专利名称：一种滑动副的制作方法
技术领域：
本发明属于机械设计与制造技术领域，涉及一种用于消除机械连杆结构间隙并能够减小摩擦力的滑动副。
背景技术：
滑动副用于机械连杆机构设计中，做为实现运动状态转化、防止过约束和释放自由度的有效方式。在现有机械连杆机构设计与制造技术中多采用普通的滑动副做为实现机械运动形式转变和机构释放自由度的方式。普通的滑动副一般由一个滑块和一个导槽组成，滑块与导槽之间通过润滑方式或采用滚轮方式减小摩擦。这种滑动副不可避免地存在机械间隙，尤其在机构运动过程中，会产生无法预计的运动间隙，严重影响机构功能，并且在高速运动时会产生不利震动。为减小运动间隙，必须消除或极大地减小滑动副机械间隙。 为减小机械间隙，一般采用缩小滑块与导轨之间缝隙的方法，此方法只可减小该类滑动副机械间隙，并不能将间隙彻底消除，机构依然会产生运动间隙，同时，此类方法对导槽的机械加工工艺有特别要求，如果导槽加工精度较低，接触面光洁度差，则在机构运动中滑块与导槽间会产生较大摩擦力，有时甚至会导致机构卡死现像。发明专利03213173. 9中公开了一种开式运动连接结构，用于将电机拖动大齿轮的旋转转换为臂杆的摆动，该连接结构的臂杆下端与机体底部铰接，臂杆上部通过摇块与大齿轮连接，臂杆上端与过渡连接杆连接，当大齿轮转动时，大齿轮上的摇块带动臂杆绕其下端作摆动。大齿轮转向分为顺时针与逆时针，摇块对臂杆的带动也分别由平行于大齿轮轴向的两个侧壁完成，而臂杆与两侧壁之间的缝隙在大齿轮换向时会引起臂杆不能立刻受到摇块的作用而换向。若减小臂杆与两侧壁之间缝隙，则导致两者间摩擦力增大。结构比较复杂。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，尤其是机械连杆机构中滑动副存在的机械间隙不易消除，减小机械间隙与减小摩擦力相互矛盾，无法彻底消除机械间隙的问题。本发明提出了一种结构简单，可靠性高，可适用于各种环境下的消除结构间隙同时减小摩擦力的滑动副。本发明要解决的技术问题是通过提供一种具有如下结构的，消除间隙并减小摩擦的滑动副来解决的，该滑动副包括导槽、两个导轨、两个滚轮和滑动部件。所述的导槽为一端封闭，一端开口的“U”形槽。两个导轨设置在“U”形导槽内侧壁，沿槽长方向定位。两个导轨呈长方体形状，相互平行、错位分布，在导槽长度方向对称面内的投影不重叠，且距离为滚轮直径与两个滚轮机械间隙和安装间隙之和的差。两个导轨可由导槽两侧壁切除相应宽度厚度长度的条状体与导槽一起加工而成，也可由在导槽两侧壁上加装对应的导轨，使得两个导轨满足所要求特征。两个导轨的平面用以支撑滚轮滚动的部分为导轨工作面，保证两个导轨工作面距离满足轨道特征所要求。导轨也可以设置有导向滑槽或导向凸脊等结构。
所述的滚轮为特殊加工的滚轮，中间有安装孔，两个滚轮与滑动部件的圆柱轴依次固定安装，并且两者之间过盈配合。要求两个滚轮间距离保证安装时滚轮外圈均可与对应轨道工作面完全接触。滚轮亦可以采用滚动轴承或滑动轴承。使用安装时，先将两个滚轮依次安装于滑动部件的圆柱轴上，再将两个滚轮与导轨装配，使得两个滚轮分别置于导槽内两个导轨工作面上。由于导槽内侧两个导轨为相互平行、错位分布，运动时两个滚轮始终只与其对应的一个导轨工作面接触，因此不会由于机械间隙太小而产生较大摩擦力或出现结构卡死现象，而且对部件加工的工艺性要求也降低。