本實用新型涉及一種可均化安裝、制造誤差的重載滾動直線導(dǎo)軌副。

背景技術(shù)：

滾柱直線導(dǎo)軌副滾動體置于滑塊軌道與導(dǎo)軌軌道形成的矩形空間內(nèi)，滾動體隨著滑塊的運動做繞自身中心軸線旋轉(zhuǎn)運動，旋轉(zhuǎn)的線速度近似等于滑塊運動線速度，軌道間往往存在多個滾動體同時、同向滾動，在承載滑塊傳遞的負(fù)載力同時確?；瑝K可以沿導(dǎo)軌運動；產(chǎn)品制造與安裝時會產(chǎn)生誤差，滾動體(滾子)安裝到軌道面間的時候會因為接觸區(qū)變形，導(dǎo)致滾子受力不均，極易出現(xiàn)超過應(yīng)力極限情況出現(xiàn)，導(dǎo)致軌道面疲勞壽命嚴(yán)重下降；滾動體受力不均導(dǎo)致運動姿態(tài)出現(xiàn)變化，影響滑塊運動流暢性，并對其他部件產(chǎn)生接觸力，加速組件的損壞速度，對整個產(chǎn)品的性能產(chǎn)生破壞，降低產(chǎn)品的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提出了一種重載滾動直線導(dǎo)軌副，當(dāng)軌道面出現(xiàn)偏斜時，滾動體與軌道面的接觸點產(chǎn)生偏移，避免滾子偏載時端部接觸應(yīng)力集中的出現(xiàn)，滑塊軌道為凹型，對滾動體起到保持作用，不會出現(xiàn)滾動體滑移崩出問題，降低生產(chǎn)制造難度，容易實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)化生產(chǎn)。

本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種可均化誤差的重載滾動直線導(dǎo)軌副，包括滑塊、導(dǎo)軌，所述滑塊卡接在導(dǎo)軌內(nèi)并沿導(dǎo)軌往復(fù)滑動，所述導(dǎo)軌兩側(cè)和滑塊分別設(shè)有四條軌道接觸面，所述導(dǎo)軌和滑塊的四條軌道接觸面之間均設(shè)有滾動體，滾動體沿滑塊滑動方向運動；

所述滾動體的兩側(cè)為圓滑的母線，所述母線包括位于中間的受力弧線和端部經(jīng)過修正處理的修正弧線；

所述滑塊軌道的內(nèi)凹面與滾動體的母線形成內(nèi)接觸點，導(dǎo)軌軌道外凸面與滾動體的母線形成外接觸點，所述內(nèi)接觸點和外接觸點呈以導(dǎo)軌軌道幾何對稱中心為圓心的“o”型分布；

當(dāng)滑塊承受偏載或?qū)к壋霈F(xiàn)整體偏斜時，由于滑塊軌道的內(nèi)凹面、滾動體母線、導(dǎo)軌軌道外凸面的設(shè)計，使得內(nèi)接觸點和外接觸點出現(xiàn)偏移，從而抵消偏載或軌道出現(xiàn)整體偏斜對滾動體接觸區(qū)的影響。

優(yōu)選地，所述內(nèi)接觸點和外接觸點有四對且相對導(dǎo)軌軌道幾何對稱中心對稱，接觸力與接觸點至導(dǎo)軌軌道幾何對稱中心連線交點的乘積為滑塊所能承受的轉(zhuǎn)矩。

優(yōu)選地，所述滾動體兩側(cè)設(shè)有保持架，保持架確保滾動體不脫落并沿即定方向排列。

優(yōu)選地，所述滑塊具有內(nèi)凹面、側(cè)立擋面、支撐面，側(cè)立擋面與支撐面之間夾角為85°-88°之間，側(cè)立擋面與內(nèi)凹面接觸滾動體。

優(yōu)選地，所述內(nèi)接觸點和外接觸點的平均接觸應(yīng)力與滾動體母線和軌道面適應(yīng)比呈正拋物線關(guān)系，即滾動體母線曲率與軌道面曲率比值呈正拋物線關(guān)系。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)軌兩側(cè)分別設(shè)有弧形的第一軌道接觸面和第二軌道接觸面，第一軌道接觸面和第二軌道接觸面之間設(shè)有直立面。

