导轨的选型和计算
直线导轨的选型要素
直线导轨的选型要素
直线导轨重要是用在精度要求比较高的机械结构上,直线导轨的移
动元件和固定元件之间不用中心介质，而用滚动钢球。
由于滚动钢球适
应于高速运动、摩擦系数小、灵敏度高，充足运动部件的工作要求，如
机床的刀架，拖板等。
假如作用在钢球上的作用力太大，钢球经受预加
负荷时间过长，导致支架运动阻力增大。
我们在选购时需要注意哪些问题呢？下面跟随我一起来看看吧！
一、确定轨宽
确定好滑轨的宽度轨宽是决议其负载大小的关键因素之一，直线
导轨就是以滑轨的宽度为标准订立型号规格的；
二、确定轨长
确定滑轨的长度，这个长度呢是轨的总长，不是行程滑轨长度选
型公式（全长=有效行程+滑块间距（2个以上滑块）+滑块长度滑块数量+两端的安全距离）；
三、确定滑块的类型和数量
滑块通常有两种型式：法兰型方型。
法兰型高度低一点，但是宽
一点，安装孔是贯穿螺纹孔，方型高一点，窄一点，安装孔是螺纹盲孔，滑块的数量应由客户通过实际计算确定。
遵从一条原则，少到可承载，
多到可安装，滑块类型和数量和滑块宽度构成负载大小的三要素；
四、确定精度等级
市面上目前常见的精度等级有c级，h级和p级，对于多数产业机械，一般级精度*可以充足要求，高一点的选h级，数控机床等设备选
择p级为常见，除以上的重要参数外，还需要确定组合高度，类型，预
压等级等实际因素。
以上内容便是本次为大家共享关于直线导轨的相关信息，希望大家在看完之后能够对该产品有更多的了解。
导轨的选型及计算
导轨的选型及计算导轨是一种用于支撑和导向运动机构的装置，广泛应用于各种机械设备和工业生产中。
导轨的选型和计算对于机械设备的运行和精度有着重要的影响，下面将详细介绍导轨的选型和计算的相关内容。
1.导轨的选型：-负载要求：根据所要承载的负载大小，选择相应的导轨类型和规格。
一般而言，负载越大，需要选择精度更高的导轨。
-运动速度：高速运动时，应选择具有较高刚度和振动阻尼的导轨类型，以确保平稳的运动。
-精度要求:根据所要求的运动精度，选择具有合适精度等级的导轨。
一般市场上导轨的精度等级包括：P级、H级、N级等，其中精度等级越高，导轨的定位精度越高。
-使用环境：根据导轨所处的环境条件，选择适合的导轨材料，如不锈钢导轨、铝合金导轨等。
-导轨的自润滑能力：根据实际需求选择导轨的自润滑能力，如有些导轨需要使用润滑油来确保正常工作。
2.导轨的计算：导轨的计算一般分为以下几个方面的内容：-负载计算：首先要计算所要承载的负载大小，包括横向负载、纵向负载和径向负载等。
-功率计算：根据负载计算出的数据，再根据所要求的运行速度，计算出导轨所需的功率。
-振动计算：根据负载和速度等参数，计算导轨运动时所产生的振动，并与实际需求进行对比，以确定导轨所需的振动阻尼能力。
-精度计算：根据所要求的运动精度，计算导轨的理论定位精度，并与导轨的精度等级进行比较。
如精度等级不够，需要重新选择导轨。
-刚度计算：根据负载和速度等参数，计算导轨的刚度，并与实际需求进行对比。
若刚度不够，也需要重新选择导轨。
-导轨的寿命计算：根据导轨的材料和工作环境等因素，计算导轨的使用寿命，并根据需求进行修正。
总之，导轨的选型和计算是机械设计的一个重要环节，它涉及到负载要求、运动速度、精度要求、使用环境等多个因素。
通过合理的选型和计算，可以确保导轨的适用性和可靠性，提高机械设备的运行精度和稳定性。
同时，需要注意参考相关的标准和规范，以确保导轨的质量和性能符合要求。
直线导轨选型计算
直线导轨选型计算今天给⼤家带来直线导轨选型计算，线导轨选型计算这是⼀门很有必要的章节于没有极⾼参数计算⽔平和实际应⽤(维护)经验设计⼈员来说，导轨、丝杆等的凭空选择也是必须的，下⾯我就给⼤家⼀⼀讲解滚动直线导轨副特点：1、滚动体与圆弧沟槽相接触，与点接触相⽐承载能⼒⼤，刚性好。
