滚动导轨副类型及选用方法

（1）滚动导轨副的特点及要求

滚动导轨作为滚动摩擦副的一类，具有许多特点：①摩擦系数小（0.003～0.005），运动灵活；②动、静摩擦系数基本相同，因而启动阻力小，而不易产生爬行；③可以预紧，刚度高；④寿命长；⑤精度高；⑥润滑方便，可以采用脂润滑，一次装填，长期使用；⑦由专业厂生产，可以外购选用。因此，滚动导轨副广泛地被应用于精密机床、数控机床、测量机和测量仪器等。

滚动导轨的缺点是导轨面与滚动体是点接触或线接触，所以抗振性差，接触应力大；对导轨的表面硬度、表面形状精度和滚动体的尺寸精度要求高，若滚动体的直径不一致，导轨表面有高低，会使运动部件倾斜，产生振动，影响运动精度；结构复杂，制造困难，成本较高；对脏物比较敏感，必须有良好的防护装置。

对滚动导轨副的基本要求如下：

①导向精度。导向精度是导轨副最基本的性能指标。移动件在沿导轨运动时，不论有无载荷，都应保证移动轨迹的直线性及其位置的精确性。这是保证机床运行工作质量的关键。各种机床对导轨副本身平面度、垂直度及等高、等距的要求都有规定或标准。

②耐磨性。导轨副应在预定的使用期内，保持其导向精度。精密滚动导轨副的主要失效形式是磨损，因此耐磨性是衡量滚动导轨副性能的主要指标之一。

③刚度。为了保证足够的刚度，应选用最合适的导轨类型、尺寸及其组合。选用可调间隙和预紧的导轨副可以提高刚度。

④工艺性。导轨副要便于装配、调整、测量、防尘、润滑和维修保养。

（2）滚动导轨副的分类

直线运动滚动导轨副的滚动体有循环体和不循环体两种类型。根据直线运动导轨，这两种类型将导轨副分成多种形式，如表6.10所示。

表6.10　直线运动滚动导轨副的分类

1）滚动体不循环的滚动导轨副

如图6.61所示，这种导轨的滚动体可以是滚珠、滚针或圆柱滚子。它们的特点是滚动体不循环，因而行程不能太长。这种导轨结构简单、制造容易，成本较低，但有时难以施加预紧力，刚度较低，抗振性能差，不能承受冲击载荷。

这类导轨中的滚珠导轨副（见图6.61（a）、（b））的特点是摩擦阻力小，但承受能力差，刚度低；不能承受大的颠覆力矩和水平力；经常工作的滚珠接触部位，容易压出凹坑，使导轨副丧失精度。这种导轨适用于载荷不超过200 N的小型部件。设计时应注意尽量使驱动力和外加载荷作用点位于两条导轨副的中间。

滚针和滚柱导轨副（见图6.61（c）、（d）、（e）、（f）、（g）、（h））的特点是承载能力比滚珠导轨副高近10倍；刚度也比滚珠导轨副高；其中的交叉滚柱导轨副（见图6.61（e））4个方向均能承受载荷，导向性能也高。但是，滚针和滚柱对辊面的平行度误差比较敏感，其容易侧向偏移和滑动，加剧磨损。(www.xing528.com)

图6.61　滚动体不循环的滚动导轨副

1—动导轨；2—滚珠；3—定导轨；4—滚柱；5—滚针

如图6.62所示为无须加载的三角—平面滚柱导轨，结构简单，制造方便，用于轻载、小颠覆力矩条件下。如图6.63所示为有预加载荷的双三角形滚柱导轨，结构较简单，制造较方便，用于中载和中等颠覆力矩的条件下。导轨面做成双圆弧，可提高承载能力。如图6.64所示为有预紧载荷的双三角形交叉滚柱导轨，结构较复杂，刚度高，若不用保持架以增加滚柱数量则刚度更高，适于较大颠覆力矩的条件。

2）滚动体循环的滚动导轨副

如图6.65为行程无限的标准滚动导轨副。这种导轨副用于重载条件下，但结构较复杂，装卸、调整不方便。

图6.62　三角—平面滚珠导轨

图6.63　双三角形滚珠导轨

图6.64　双三角形交叉滚柱导轨

1—调整螺钉；2—定导轨；3—滚柱

图6.65　滚动导轨副

图6.66为标准化的滚动导轨块，其特点是行程长，装卸、调整方便。图6.66（a）为滚柱导轨块，可按额定动负荷选用，其基本参数为高度H。图6.66（b）为滚珠导轨块，其结构紧凑，尤其是高度小，容易安装，滚柱不会像圆柱滚子那样发生歪斜；但其承载能力差，抗振性也略低。

图6.66　滚动导轨块

3）滚动轴承导轨

滚动轴承导轨与滚珠、滚柱导轨的主要区别是：它不仅起着滚动体的作用，而且还代替了导轨。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，导轨面积小，加工工艺性好，能长久地保持较高的精度。但其精度直接受到轴承精度的影响。滚动轴承导轨在精密机械设备和仪器中均有采用，如精缩机、万能工具显微镜、测长仪等。