采用如上技術(shù)方案取得的有益技術(shù)效果為：

當(dāng)滑塊承受偏載或?qū)к壋霈F(xiàn)整體偏斜時，由于滑塊軌道的內(nèi)凹面、滾動體母線、導(dǎo)軌軌道外凸面的設(shè)計，使得內(nèi)接觸和外接觸所形成的接觸點出現(xiàn)偏移，抵消偏載或軌道出現(xiàn)整體偏斜對滾動體接觸區(qū)的影響，保證內(nèi)接觸和外接觸的接觸應(yīng)力不超過極限，不對導(dǎo)軌軌道面產(chǎn)生損壞。

附圖說明

圖1為本實用新型所涉及可均化誤差的重載滾動直線導(dǎo)軌副主視圖。

圖2為滑塊、滾動體、導(dǎo)軌位置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為滑塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為滾動體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為滑塊承受偏載或?qū)к壋霈F(xiàn)整體偏斜時滾動體接觸點變位圖。

圖7為滾動體受力弧線的弧度與接觸應(yīng)力關(guān)系曲線。

圖8為滾動體受力弧線的長度與接觸應(yīng)力關(guān)系曲線。

圖中，1、導(dǎo)軌，2、保持架，3、滾動體，4、滑塊，5、“o”型，5`、偏移后的“o”型，11、第一軌道接觸面，14、第二軌道接觸面，15、直立面，31、修正弧線，32、受力弧線，41、支撐面，42、側(cè)立擋面，43、內(nèi)凹面；

滑塊軌道的內(nèi)凹面與滾動體的母線形成的內(nèi)接觸點43a、43b,導(dǎo)軌軌道外凸面與滾動體的母線形成的外接觸點13a、13b；

當(dāng)滑塊承受偏載或?qū)к壋霈F(xiàn)整體偏斜時，滑塊軌道的內(nèi)凹面與滾動體的母線形成的內(nèi)接觸點43a`、43b`,導(dǎo)軌軌道外凸面與滾動體的母線形成的外接觸點13a`、13b`。

具體實施方式

結(jié)合附圖1至8對本實用新型的具體實施方式做進(jìn)一步說明：

一種可均化誤差的重載滾動直線導(dǎo)軌副，包括滑塊4、導(dǎo)軌1，所述滑塊卡接在導(dǎo)軌內(nèi)并沿導(dǎo)軌往復(fù)滑動，所述導(dǎo)軌兩側(cè)和滑塊分別設(shè)有四條軌道接觸面。所述導(dǎo)軌和滑塊的四條軌道接觸面之間均設(shè)有滾動體3，滾動體沿滑塊滑動方向運動；所述滾動體的兩側(cè)為圓滑的母線，所述母線包括位于中間的受力弧線和端部經(jīng)過修正處理的修正弧線；所述滑塊軌道的內(nèi)凹面與滾動體的母線形成內(nèi)接觸點，導(dǎo)軌軌道外凸面與滾動體的母線形成外接觸點，所述內(nèi)接觸點和外接觸點呈以導(dǎo)軌軌道幾何對稱中心為圓心的“o”型分布；當(dāng)滑塊承受偏載或?qū)к壋霈F(xiàn)整體偏斜時，由于滑塊軌道的內(nèi)凹面、滾動體母線、導(dǎo)軌軌道外凸面的設(shè)計，使得內(nèi)接觸點和外接觸點出現(xiàn)偏移，抵消偏載或軌道出現(xiàn)整體偏斜對滾動體接觸區(qū)的影響。

內(nèi)接觸點和外接觸點的平均接觸應(yīng)力與滾動體母線和軌道面適應(yīng)比呈正拋物線關(guān)系，即滾動體母線曲率與軌道面曲率比值呈正拋物線關(guān)系，存在一個最小適應(yīng)比與最小平均接觸應(yīng)力相對應(yīng)。

滾動體母線包括位于中間的受力弧線32和端部經(jīng)過修正處理的修正弧線31，其中受力弧線32總長為LS，修正弧線31曲率半徑為R31，受力圓弧32曲率半徑為R32，L為滾動體總長，DW為滾動體最大直徑。滾動體兩側(cè)設(shè)有保持架2，保持架確保滾動體不脫落并沿即定方向排列。確保承載時不出現(xiàn)滾動體3端部應(yīng)力集中、或不超過應(yīng)力極限、或接觸區(qū)平均應(yīng)力最低等條件。