2、摩擦因素⼩，⼀般为 0.002~0.005 ，仅为滑动导轨副的 1/20~1/30 ，节省动⼒，可以承受上下左右四个⽅向的载荷。
动、静摩擦差别很⼩。
3、磨损⼩，寿命长，安装、维护、润滑简便。
运动灵活，⽆冲击，在低速微量进给时，能很好地控制位置尺⼨，不会发⽣空转打滑，并能实现超微⽶级精度的进给。
直线导轨的选型步骤滚动功能部件的主要失效形式是滚动元件与滚道的疲劳点蚀与塑性变形，其相应的计算准则为寿命（或动载荷）计算和静载荷计算。
某些滚动功能部件还具有滚动体循环装置，循环装置的失效主要靠正确的制造、安装与使⽤维护来避免。
1、动载荷计算C：基本额定动载荷 (N)Pc：垂直于运动⽅向的载荷， P/4fH ：硬度系数，⼀般取值 1fT：温度系数fc：接触系数fw ：载荷系数滚动体额定寿命：球体： 50km ；滚⼦： 100kmL：设计总寿命⾏程 (km)l：⼯作⾏程，即轨道长度 (单位： m)n：每分钟往返次数 (次/min)Lh：设计总寿命时间 (参照下页图表 )直线导轨在设备中的应⽤及安装⽅法1、在安装直线导轨之前必须清除机械安装⾯的⽑边、污物及表⾯伤痕。
注意：直线滑轨在正式安装前均涂有防锈油，安装前请⽤清洗油类将基准⾯洗净后再安装，通常将防锈油清除后，基准⾯较容易⽣锈，所以建议涂抹上黏度较低的主轴⽤润滑油。
2、将主轨轻轻安置在床台上，使⽤侧向固定螺丝或其他固定治具使线轨与侧向安装⾯轻轻贴合。
注意：安装使⽤前要确认螺丝孔是否吻合，假设底座加⼯孔不吻合⼜强⾏锁紧螺栓，会⼤⼤影响到组合精度与使⽤品质。
3、由远端向近端按顺序将滑轨的定位螺丝稍微旋紧，使轨道与垂直安装⾯稍微贴合。
导轨的选型及计算
导轨的选型及计算按结构特点和摩擦特性划分的导轨类型见表6-1[5],各类导轨的主要特点及应用列于表中。
表6-1 导轨类型特点及应用6.1 初选导轨型号及估算导轨长度X 方向初选导轨型号为494012GGB 20B AL2P -⨯ [6]具体数据见《机械设计手册》9-149 Y 方向初选导轨型号为4109022G G B20AAL 1-⨯P导轨的运动条件为常温，平稳，无冲击和震动 为何选用滚动直线导轨副：1）滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小，摩擦阻力小，随动性极好。
有利于提高数控系统的响应速度和灵敏度。
驱动功率小，只相当普通机械的十分之一。
2）承载能力大，刚度高。
3）能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。
4）采用滚动直线导轨副可简化设计，制造和装配工作，保证质量，缩短时间，降低成本。
导轨的长度：由于导轨长度影响工作台的工作精度和高度，一般可根据滑块导向部分的长度来确定导轨长度。
其公式为：L=H+S+△l-S1-S2由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mm其中L—导轨长度H—滑块的导向面长度S—滑块行程△l—封闭高度调节量S1—滑块到上死点时，滑块露出导轨部分的长度S2—滑块到下死点时，滑块露出导轨部分的长度6.2 计算滚动导轨副的距离额定寿命X方向的导轨计算X方向初选导轨型号为494012GGB20B AL2P-⨯，查表9.3-73[1]得，这种导轨的额定动，静载荷分别为Ca=13.6kN,Coa=20.3kN。
4个滑块的载荷按表9.3-48序号1的载荷计算式计算。
