当导轨上只有倾覆力矩作用时（F=0），考虑间隙、刚度的 影响，取
pmax pM (Km K )
式中
pM
6M bL2
为由倾覆力矩引起的最大压强 （MPa）；
系数Km′根据参数m按表18－2选取， K′系数根据参数m和按图 18－11（b）选取。
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矩形导轨
结构简单，制造、检验和修理较易。矩形 导轨可以做得较宽，因而承载能力和刚度较 大，应用广泛。缺点是磨损后不能自动补偿 间隙，用镶条调整时，会降低导向精度。
燕尾形导轨
主要优点是结构紧凑、调整间隙方便。缺 点是几何形状比较复杂，难于达到很高的配 合精度，并且导轨中的摩擦力较大，运动灵 活性较差，因此，通常用在结构尺寸较小及 导向精度与运动灵活性要求不高的场合。
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2、常用导轨的组合形式
一条导轨往往不能承受力矩载荷，故通常都采用两条导轨来 承受载荷和进行导向。常用滑动导轨的组合形式有：
双V形组合
两条导轨同时起着支承和导向 作用，故导轨的导向精度高，承载能力大，两条导轨磨损均匀， 磨损后能自动补偿间隙，精度保持性好。但这种导轨的制造、 检验和维修都比较困难，因为它要求四个导轨面都均匀接触， 刮研劳动量较大。此外，这种导轨对温度变化比较敏感。
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当导轨面上作用有法向力F和倾覆力矩M时
最大压强
pmax
F bL
6M bL2
最小压强
p m in
F bL
6M bL2
平均压强
pm
F bL
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（2）导轨面上的最大压强
当M/(FL)<1/6时，主导轨面上的最小压强为正，可以用开式 导轨。这时，主导轨面上的最大压强用前式计算，即
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（3）辅助导轨面上的压强
当导轨面上作用有法向力F和倾覆力矩M时，辅助导轨面最大压 强可按下式计算
pm ax K pmax
式中，pmax是主导轨面上的最大压强；K′是系数，其值见图18－12。
当导轨面上只作用有倾覆力矩M时，辅助导轨面上的最大压强可按 下式计算
式中系数K″查表18－2。
pm ax K pmax
滚动体的数量取决于导轨的长度和刚度条件，每一条 导轨上一般不少于12～16个。若数量过多，会因制造误差 引起载荷分布不均匀。推荐取
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滚珠数量
Zb
F 9.5
d
滚柱数量
Zr
F 4b
上两式中，F为每条导轨所承受的载荷（N）； d为滚珠直径（mm）；b为滚柱长度（mm）。
pmax
F bL
6M bL2
当M/(FL)>1/6时，主导轨面上的最小压强为负，应采用辅助 导轨面和压板。此种情况下，主导轨面上的最大压强可按下 式计算
pmax pm (Km K )
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式中，Km为考虑压板和辅助导轨面的影响系数，见图18－10； 为间隙影响系数，见图18－11（a）。
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第一节 概述 第二节 滑动导轨 第三节 滚动导轨
第十八章
直线导轨
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第一节 概述
直线导轨的作用是支承和引导运动部件按给定的方向作往 复直线运动。两个作相对运动的部件形成一对导轨副。
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三、滑动导轨的设计计算
1、压强验算
导轨的失效形式主要是磨损，而导轨的磨损又与导轨表面 的压强密切相关。
（1）导轨面上的压强
假设：①导轨本身刚度大于接触刚度，只考虑接触变形对压 强的影响；②接触变形和压强沿导轨长度方向线性分布，沿 导轨宽度方向均匀分布。
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增大动导轨长度L，有利于提高导轨的导向精度和运动灵活
性，但却使运动部件的尺寸和重量加大。因此，设计时一般取 L=(1.2~1.8)a，其中a为两导轨之间的距离。如结构允许，则可 取L≥a。
静导轨的长度则主要取决于动导轨的长度及工作行程。
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导轨宽度b可根据导轨面上的压强不超过许用压强的条 件求出。
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1、镶条
平镶条
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16Βιβλιοθήκη 楔形镶条2020/4/11