內(nèi)接觸點和外接觸點有四對且相對導(dǎo)軌軌道幾何對稱中心對稱，接觸力與接觸點至導(dǎo)軌軌道幾何對稱中心連線交點的乘積為滑塊所能承受的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)滑塊4承受轉(zhuǎn)矩M時，軌道受接觸力F1、F1’與力臂L/2的乘積即為轉(zhuǎn)矩M。

滑塊具有內(nèi)凹面43、側(cè)立擋面、支撐面，為了減小側(cè)立擋面42與滾動體端面接觸的摩擦力，側(cè)立擋面42與支撐面41之間夾角為85°-88°之間，側(cè)立擋面與滑塊軌道的內(nèi)凹面接觸滾動體。

導(dǎo)軌兩側(cè)分別設(shè)有弧形的第一軌道接觸面11和第二軌道接觸面14，第一軌道接觸面和第二軌道接觸面之間設(shè)有直立面15。第一軌道接觸面為凸型軌道，尺寸為R11；第二軌道接觸面尺寸為R14。

圖7為在特定承載條件下以軌道圓弧為變量，以接觸區(qū)應(yīng)力均值或最大值為優(yōu)化參數(shù)，求最佳軌道圓弧數(shù)據(jù)，以滾動體受力弧線R32為變量，以同等載荷條件下軌道面接觸應(yīng)力極值最小為目標(biāo)變量，圖中橫坐標(biāo)為圓弧尺寸，縱坐標(biāo)為應(yīng)力極大值。

圖8顯示滾動體受力弧的長度LS為變量，同樣以接觸區(qū)應(yīng)力均值或最大值為優(yōu)化參數(shù)，求滾子母線結(jié)構(gòu)參數(shù)最佳值。以滾動體軌道圓弧R32為長度LS為變量，以同等載荷條件下軌道面接觸應(yīng)力極值最小為目標(biāo)變量，圖中橫坐標(biāo)為LS尺寸變化量，縱坐標(biāo)為應(yīng)力極大值。

導(dǎo)軌、滑塊軌道面圓弧尺寸求解同此原理。

正常情況下滾動體3與導(dǎo)軌1接觸點位13a(以其中一條軌道為例，共四條軌道，其他三條同)，滑塊軌道的內(nèi)凹面與滾動體的母線形成的內(nèi)接觸點43a、43b,導(dǎo)軌軌道外凸面與滾動體的母線形成的外接觸點13a、13b，接觸點呈“o”型5。如圖6所示滑塊承受偏載或?qū)к壋霈F(xiàn)整體偏斜時，使得滾動體與軌道的接觸點出現(xiàn)偏移，接觸點變?yōu)?3a`、13b`，43a`、43b`，接觸點呈偏移后的“o”型5`，由于軌道與滾動體母線均設(shè)計成了圓弧面(線)，可通過偏移接觸點來抵消偏載或傾斜誤差對滾動體接觸區(qū)的影響，不會使局部接觸應(yīng)力超過極限、導(dǎo)致軌道面產(chǎn)生損壞。

可均化誤差的重載滾動直線導(dǎo)軌副承載部分主要由滑塊、滾動體及導(dǎo)軌組成，滑塊承受的外部加載力通過滾動體傳遞給導(dǎo)軌，滑塊、導(dǎo)軌通過軌道面與滾動體產(chǎn)生接觸，滾動體采用部分修正母線結(jié)構(gòu)，滑塊、導(dǎo)軌軌道面采用圓弧面結(jié)構(gòu)，導(dǎo)軌副承受輕載時接觸副為點接觸，隨著承載的增大，接觸區(qū)變?yōu)榫€(面)接觸，導(dǎo)軌軌道面設(shè)計為凸起面，滑塊軌道面設(shè)計為凹陷面，提高滾動體保持性能；當(dāng)軌道等高存在偏差時，滾動體與軌道面的接觸點可以出現(xiàn)偏移，以此來抵消偏差導(dǎo)致滾動體接觸區(qū)不理想問題。

當(dāng)然，以上說明僅僅為本實用新型的較佳實施例，本實用新型并不限于列舉上述實施例，應(yīng)當(dāng)說明的是，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說明書的指導(dǎo)下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說明書的實質(zhì)范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本實用新型的保護(hù)。