专利名称：直线导轨副的制作方法
技术领域：
本发明属于导轨副结构技术领域，尤其涉及一种可超高速运行的直线导轨副。
背景技术：
目前的直线导轨副，其通过设置曲线导向槽和于曲线导向槽内设置滚珠，使滚珠在曲线导向槽内循环排出至滑块与导轨副之间，以起到轴承的作用。但由于曲线导向槽是曲线的，当滑块的速度超过12m/s时，由于滚珠直线速度高于曲线内滚珠线速度的原因，导致导向槽内的滚珠不能及时排出到直线导轨副中，造成滑块和导轨间的滚珠卡死而不能转动，从而造成导轨拉伤或滚珠槽破裂等现象。现有技术中的这种直线导轨副，其极限速度低，可靠性差，不能应用于需要高直线速度及高加速度的领域。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种直线导轨副，其极限速度高，可靠性高，可应用于需要高直线速度及高加速度的领域。本发明的技术方案是一种直线导轨副，包括机座和滑块，所述机座上固定设置有至少二根圆柱状的导向导轨，所述滑块上转动设置有可沿所述导向导轨滚动的第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和第二轴承与导向导轨之间形成点接触摩擦副，所述第一轴承的中轴线与第二轴承的中轴线之间的角度大于90°且小于170°。进一步地，所述机座上还固定设置有支撑导轨，所述导向导轨固定设置于所述支撑导轨的两侧，所述导向导轨通过锁紧件固定连接于所述支撑导轨上。具体地，所述支撑导轨呈圆柱体状，其数量设置为奇数根，所述各支撑导轨的直径相等，所述导向导轨设置有二根，所述支撑导轨设置为至少二层，所述支撑导轨与导向导轨之间紧密连接组成倒锥形结构，所述二根导向导轨分别设置于上层支撑导轨的两侧，所述锁紧件依次穿过于其中一根导向导轨、位于二根导向导轨之间的支撑导轨以及另一根导向导轨，所述支撑导轨之间通过第一紧固件固定连接，所述支撑导轨与机座之间通过第二紧固件连接。更具体地，所述第二紧固件从机座的下端穿入机座并螺纹连接于位于下层的支撑导轨上，所述第一紧固件连接于上下相邻的支撑导轨，使上层的支撑导轨固定于下层的支撑导轨上。更具体地，所述第一紧固件的中心轴线穿过二个通过该第一紧固件连接的支撑导轨的圆心。优选地，所述锁紧件、第一紧固件、第二紧固件均为螺栓或螺钉。更具体地，所述导向导轨的直径小于或等于所述支撑导轨的直径。更具体地，所述支撑导轨设置有三根，所述三根支撑导轨与二根导向导轨紧密排列层叠呈倒锥形结构，二根导向导轨及一根位于二导向圆柱体导体之间的支撑导轨位于上层，另二根支撑导轨位于下层且固定连接于所述机座上，所述第一轴承和第二轴承均设置有二个，所述二个第一轴承位于导向导轨的上方处且分别与二根导向导轨形成点接触摩擦副，所述二个第二轴承位于导向导轨的斜下方且分别与二根导向导轨形成点接触摩擦副。具体地，所述滑块设置有至少二个且成对设置。本发明提供的一种直线导轨副，其突破了传统直线导轨的工作原理，利用了滚动轴承极限转速高的特点，将通过设置互成90°至170°之间的第一轴承和第二轴承，第一轴承和第二轴承可分别作用于圆柱体状的导向导轨的不同方位，以消除第一轴承和第二轴承与导向导轨之间的间隙，而且滑块不会从导向导轨中脱出，结构可靠性高。通过改变第一轴承和第二轴承的直径、类型等，可调节载荷的大小，使用方便。第一轴承和第二轴承与呈圆柱体状的导向导轨之间如同两个弧面相切，形成了点接触的滚动摩擦副，其摩擦力小， 阻力低，有利于导轨副在超高速工况下稳定运行，可靠性高。滑块的最高极限速度、极限加速度取决于轴承的极限转速，滑块的极限速度大大提高，不会发生滚珠卡死的情况，可靠性高，可以可靠地应用于需要高直线速度及高加速度的领域。
图1是本发明实施例提供的一种直线导轨副的横截面示意图；图2是本发明实施例提供的一种直线导轨副的平面示意图；图3是本发明实施例提供的一种直线导轨副的另一平面示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图1 图3所示，本发明实施例提供的一种直线导轨副，包括机座100和滑块 200，所述机座100上固定设置有至少二根圆柱状的导向导轨310，所述滑块200上转动设置有可沿所述导向导轨310滚动的第一轴承410和第二轴承420，所述第一轴承410和第二轴承420与导向导轨310之间形成点接触摩擦副，所述第一轴承410的中轴线与第二轴承420 的中轴线之间的角度大于90°且小于170°。通过这样的设计，突破了传统直线导轨的工作原理，利用了滚动轴承极限转速高的特点，将传统直线导轨副滑块200与导轨的滑动运动方式变成为轴承在导轨上进行滚动运动的方式。