由于两个导轨工作面距离为滚轮直径与两个滚轮机械间隙和安装间隙之和的差，并且在实际应用时结构可以承受一定的过盈量，使得结构为紧配合，从而可完全消除结构间隙， 使得本发明达到消除结构间隙并同时减小结构摩擦力的目的。本发明滑动副，通过使两个导轨错位分布，且两个导轨工作面距离为滚轮直径与两个滚轮机械间隙和安装间隙之和的差，并允许有过盈量，从而有效消除导轨、滚轮、滑动部件圆柱轴三者间隙，在机构运动过程中可完全消除由滑动副所产生的运动间隙，在高速运动机构中消除由于存在间隙而产生的不利震动。实现消除间隙的同时减小结构摩擦力的目的。传统的滑动副结构，减小结构间隙，必然会引起摩擦力增大甚至结构卡死现象。本发明滑动副其结构简单，安装方便，可靠性高，不易磨损，实现消除间隙的同时减小结构摩擦力的目的。本发明滑动副应用范围广，适用于曲柄摇杆机构、双摇杆机构、曲柄摇杆滑块机构的各种运动机构中，同时亦适用于高速、重载等运动严酷的环境中，并可实现高精度机械传动。
下面结合附图对本发明滑动副作进一步详细的说明。图1为本发明滑动副示意图。图2为本发明滑动副的A向视图。图3为本发明滑动副用于双摇臂摆动机构的示意图。图4为本发明滑动副用于牛头刨床摆动导杆机构、摆杆滑块机构和滑枕滑动机构的结构示意图。图5为本发明滑动副用于牛头刨床摆动导杆机构的示意图。图6为本发明滑动副用于牛头刨床摆杆滑块机构的示意图。图7为本发明滑动副用于牛头刨床滑枕滑动机构的示意图。1.导槽2.导轨3.滚轮4.滑动部件5.从动臂6.主动臂7.从动摆杆8.曲柄9.滑枕 10滑枕导轨
具体实施例方式实施例一参见图1、图2，本发明滑动副包括导槽1、两个导轨2、两个滚轮3和滑动部件4。 所述的导槽1为一端封闭，一端开口的“U”形槽。两个导轨2设置在“U”形导槽1内侧壁， 沿槽长方向定位。两个导轨2呈长方体形状，相互平行，错位分布，其在导槽1长度方向对称面内的投影不重叠，且距离为滚轮3直径与两个滚轮3机械间隙和安装间隙之和的差。两
4个导轨2可由导槽1两侧壁切除相应宽度厚度长度的条状体与导槽1一体加工而成，也可由在导槽1两侧壁上加装对应的导轨2，使得两个导轨2满足所要求特征。两个导轨2的平面用以支撑滚轮3滚动的部分为导轨2的工作面，保证两个导轨2工作面的距离满足导轨特征要求。所述的滚轮3为特殊加工的滚轮，中间有安装孔，与滑动部件4的圆柱轴相互配合安装连接，要求两个滚轮3间距离保证安装时滚轮外圈均可与对应导轨工作面完全接触。安装时，先将两个滚轮3依次安装于滑动部件4的圆柱轴上，再将两个滚轮3与导轨2装配，使得两个滚轮3分别置于导槽1内两个导轨2工作面上。由于导槽1内侧两个导轨2为相互平行、错位分布，运动时两个滚轮3始终只与其对应的一个导轨2工作面接触， 因此不会由于机械间隙太小而产生较大摩擦力或出现结构卡死现象，且对部件加工的工艺性要求也降低。由于两个导轨2工作面距离为滚轮直径与两个滚轮机械间隙和安装间隙之和的差，并且在实际应用时结构可以承受一定的过盈量，使得结构为紧配合，从而可完全消除结构间隙，使得本发明达到消除结构间隙并同时减小结构摩擦力的目的。如图3所示，是本发明滑动副用于双摇臂摆动机构中。双摇臂摆动机构包括导槽 1、两个导轨2、两个滚轮3、滑动部件4和从动臂5、主动臂6。