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2、压板
（a）用磨或刮压板的结合面来调整； （b）用改变垫片的厚度来调整
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第三节 滚动导轨
滚动导轨是在运动部件和支承部件之间放置滚动体(滚珠、滚柱、 滚动轴承等)，使导轨运动时处于滚动摩擦状态。
与滑动导轨比较，滚动导轨的特点是： 摩擦系数小，并且静、动摩擦系数之差很小，故运动灵便，不 易出现爬行现象； 导向和定位精度高，且精度保持性好； 磨损较小，寿命长，润滑简便； 结构较为复杂，加工比较困难，成本较高； 对脏物及导轨面的误差比较敏感。
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V形和燕尾形组合
双圆形组合
组合成闭式导轨的接触面较 少，便于调整间隙。V形导轨起 导向作用，导向精度高。加工和 测量都比较复杂。
结构简单，圆柱面既是导 向面又是支承面。对两导轨的平 行度要求严。导轨刚度较差，磨 损后不易补偿。
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2、运动部件不被卡住的条件
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保证运动部件不被卡住的条件是
c os 1
fV
2H L
fV sin1
2L1 L
fVd 0 L
当d／L很小时，上式fVd/L项可略去，则有
tan L 2 fV H
按滚动体是否循环，滚动导轨分为循环式滚动导轨和非循环 式滚动导轨。非循环式滚动导轨通常称为滚动导轨，而把循 环式滚动导轨称为直线运动滚动支承。
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二、滚动导轨的预紧
采用过盈装配形成预加载荷
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用移动导轨板的方 法实现预紧
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第二节 滑动导轨
一、滑动导轨的类型、特点及应用 滑动导轨的动、静导轨面直接接触。其优点是结构简单、接触
刚度大；缺点是摩擦阻力大、磨损快、低速运动时易产生爬行现象。
1、导轨截面的基本形式
V形导轨
导轨磨损后能自动补偿，故导向精 度较高。它的截面角度由载荷大小 及导向要求而定，一般为90°。
两导轨面间的摩擦 性质是滚动摩擦
滚珠导轨 滚柱导轨 滚针导轨 滚动轴承导轨
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按受力情况分
开式导轨
必须借助于外力才能保证 动、静导轨面间的接触
闭式导轨
依靠导轨本身的几何形状保 证动、静导轨面间的接触
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圆形导轨
圆形导轨的优点是导轨面的加工和检验 比较简单，易于获得较高的精度；缺点是 导轨间隙不能调整，特别是磨损后间隙不 能调整和补偿，闭式圆形导轨对温度变化 比较敏感。
为防止转动，可在圆柱表面开槽或加工出平面
开槽
制出平面
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二、导轨的基本要求
导向精度 指运动部件按给定方向作直线运动的准确程度。 精度保持性 指导轨在工作过程中保持原有几何精度的能力。 运动精度 包括低速运动平稳、无爬行、定位准确。 足够的刚度 在载荷的作用下，导轨的变形不应超过允许值。 结构工艺性好 导轨的结构应力求简单、便于制造、检验和调整， 从而降低成本。 具有良好的润滑和防护装置
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双矩形组合
特点与矩形和平面形组合相同， 但导向面之间的距离较大，侧向 间隙受温度影响大，导向精度较 矩形和平面形组合差。
燕尾形和矩形组合
能承受倾覆力矩，用矩形导轨 承受大部分压力，用燕尾形导轨 作侧导向面，可减少压板的接触 面。调整间隙简便。
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V形和平面形组合
这种组合保持了双V形组合导向精度
高、承载能力大的特点，避免了由于热
变形所引起的配合状况的变化，且工艺
性比双V形组合导轨大为改观，因而应
用很广。缺点是两条导轨磨损不均匀，
磨损后不能自动调整间隙。
矩形和平面形组合
承载能力高，制造简单。间隙受温度 影响小，导向精度高。容易获得较高的 平行度。侧导向面间隙用镶条调整，侧 向接触刚度较低。
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三、导轨主要参数的确定
1、导轨的长度
动导轨的长度
L 2e l Smax 2
静导轨的长度
Lj L Smax