根据轴承外环线速度V = η Π D(n为轴承转速，D为轴承外径)可知，V与n、D成正比，当D —定时，V取决于η即轴承的转速。例如η = 36000r/min, D = 13mm，则V = 24. 5m/s,由此可知利用滚动轴承可以很容易达到较高的线速度。与现有技术中的直线导轨副相比，其可允许滑块200的最高极限速度、极限加速度取决于轴承的极限转速，滑块200的极限速度大大提高，不会发生滚珠卡死的情况，可靠性高，可以可靠地应用于需要高直线速度及高加速度的领域，例如无人机发射器要求直线速度为15m/s以上、加速度2g以上的场合，应用场合广。通过设置互成90°至170°之间的第一轴承410和第二轴承420，第一轴承410和第二轴承420可分别作用于导向导轨 310的不同方位，以消除第一轴承410和第二轴承420与导向导轨310之间的间隙。本实施例中，第一轴承410和第二轴承420的中轴线之间互成135°，另外地，第一轴承410和第二轴承420的中轴线之间也可以选用90°至170°之间的其它合适角度，均属于本发明的保护范围。第一轴承410和第二轴承420的类型及尺寸大小可根据载荷大小和滑块200 的尺寸选取。通过改变第一轴承410和第二轴承420的直径、类型等，可调节载荷的大小。 其中第一轴承410作用于导向导轨310的上方处，第二轴承420作用于导向导轨310的侧面下方处，滑块200不会从导向导轨310中脱出，结构可靠性高。第一轴承410和第二轴承 420均成对设置，分别作用于导向导轨310上。第一轴承410和第二轴承420与导向导轨 310之间如同两个弧面相交切，形成了点接触的滚动摩擦副，其摩擦力小，阻力低，有利于导轨副在超高速工况下稳定运行，可靠性高。具体地，如图1和图2所示，作为本发明的一实施例，所述机座100上还固定设置有支撑导轨320，所述导向导轨310固定设置于所述支撑导轨320的两侧，所述导向导轨 310通过锁紧件530固定连接于所述支撑导轨320上。支撑导轨320的截面可为圆形或多边形等合适形状，本实施例中，支撑导轨320与导向导轨310—样，呈圆柱体状。更具体地，如图1和图2所示，作为本发明的一实施例，所述支撑导轨320呈圆柱体状，其数量设置为奇数根，所述各支撑导轨320的直径相等，所述导向导轨310设置有二根，所述支撑导轨320设置为至少二层，所述支撑导轨320与导向导轨310之间紧密连接组成倒锥形结构，所述二根导向导轨310分别设置于上层支撑导轨320的两侧，所述锁紧件 530依次穿过于其中一根导向导轨310、位于二根导向导轨310之间的支撑导轨320以及另一根导向导轨310，所述支撑导轨320之间通过第一紧固件510固定连接，所述支撑导轨 320与机座100之间通过第二紧固件520连接。通过这样的设计，一方面便于装配，另一方面可方便地调整第一轴承410和第二轴承420、导向导轨310之间的间隙，使本发明所提供的直线导轨副可处于良好的运行状态。通过选用圆柱体状的支撑导轨320和导向导轨310， 其制备方便，易于实现高精度加工，加工成本低，而且加工应力小，结构可靠性高。更具体地，如图1和图2所示，作为本发明的一实施例，所述第二紧固件520从机座100的下端穿入机座100并螺纹连接于位于下层的支撑导轨320上，每一根位于下层的支撑导轨320均通过多个第二紧固件520锁紧于机座100上端。所述第一紧固件510连接于上下相邻的支撑导轨320，使上层的支撑导轨320固定于下层的支撑导轨320上。第一紧固件510从上层的支撑导轨320的斜上方穿过并螺纹锁紧于其下方的支撑导轨320，结构可靠性高且调整方便更具体地，如图1和图2所示，作为本发明的一实施例，所述第一紧固件510的中心轴线穿过二个通过该第一紧固件510连接的支撑导轨320的圆心，使其受力均衡，以保证连接的可靠性。优选地，如图1和图2所示，作为本发明的一实施例，所述锁紧件530、第一紧固件 510、第二紧固件520均为螺栓或螺钉，可选用标准件，拆装、维护方便且应用成本低。具体地，如图1和图2所示，作为本发明的一实施例，所述导向导轨310的直径小于或等于所述支撑导轨320的直径，结构可靠性佳。优选地，如图1和图2所示，作为本发明的一实施例，所述支撑导轨320设置有三根，所述三根支撑导轨320与二根导向导轨310紧密排列层叠呈倒锥形结构，二根导向导轨 310及一根位于二导向圆柱体导体之间的支撑导轨320位于上层，另二根支撑导轨320位于下层且固定连接于所述机座100上，所述第一轴承410和第二轴承420均设置有二个，所述二个第一轴承410位于导向导轨310的上方处且分别与二根导向导轨310形成点接触摩擦副，所述二个第二轴承420位于导向导轨310的斜下方且分别与二根导向导轨310形成点接触摩擦副，结构合理可靠。