表支承和导轨滑动导轨的组合形式限制运动部件自由度的面可以集中在一条导轨上，但在垂直于移动方向的平面内的颠覆力矩的能力较差。故多采用两条导轨组合的形式。双矩形导轨常用的组合形式双三角形导轨三角形—矩形导轨①双矩形导轨§3-3仪表支承和导轨双矩形导轨承载能力较大，但导向性稍差，多用于一般精度的重型机械。§3-3仪表支承和导轨双三角形导轨的两条三角形导轨同时起支承和导向的作用，它的导向性和精度保持性都高。但由于定位、加工、检验和维修都比较困难，因此多用于精度要求较高的场合。②双三角形导轨§3-3仪表支承和导轨③三角形——矩形导轨三角形——矩形导轨兼有三角形导轨导向性好、矩形导轨的制造方便和刚度高等优点，并避免了由于热变形所引起的配合变化，应用广泛。缺点是导轨磨损不均匀，一般是三角形导轨磨损较快，磨损后对位置精度有影响。§3-3仪表支承和导轨2.滚动摩擦导轨的结构滚动导轨是在运动件和承导件之间放置滚动体（滚珠、滚柱、滚动轴承），使导轨运动时处于滚动摩擦状态。与滑动导轨相比，滚动导轨具有摩擦因数小，运动灵活，定位精度高；磨损较小，寿命长，润滑简便；但结构复杂，加工比较困难，成本较高等特点。§3-3仪表支承和导轨滚动摩擦导轨的分类（1）滚珠导轨1——隔离架2——限动销§3-3仪表支承和导轨（2）滚柱导轨与滚珠导轨相比可提高承载能力和刚度。滚柱导轨结构尺寸较大，常用在较大型精密机械上。交叉滚柱V—平导轨V—平滚柱导轨§3-3仪表支承和导轨（3）滚动轴承导轨与前两种导轨相比它起着滚动体的作用，而且替代了导轨。它的主要特点是摩擦力矩小，运动平稳、灵活，承载能力大，调节方便，能长久地保持较高的精度，但受轴承精度的影响。3.弹性摩擦导轨§3-3仪表支承和导轨导轨的移动量很少时采用弹性摩擦导轨，主要用于测量范围很小的仪器或大型精密工作台中的微动机构中。4.流体摩擦导轨§3-3仪表支承和导轨在两个相对运动的导轨面间通入压力油或压缩空气，使运动件浮起，以保证两导轨间处于流体摩擦状态下工作。适用于精密、轻载、高速场合。