其中工作台的最大重量为:G=100×9.8=980NF1=F2=F3=F4=1/4（G1+F）=250N1)滚动导轨的额定寿命计算公式[6]为：L=（fh ftfc fa Ca/ fwPc）ε⨯K=27166km式中 L——额定寿命（km）；Ca——额定动载荷（KN）；P——当量动载荷（KN）；Fmax——受力最大滑块所受的载荷（KN）； Z——导轨上的滑块数；ε——指数，当导轨体为滚珠时，ε=3；当为滚柱时ε=10/3； K ——额定寿命单位（KM ），滚珠时，K=50KM ；滚柱时，K=100KM ； fh ——硬度系数；fh ――（滚道实际硬度（HRC ））。
直线导轨选型
质量m1 质量m2 加速度a1 重力加速度g
1）负荷计算P
等速时 径向负荷P1 径向负荷P2 径向负荷P3 径向负荷P4
2）等效负荷计算PE
等速时 等效负荷PE1 等效负荷PE2 等效负荷PE3 等效负荷PE4
3）静安全系数fs
200 kg 100 kg
fw 1.0~1.2 1.2~1.5 1.5~2.0 2.0~3.5
多段行程： 额定寿命L1 额定寿命L2 额定寿命L3 额定寿命L4
最终额定寿命
5,323 km 1,547 km 3,237 km 15,968 km 1,547 km
减速时 径向负荷P1 2,219.85 N 径向负荷P2 -113.48 N 径向负荷P3 -749.85 N 径向负荷P4 1,583.48 N 横向负荷Pt 277.78 N
减速时 等效负荷PE12,497.63 N 等效负荷PE2 391.26 N 等效负荷PE31,027.63 N 等效负荷PE41,861.26 N
如行程分多段进行，请分别计算平均负荷后再将值粘贴进此表计算出总行程平均负荷
行程ls
一段 1.5
二段 1.5
三段 0
四段 0
五段
FINISH
0
平均负荷Pm1
2765.637714 2632.641
0
0
0 2,700.78
平均负荷Pm2
4117.138221 4036.482
0
0
0 4,077.21
平均负荷Pm3
10 m/s2 9.8 m/s2
1,053.18 N 1,053.18 N
416.82 N 416.82 N
导轨的选型及计算
导轨的选型及计算导轨的选型及计算按结构特点和摩擦特性划分的导轨类型见表6-1[5],各类导轨的主要特点及应用列于表中表6-1导轨类型特点及应用塑料导轨1, 动导轨表面贴塑料软带等与铸铁或钢导轨搭配，摩擦系数小，且动静摩擦系数搭配，不易爬行，抗摩擦性能好。
2, 贴塑工艺简单。
3,刚度较低，耐热性差容易蠕变主要应用与中大型机床压强不大的导轨应用日广泛动压导轨1，速度高(90m/mi n~6OOm/mi n)，形成液体摩擦2,阻尼大，抗阵性好3,结构简单，不需复杂供油系统，使用维护方便4,油膜厚度随载荷与速度而变化。
影响加工精度，低速重载易出现导轨面要用语速度高，精度要求般的机床镶钢，镶金属导轨1,在支撑导 轨上镶装有 一定硬度的 不钢板或钢 带,提高导 轨耐磨性，改善摩擦或 满足焊接床 身结构需 要。
2,在动 导轨上镶有 青铜只类的 金属防止咬 合磨损，提 高耐磨性，运动平稳精 度咼镶钢 导轨 工艺 复 杂，成本 高。
常用于重 型机 床如 \立 车，龙门 铣床 的导 轨上 静压 导轨 1,摩擦系数 很小，驱动 力小。
2,低 速运动平稳 性好3,承 载能力大，刚性，吸阵 性好4,需要 一套液压装 置，结构复 杂，调整困 难各种 大 型,重 型 机 床,精 密 机 床, 数 控 机 床 的 工6.1初选导轨型号及估算导轨长度X 方向初选导轨型号为GGB20BAL2P12 940 4⑹具体数据见《机械设计 手册》9-149 Y 方向初选导轨型号为 GGB20AAL 2R2 1090 4导轨的运动条件为常温，平稳，无冲击和震动 为何选用滚动直线导轨副：1）滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小，摩擦阻力小，随动性极好。
有利于提高数控系统的响应速度和灵敏度。
驱动功率小，只相当普通机械的十分之。