另外地，支撑导轨320的数量可根据实际情况确定，只需设置为基数根以排列成倒锥形结构即可。导向导轨310的数量也可根据实际情况而定，可设置为二根或四根等合适数量，均属于本发明的保护范围。本实施例中，三根支撑导轨320直径相等且紧密排列成三角状，位于下层的两根支撑导轨320通过两组第二紧固件520固定于机座100上，位于上层的一根支撑导轨320通过两组第一紧固件510分别固定于两根位于下层的支撑导轨320上，第一紧固件510均穿过相应支撑导轨320的中轴线，两组第一紧固件510互成60°夹角。本实施例中，导向导轨310与支撑导轨320的直径相等，锁紧件530 水平设置且穿过导向导轨310和位于上层的支撑导轨320的圆心。当然，导向导轨310与支撑导轨320的直径也可以不相等，只要导向导轨310的直径不大于支撑导轨320的直径即可。具体地，如图1和图3所示，作为本发明的一实施例，所述滑块200设置有至少二个且成对设置，可靠性高。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种直线导轨副，包括机座和滑块，其特征在于，所述机座上固定设置有至少二根圆柱状的导向导轨，所述滑块上转动设置有可沿所述导向导轨滚动的第一轴承和第二轴承， 所述第一轴承和第二轴承与导向导轨之间形成点接触摩擦副，所述第一轴承的中轴线与第二轴承的中轴线之间的角度大于90°且小于170°。
2.如权利要求1所述的直线导轨副，其特征在于，所述机座上还固定设置有支撑导轨， 所述导向导轨固定设置于所述支撑导轨的两侧，所述导向导轨通过锁紧件固定连接于所述支撑导轨上。
3.如权利要求2所述的直线导轨副，其特征在于，所述支撑导轨呈圆柱体状，其数量设置为奇数根，所述各支撑导轨的直径相等，所述导向导轨设置有二根，所述支撑导轨设置为至少二层，所述支撑导轨与导向导轨之间紧密连接组成倒锥形结构，所述二根导向导轨分别设置于上层支撑导轨的两侧，所述锁紧件依次穿过于其中一根导向导轨、位于二根导向导轨之间的支撑导轨以及另一根导向导轨，所述支撑导轨之间通过第一紧固件固定连接， 所述支撑导轨与机座之间通过第二紧固件连接。
4.如权利要求3所述的直线导轨副，其特征在于，所述第二紧固件从机座的下端穿入机座并螺纹连接于位于下层的支撑导轨上，所述第一紧固件连接于上下相邻的支撑导轨， 使上层的支撑导轨固定于下层的支撑导轨上。
5.如权利要求4所述的直线导轨副，其特征在于，所述第一紧固件的中心轴线穿过二个通过该第一紧固件连接的支撑导轨的圆心。
6.如权利要求3所述的直线导轨副，其特征在于，所述锁紧件、第一紧固件、第二紧固件均为螺栓或螺钉。
7.如权利要求3所述的直线导轨副，其特征在于，所述导向导轨的直径小于或等于所述支撑导轨的直径。
8.如权利要求3所述的直线导轨副，其特征在于，所述支撑导轨设置有三根，所述三根支撑导轨与二根导向导轨紧密排列层叠呈倒锥形结构，二根导向导轨及一根位于二导向圆柱体导体之间的支撑导轨位于上层，另二根支撑导轨位于下层且固定连接于所述机座上， 所述第一轴承和第二轴承均设置有二个，所述二个第一轴承位于导向导轨的上方处且分别与二根导向导轨形成点接触摩擦副，所述二个第二轴承位于导向导轨的斜下方且分别与二根导向导轨形成点接触摩擦副。
9.如权利要求1所述的直线导轨副，其特征在于，所述滑块设置有至少二个且成对设置。
全文摘要
本发明适用于导轨副结构技术领域，公开了一种直线导轨副，包括机座和滑块，所述机座上固定设置有至少二根圆柱状的导向导轨，所述滑块上转动设置有可沿所述导向导轨滚动的第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和第二轴承与导向导轨之间形成点接触摩擦副，所述第一轴承的中轴线与第二轴承的中轴线之间的角度大于90°且小于170°。本发明提供的一种直线导轨副，其突破了传统直线导轨的工作原理，利用了滚动轴承极限转速高的特点，滑块的最高极限速度、极限加速度取决于轴承的极限转速，滑块的极限速度大大提高，不会发生滚珠卡死的情况，可靠性高，可以可靠地应用于需要高直线速度及高加速度的领域。
文档编号F16C29/04GK102305241SQ20111024989
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者胡羽飞 申请人:大连欧朋达科技有限公司