首先将两个滚轮3依次安装于滑动部件4的圆柱轴上，滑动部件4的圆柱轴与主动臂6端部连接，再将滚轮3与从动臂5端部的“U”形导槽1内侧壁上的轨道2装配，装配时两个滚轮3距离须保证滚轮3外圈与对应导轨2平面相互贴合。使得两个滚轮3分别置于导槽1内两个导轨工作面上。由于从动臂5端部的“U”形导槽1内侧壁上的轨道2为相互平行、错位分布，运动时两个滚轮3始终只与其对应的一个导轨2工作面接触，因此不会由于机械间隙太小而产生较大摩擦力或出现结构卡死现象。由于导槽1内侧壁上的两个导轨2工作面距离为滚轮3直径与两个滚轮3机械间隙和安装间隙之和的差，并且在实际应用时结构可以承受一定的过盈量，使得结构为紧配合，从而可完全消除双摇臂摆动机构间隙，使得主动臂6做往复摆动时，从动臂5始终跟随主动臂6运动，在此滑动副上不会产生运动间隙，同时两滚轮3可减小结构摩擦力。实施例二图4展示了本发明滑动副用于牛头刨床摆动导杆机构、摆杆滑块机构和滑枕滑动机构中的结构实施例。在牛头刨床传动系统中，为实现刨刀滑枕在滑轨上的往复运动，采用了一套摆动导杆机构和一套摆杆滑块机构。在摆动导杆机构、摆杆滑块机构以及滑枕滑动机构处均采用本发明消除间隙减小摩擦的滑动副。在牛头刨床摆动导杆机构中，如图5所示，该机构包括导槽1、两个导轨2、两个滚轮3、滑动部件4、从动摆杆7、曲柄8。先将摆动导杆机构中的两个滚轮3依次与滑动部件4固定安装，滑动部件4与曲柄8的一端连接，两个滚轮3分别置于与从动摆杆7为一整体部件的长环形导槽1内的两个导轨工作面上。两个滚轮3与导轨2装配时，滚轮3外圈与对应导轨2平面相互贴合。由于从动摆杆7中部的长环形导槽1内侧两导轨2为相互平行、错位分布，运动时两个滚轮3 始终只与其对应的一个导轨2工作面接触，因此不会由于机械间隙太小而产生较大摩擦力或出现结构卡死现象。由于两个导轨2工作面距离为滚轮3直径与两个滚轮3机械间隙和安装间隙之和的差，并且在实际应用时结构可以承受一定的过盈量，使得结构为紧配合，可完全消除结构间隙。当摆动导杆机构中的曲柄8绕转轴做旋转运动时，从动摆杆7始终跟随曲柄8作摆动运动，即使从动摆杆7受力方向改变时，使用本发明滑动副的牛头刨床摆动导杆机构也不会产生运动间隙，同时两个滚轮3可减小结构摩擦力，本发明滑动副在曲柄高转速及大截荷运动时也可同时实现消除间隙和减小摩擦的效果。在牛头刨床摆杆滑块机构中，如图6所示，该机构包括导槽1、两个导轨2、两个滚轮3、滑动部件4和从动摆杆7、滑枕9。安装时，先将两个滚轮3安装于滑动部件4的圆柱轴上，并与从动摆杆7的端部相连接，两个导轨2设置在滑枕9下部的“U”形导槽1内侧壁上，将两个滚轮3与导轨2装配，装配时两个滚轮3距离须保证滚轮3外圈与对应导轨2平面相互贴合。由于导槽1内侧壁的两个导轨2为相互平行、错位分布，运动时两个滚轮3始终只与其对应的一个导轨2 工作面接触，故不会由于机械间隙太小而产生较大摩擦力或出现结构卡死现象。由于两个导轨2工作面距离为滚轮3直径与两个滚轮3机械间隙和安装间隙之和的差，并且在实际应用时结构可以承受一定的过盈量，使得结构为紧配合，从而可完全消除结构间隙。在本实施例牛头刨床摆动导杆机构中，从动摆杆7作往复摆动运动时，刨床滑枕9始终跟随从动摆杆7作往复运动，即使滑枕9运动方向改变时，在该滑动副上也不会产生任何运动间隙，同时两个滚轮3可减小结构摩擦力，该滑动副在滑枕高速运动时也可同时实现消除间隙和减小摩擦的目的。