2）承载能力大，刚度高。
3）能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。
4）采用滚动直线导轨副可简化设计，制造和装配工作，保证质量，缩短时间，降低成本。
导轨的选型及计算步骤
用户可以根据所选导轨副的配置形式计算滚动直线导 轨副的每个滑块所承受的载荷，然后根据后面提供的寿命计 算方法来计算导轨副的寿命。
导轨的选型及计算步骤
制作人：杨海琪
选用精度等级表
机床类型
精度等级
坐标
2
3
பைடு நூலகம்
4
5
普通机床
X、Y Z
√
√
√
车床
X
√
√
√
Z
√
√
√
X、Y
√
√
√
铣床、加工中心
Z
√
√
√
数控 机床
镗床 磨床
X、Y
√
√
Z
√
√
X、Y
√
√
Z
√
√
X、Y
√
√
电加工机床
Z
√
√
数控精密工作台
X、Y
√
1.导轨的长度：
动导轨的 L长度2e： l Smax
2
静导轨的
长Lj度 ：L Smax
2.滚动体的尺寸和数量
增大滚动体直径，可以减小摩擦系数和接触应力，不
易产生滑动。若采用滚柱，推荐其直径d≥6～8mm， 滚柱的长径比b／d＝1.5～2.0。
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
导轨主要参数的计算
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）。
直线导轨选型(转载)
前面说了一下滚珠丝杠选型的大致原则和注意的要点，今天有空，谈一谈直线导轨的大致选型步骤和方法：分类介绍：先说明一下，本文所说的直线导轨均指滚动直线导轨。
种类按滚动体类型分有滚珠导轨滚珠、滚柱导轨，前者包括交叉滚珠导轨，而交叉滚柱导轨则可归于后者。
按形状分有方轨（截面尺寸大致呈等边矩形）和扁轨（截面尺寸大致呈扁平的矩形），不说明的一般指方轨，扁轨的官方称呼是微型滚珠滑轨。
按制造结构分又可分成2排滚珠（或滚柱，下同）导轨、4排滚珠导轨等等。
型号编排介绍：目前直线导轨市场标准化程度相对比较高，除某些日本品牌之外多数种类各品牌之间可以替换，这也整个传动机械产品市场的趋势。
各厂家大致的型号编排规则有两类，一类是欧系，一类是日系，前者以德系产品为代表，编号比较复杂，主要是字母和数字混合编号，但是数字含义比较复杂，有的就干脆全是数字，中间以点号隔开，比如：123.123.12.123.1。
日系产品以日本产品为代表，编号相对简单一点，大致方式也是字母和数字，一般前面是数字，表示产品系列，后面的数字表示相关规格尺寸，例如轨的宽度、长度、滑块数量等，再后面的字母表示其他如形状精度等指标。
上述描述是指大致编号原则，具体型号请参阅该品牌产品样本。
选型基本原则：1---优先性能而不是价格：满足设计要求应是用户首先考虑的目标，然后找到恰当的供应商获得相对低价才是正途。
机械产品特别是零部件行业极少有暴利情况，除高端品牌外如果忽略渠道因素你基本可以认为价高质优。
2---优先选择产品类型而不是品牌：作为用户，自豪于忠于某个品牌是愚蠢的，在适当的时候适当的场合选用不同品牌的产品十分必要。
例：某用户电火花机装的是日本**K导轨，坏了一个滑块，保修期外需要订购，但是被厂家告之必须整套订购，7000多块，2.5个月到货，而台湾品牌****N类似型号只要2000多，现货。
我以近10年本行业经验保证，这两个型号质量相差不大。
但是换不了，为什么？因为原先的组合高和滑块安装孔不一样。
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导轨得选型及计算
按结构特点与摩擦特性划分得导轨类型见表6-1 [5\各类导轨得主要特点及应用列于表中。
导轨类型特点及应用
表
