滑动导轨的压强及支反力、支反力矩的计算

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册中》第1730页（1220字）

滑动导轨的压强，是影响导轨耐磨性的主要因素之一，压强越大，磨损越快。如果导轨在长度和宽度上的磨损不均匀，则对导轨的导向精度影响较大，因此还应计算导轨压强分布的均匀性。影响压强分布不均匀的主要因素有：外力矩和由于外力不作用在导轨中心而产生的颠覆力矩；由于导轨的支承件和运动部件刚度不足，在受力后产生的变形(前者形成不均匀的线性分布，后者形成非线性分布)因此，计算压强和许用压强都分有平均压强和最大压强，此外，通过计算主导轨面的压强，还可判断是否需采用装压板的闭式导轨。表4．20-18表示在一条导轨的长度方向上线性的压强分布情况，表4．20-21为许用压强的参考值。图4．20-1所示是确定k△、k_m、k△′、k′的线图。图中，△为压板与导轨面的间隙；C为按触柔度，按表4．20-20取； ，系数；b为主导轨面的接触宽度；b′为副导轨面的接触宽度；为考虑压板弯曲的系数，取1．5～2，压强大时取大值。

表4．20-18 导轨面上压强分布的几种情况

表4．20-21 许用压强的参考值 MPa

图4．20-1 确定k_△、k_m、、k′的线图

表4．20-20 铸铁导轨的接触柔度C μm／MPa

表4．20-19 系数和k″

计算导轨压强时，先需计算各条导轨上的支反力和支反力矩。因其又和牵引力有关，所以表4．20-22给出了几种常用的导轨类型的支反力、支反力矩和牵引力的计算公式，

表4．20-22 导轨的支反力、支反力矩和牵引力计算

注：P_x、P_y、P_a分别为工作载荷沿x、y、z坐标方向的分力；G为运动部件的重量；Q_y、Q_z为牵引传动件对运动部件沿y、z方向的作用力，用丝杠或油缸传动牵引时，用齿轮齿条传动牵引时Q_y=Q_xtgβ₀，=Q_xt_ga₀；a₀为齿轮压力角；β₀为斜齿轮螺旋角，直齿轮时为零；f为摩擦系数。

滑动导轨计算举例：设组合机床滑台为双矩形导轨，由丝杠传动，受力简图如表4．20-22Ⅰ，验算导轨面的压强。其验算过程见表4．20-23。

表4．20-23 滑动导轨压强的验算