交叉滾子導(dǎo)軌的導(dǎo)向原理

1、運(yùn)動(dòng)學(xué)原理

    交叉滾子導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理就是要限制動(dòng)導(dǎo)軌5個(gè)自由度，即應(yīng)有5個(gè)約束點(diǎn)。不同幾何形體接觸其約束點(diǎn)數(shù)是不同的。

    完全按運(yùn)動(dòng)學(xué)原理設(shè)計(jì)的導(dǎo)軌，一般只適用于輕載小量程儀器。載荷較大或量程較長時(shí)，應(yīng)考慮導(dǎo)軌的變形及運(yùn)動(dòng)可靠性問題。所以常用的是四個(gè)支承點(diǎn)的導(dǎo)軌，實(shí)際上是過定位。但因?qū)к壓蜐L動(dòng)體均非剛體，因此雖為過定位但仍能保證四個(gè)支承點(diǎn)良好的接觸和可靠的工作。當(dāng)然，這要求有較高的導(dǎo)軌精度和精心的裝配和調(diào)整。

2、彈性平均效應(yīng)原理

    交叉滾子導(dǎo)軌的彈性平均效應(yīng)原理就是把導(dǎo)軌及滾動(dòng)體等都看成是彈性體，因此可以在兩導(dǎo)軌面間放入許多滾動(dòng)體。雖然這些滾動(dòng)體存在著微小的尺寸差，導(dǎo)軌面也存在形狀誤差，但因承受載荷而產(chǎn)生彈性變形，這樣導(dǎo)軌及滾動(dòng)體的誤差由于這種彈性變形而得到平均，既提高了導(dǎo)軌的承載能力，又提高了導(dǎo)向精度，故在中型、特別是大型精密儀器滾動(dòng)導(dǎo)軌中大多用此原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。

交叉滾子導(dǎo)軌主要尺寸的確定

    交叉滾子導(dǎo)軌主要尺寸是指導(dǎo)軌面的寬度，三角形導(dǎo)軌角度，兩導(dǎo)軌的跨度以及動(dòng)導(dǎo)軌及靜導(dǎo)軌的長度等。

1、交叉滾子導(dǎo)軌面的寬度

    導(dǎo)軌面寬度與導(dǎo)軌承載大小有關(guān)，在動(dòng)導(dǎo)軌長度已定的條件下，若外載荷大，則寬度也應(yīng)增大。

2、三角形導(dǎo)軌的角度

    三角形導(dǎo)軌的角度一般取90°。因?yàn)楣窝袑?dǎo)軌的箱形研具截面為正方形，制造精度高且維修方便，對(duì)溫度也不敏感，因此90°導(dǎo)軌精度較高。

3、兩副導(dǎo)軌間跨距

    取小的導(dǎo)軌跨距可以減小整機(jī)的外形尺寸，節(jié)約材料，但跨距小當(dāng)載荷作用點(diǎn)偏置時(shí)，會(huì)使運(yùn)動(dòng)部件不穩(wěn)定，故合適的跨距應(yīng)在保證運(yùn)動(dòng)部件工作穩(wěn)定的條件下，取較小的值。

4、動(dòng)導(dǎo)軌長度

    取較長的動(dòng)導(dǎo)軌對(duì)導(dǎo)向精度及工作可靠性都有利。

5、靜導(dǎo)軌長度

    靜導(dǎo)軌長度決定于動(dòng)導(dǎo)軌長度和導(dǎo)軌工作行程。

交叉滾子導(dǎo)軌滾動(dòng)體的尺寸和數(shù)量

    交叉滾子導(dǎo)軌滾動(dòng)體的直徑和數(shù)目，一般可根據(jù)交叉滾子導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)來選擇，必要時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度校核。

    根據(jù)強(qiáng)度理論，滾動(dòng)體與導(dǎo)向面的接觸強(qiáng)度隨滾動(dòng)體的直徑增大而增高，因此，在結(jié)構(gòu)允許條件下，應(yīng)優(yōu)先采用直徑較大的滾動(dòng)體，同時(shí)從剛度觀點(diǎn)考慮，增大滾珠直徑可提高剛度，對(duì)于滾柱則其剛度與滾柱的直徑無關(guān)。滾動(dòng)體直徑的增大也有利于減小摩擦阻力。

    滾動(dòng)體的數(shù)量不宜太少，否則會(huì)因交叉滾子導(dǎo)軌的制造誤差而顯著地影響導(dǎo)向精度；數(shù)量也不宜太多，否則會(huì)由于負(fù)荷在滾動(dòng)體上分布不均勻而使剛度降低，所以滾動(dòng)體的數(shù)目應(yīng)合理選用。