X方向初选导轨型号为⑹具体数据见《机械设计手册》9-149 Y方向初选导轨型号为
导轨得运动条件为常温，平稳，无冲击与震动
为何选用滚动直线导轨副：
1)滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小，摩擦阻力小，随动性极好。
有利于提高数控系统得响应速度与灵敏度。
驱动功率小，只相当普通机械得十分之一。
2)承载能力大，刚度高。
3)能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高1 0倍。
4)采用滚动直线导轨副可简化设计，制造与装配工作，保证质量，缩短时间，降低成本。
导轨得长度：
由于导轨长度影响工作台得工作精度与高度，一般可根据滑块导向部分得长度来确定导轨长度。
其公式为：
L=H+S+A I -S1-S2
由此公式估算出L x = 940mm, L y = 1090mm
其中L—导轨长度
H—滑块得导向面长度
S—滑块行程
△ I—封闭高度调节量
S1 —滑块到上死点时，滑块露出导轨部分得长度
S 2—滑块到下死点时，滑块露出导轨部分得长度
6、2计算滚动导轨副得距离额定寿命
X方向得导轨计算
X方向初选导轨型号为，查表9、3-73[,]得，这种导轨得额定动，静载荷分别为Ca 二13、6kN, Coa二20、3k No
4个滑块得载荷按表9、3-48序号1得载荷计算式计算。
其中工作台得最大重量为：
G二100X9、8=980N
F 1 =F2=F3=F4=1/4 ( G1+F) =250N
1)滚动导轨得额定寿命计算公式⑹为：
L=(仇f t fc f a Ca/ fwP c ) K =27166km
式中L ----- 额定寿命(km);
Ca——额定动载荷(KN);
P——当量动载荷(KN);
Fmax——受力最大滑块所受得载荷(KN);
Z——导轨上得滑块数；
——指数，当导轨体为滚珠时，二3：当为滚柱时=10/3;
K——额定寿命单位（KM）,滚珠时,K=50KM;滚柱时,K= 1 OOKM；
f h——硬度系数；
fh——（滚道实际硬度（HRC））o
由于产品技术要求规定，滚道硬度不得低于58HRC,故通常可取fh = 1 ft——温度系数，查表6-2[7\得=
表6-2温度系数
fc——接触系数，查表6-3;得=1
表接触系数
fa——精度系数，查表6-4；取二J 5
表6-4精度系数
fw——载荷系数，查表6-5;得二1
表载荷系数
则L=27 1 66K m
2）寿命时间得计算
当行程长度一定，以h为单位得额定寿命为:
式中——寿命时间（h）
L——额定寿命（km）
La——行程长度（m）
——每分钟往返次数
工况为：每天开机6个小时，每年300个工作日，则预计寿命年限为：
l_h 二30592、3/300X6二16、9 年
同理求出Y 方向滚动导轨副得距离额定寿命：
L 二26340、1 km L h =25230h=14 年
6、3导轨材料与热处理
机床滑动导轨常用材料主要就是灰铸铁与耐磨铸铁。
灰铸铁通常以HT20O 或HT3O O 做固定导轨，以HT1 5 O 或HT2O0做动导 轨。
JB/T399 7-1 9 94标准对普通灰铸铁导轨得硬度要求如表6-6（,0］所示
表
灰铸铁导轨皱度要求
常用耐磨铸铁与普通铸铁耐磨性比较见表6-7⑻
表6-7
常用耐磨铸铁
铸件半精加工后还需进行第二次时效处理。
常用导轨淬火方法有：
1） 中频淬火，淬硬层深度（广2）mm 。
硬度（45〜50）HRC 。
2） 接触如热自冷表面淬火，淬硬深度（0、2~0、25） mm,显微硬度600H M 左
右。
这种淬火方法主要用于大型铸件导轨。
6、4导轨得技术要求 6、4、1表面粗糙度
1）刮研导轨 刮研导轨具有接触好、变形小.可以存油.外观美等特点.