在牛头刨床滑枕滑动机构中，如图7所示，该机构包括导槽1，两个导轨2、两个滚轮3、滑动部件4和滑枕9、滑枕滑轨10。首先将两个滚轮3安装于滑动部件4的圆柱轴上，滑动部件4与滑枕9相连接用于支撑滑枕9滑动。导槽1设置在滑枕滑轨10侧壁上，再将两个导轨2安装于导槽1内侧壁上，沿槽长方向定位，两个滚轮3与导轨2装配，装配时滚轮3外圈与对应导轨2工作面相互贴合。导轨2为平面轨道。两个导轨2为相互平行、错位分布，运动时两个滚轮3始终只与其对应的一个导轨2工作面接触，不会由于机械间隙太小而产生较大摩擦力或出现结构卡死现象。由于两个导轨2工作面距离为滚轮3直径与两滚轮3机械间隙和安装间隙之和的差，并且在实际应用时结构可以承受一定的过盈量，使得结构为紧配合，从而可完全消除结构间隙。在本实施例牛头刨床滑枕滑动机构中，滑枕9作往复运动时，始终与滑枕滑轨 10紧密贴合，无间隙配合，不会产生上下跳动和震动而影响工作质量。同时两个滚轮3可减小结构摩擦力，该滑动副在滑枕高速运动时也可同时实现消除间隙和减小摩擦的目的。
权利要求
1.一种滑动副，其特征在于包括导槽(1)、导轨O)、滚轮C3)和滑动部件；所述的导轨( 和滚轮C3)各为两个；两个导轨( 设置在导槽(1)的内侧壁沿槽长方向定位，两个滚轮C3)安装在滑动部件的圆柱轴上，滚轮C3)与导轨( 配合，使得两个滚轮(3) 分别置于导槽(1)内侧壁的两个导轨(2)工作面上，滑动部件(4)沿导槽(1)运动时，安装在滑动部件(4)上的两个滚轮C3)在对应导轨( 上滚动。
2.根据权利要求1所述的滑动副，其特征在于所述的导轨( 为两个相互平行，错位分布呈长方体形状的导轨，两个导轨( 在导槽(1)长度方向对称面内的投影不重叠，且距离为滚轮(3)直径与两个滚轮(3)机械间隙和安装间隙之和的差。
3.根据权利要求1所述的滑动副，其特征在于所述的滚轮(3)为特殊加工的滚轮，中间有安装孔，两个滚轮C3)与滑动部件的圆柱轴依次固定安装，两者之间过盈配合，安装时两个滚轮(3)间距离须保证滚轮外圈均与对应导轨工作面完全接触。
4.根据权利要求1所述的滑动副，其特征在于所述的导槽(1)为一端封闭，一端开口的“U”形槽，设置在导槽(1)内侧壁的两个导轨( 与导槽一体加工而成。
5.根据权利要求1所述的滑动副，其特征在于所述的滑动部件(4)一端中心向外有一段圆柱轴，与两个滚轮C3)相互配合安装。
全文摘要
本发明公开了一种滑动副，其包括导槽、导轨、滚轮和滑动部件；两个导轨设置在导槽的内侧壁沿槽长方向定位，两个滚轮安装在滑动部件的圆柱轴上，滚轮与导轨配合，使得两个滚轮分别置于导槽内侧壁的导轨工作面上，滑动部件沿导槽运动时，安装在滑动部件上的滚轮在对应导轨上滚动。通过使两个导轨错位分布，且两个导轨工作面距离为滚轮直径与两个滚轮机械间隙和安装间隙之和的差，实现消除间隙的同时减小结构摩擦力的目的。本发明滑动副结构简单，安装方便，应用范围广，适用于曲柄摇杆机构、双摇杆机构、曲柄摇杆滑块机构的各种运动机构中，同时亦适用于高速、重载等运动严酷的环境中，并可实现高精度机械传动。
文档编号F16C29/02GK102401009SQ20101027793
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月9日 优先权日2010年9月9日
发明者丁浩, 孙美建, 宋保维, 毛昭勇, 邢蓉 申请人:西北工业大学