分类： BSD
2011-06-16 16:42:05
导轨副设计时最敏感的参数。2适应度愈大时其额定静、动载荷，通过以上分析可得出如下结论：1滚道几何尺寸中适应度(f=R/Da大小直接影响到滚动直线导轨副的力学特性。刚度，摩擦力则愈小；反之愈大。3结构参数不变时，滚珠直径对摩擦力的影响最小。
刚度及摩擦力等基础理论研究的基础上，文章在滚动直线导轨副的额定静、动载荷。进一步说明了滚道几何尺寸与以上各性能之间的关系，为滚动直线导轨副的设计和使用提供了理论依据。
而这些参数都与滚道的几何尺寸有关。下面针对各性能进行分析比拟。滚动直线导轨副的额定静载荷、额定动载荷、刚度及摩擦力等力学性能是设计选型时的重要依据。
1额定静载荷C0额定动载荷C
1额定静载荷C0
其压痕深度为万分之一滚动体直径时的静载荷为额定静载荷。滚道截面形状当滚动体和滚道面之间产生的塑性变形。
滚道截面图
l=z-1/式中：l修正系数。z
i滚道数
Da滚珠直径
a=45°a接触角。
z每列滚道承载滚珠数
f=R/Df适应度。n
R滚道圆弧半径
所以可求得
额定静载荷C0与[R/2R-Da]?有关。由式(1可知。
2额定动载荷C
作用在滑块上大小和方向不变化的载荷称为额定动载荷。滚动直线导轨副的额定寿命为L=50km时。
结合滚动直线导轨副的特点，笔者运用GLundberg和SKF公司的APalmgren理论及ISO281-1977规范。推导出了其额定动载荷的计算公式为
A=10式中：A资料系数。
0.825l减少系数。
fs=1f行走状态系数。
额定动载荷C与[1-Da/2R]?有关。由式(2可知。
滚道半径R适应度f与C0C数值比拟
2静刚度K
滚动直线导轨副在一恒定载荷作用下的载荷F和变形位移量占的比值F/dN/μm称其为静刚度K
根据不同的工况要求设计其刚度参数是十分重要的问题。直线滚动导轨中，实际使用状态下。滚珠和滚道之间为点接触，由赫兹弹性接触理论可知，由于载荷的作用将产生变形，所以，直线滚动导轨的刚度是由接触部分的刚度决定的而接触部分的刚度又取决于滚珠直径Da适应度ff=R/Da预加载荷Fp或过盈尺寸△)和承载滚珠数洲或滑块的有效长度le
接触局部的刚度可以由赫兹弹性接触理论求出：K=F/d=F/Cf10-5F2/Da1/3
d为弹性变形量，式中：F为滚珠载荷。Cf为与适应度相关的系数。
不同适应度时的刚度曲线
如果刚度k=200N/μm时， 滚珠直径Da和滚道半径R或适应度f=R/Da对直线滚动导轨刚度KN/μm影响见适应度f愈大．其刚度愈小；反之则刚度增大。同时由图2可知。其刚度直径Da可以直接求出，而且不同的R和Da组合可以得到相应的刚度要求。根据赫兹理论计算出不同适应度时的Kn值.
反之增大。当适应度增大时其刚度值减小。
3摩擦力
滚珠在导轨和滑块的滚道面形成椭圆形的弹性变形区，由赫兹理论可知。其长半轴直接影响差动滑动摩擦力的大小，结构上接触椭圆长半轴的大小决定于滚珠直径和适应度。根据理论计算可求得适应度与摩擦力的关系。2点接触时F=Qfμ(r3-3r+1;4点接触时，F=Qfμ(3r-r3式中Q为滚珠载荷，fμ为滑动摩擦系数，r为与适应度有关系数。详细计算见孙健利、张朝辉所著《关于滚动直线导轨副摩擦预紧力关系的研究》刊于1997年第3期《华中理工大学学报》
无论是2点接触还是4点接触， 为摩擦力和适应度(f=R/Da关系曲线。为保证2点接触时过盈尺寸为O外载荷为3000N;4点接触时取过盈尺寸为10μm外载荷为0由图3可知。摩擦力随着适应度的增大而减小。
如果适应度f承载滚珠数z滚道数i不变，滚珠直径对摩擦力的影响是很小的滚动直线导轨副结构参数中。仅改变滚珠直径Da外载荷为0过盈量为10μm情况下，其摩擦力和滚珠直径的关系
4结论