但劳动强度大、生产率低。
主要用于高精度导轨。
刮研导轨轨而每25mmX25mm 而积内得接触点数不得少于表6-8⑷得规定。
表
刮研导轨面内接触点数
2）导轨 生产率高，就是加工淬硬导轨唯一方法，磨削导轨表面粗糙度应达 到得要求，
见表6-9
l,0]
o 接触而要求见表6- 1 O
l10l
o
表6-9 磨削导轨表面粗糙<Ra
注：仁 滑动速度大于、时■粗糙度应降低一级（括号内数值）。
2、淬硕导轨得表面紐糙度应障低一级（括号内数值）。
表6-10磨削导轨表面得接触指标⑸
注：宽度接触达到要求后，方能作长度得评定。
2、饥条按相配导轨接触指标检脸。
6、4、2几何精度
导轨得几何精度主要就是指导轨得直线度与导轨间得平行度，垂直度等。
具 体相关得几何精度参阅有关机械得精度标准。
本机构导轨精度取3级。
6、5导轨设计与使用注意事项
正确合理地设计与使用滚动直线导轨副，可以提高耐用度与精度保持性，减少维修与保养时间。
为此，应注意如下事项：
1）尽量避免力矩与偏心载荷得作用滚动直线导轨副样本中给出得额定动, 静载荷，都就是在各个滚珠受载均匀得理想状态下算出得。
因此，必须十分注意避免力矩载荷与偏心载荷。
否则，一部分滚珠承受得载荷，有可能超过计算Ca值时确定得许用接触应力，导致过早得疲劳破坏或产生压痕并出现振动，噪声，降低移动精度等现象。
2）提高刚度，减少振动适当预紧可以提高刚度，均化滚动体得受力从而提高寿命，并在一定程度上提高阻尼。
但就是预紧力过大会增加导轨副得摩擦阻力，增加发热，降低使用寿命。
因此预紧力有其最佳值。
滚动支承得阻尼较小，因此要尽可能使它承受恒定得载荷。
有过大得振动与冲击载荷得场合不宜应用直线滚动导轨副。
为了减少振动，可以在移动得工作台上加装减振装置。
条件许可时可安装锁紧装置，加工时把不移动得工作台固定。
3）降低加速度得影响直线滚动导轨副得移动速度可以高达600m/m i n。
起动与停止时，将产生一个力矩，使部分滚动体受载过大，造成破坏。
因此，如果加速度较大，
应采取以下措施:减轻被移动物体得质量，降低物体得重心，采取多级制动以降低加速度，在启动与制动时，增加阻尼装置等。
4）导轨防护
①固定保护：利用导轨中移动件俩端得延长物保护导轨。
②刮屑板：利用毛毡或耐油橡胶制成与导轨形状相吻合得刮条，使之刮走落在导轨上得灰尘，切屑等。
5）注意润滑与防尘滚动导轨通常采用钠基润滑脂润滑。
如果使用油润滑。
应尽可能采用高拈度得润滑油。
如果与其她机构同统一供油，则需附加滤油器。
在油进入导轨前
再经一道精■细得过滤。
为了防止异物浸入与润滑油泻出，产品出厂时滑块座两端均装有耐橡胶密封垫。