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后的导轨面还要进行磨削加工。火焰表面淬火的导轨因淬硬层深而使导轨耐磨性有较大的提高，但淬火后的变形较大，增加了磨削的加工量。目前，采用铸铁作为导轨的，多数都要淬硬。只有必须采用刮研的进行精加工的精密支承导轨，以及某些移置导轨，才不淬硬。 （2）钢
采用淬火钢或氮化钢的直线导轨，可大幅度提高导轨的耐磨性。
镶钢导轨导轨材料有下列几类：a.合金工具钢或轴承钢，牌号为9Mn2V、CrWMn、 GCr15等。整体淬硬，HRC≥60。b.高碳工具钢或轴承钢，牌号T8A、T10A等，整体淬硬，HRC≥58。c. 中碳钢，牌号45或40Cr，整体淬硬，HRC≥48。d. 低碳钢，牌号20Cr，渗碳淬硬，HRC≥60。e.碳化钢，牌号38CrMoAlA，渗氮处理，表面硬度为HV≥850。镶钢导轨工艺复杂、加工较困难、成本也较高，为便于热处理和减少变形，可把钢导轨分段，钉接在床身上。目前，国内多用于数孔机床加工中心上。 （3）有色金属
用于镶装导轨的有色金属板材料，主要有锡青铜ZQSn-6-3和吕青铜ZQA19-4。它们多用于重型机床的动导轨上，与铸铁的支承导轨相搭配。这种材料的优点是耐磨性较高，可以防止撕伤和保证运动的平稳性和提高移动精度。 （4）塑料
在动导轨上镶装塑料具有摩擦系数低、耐磨性高、抗撕伤能力强、低速时不易出现爬行、加工性和化学稳定性好、工艺简单、成本低等优点，在各类机床上都有应用，特别是用在精密、数控和重型机床的动导轨上。塑料导轨可与硬淬的铸铁支承导轨和镶钢支承导轨组成对偶摩擦副。 a. 塑料软带
用于镶装导轨的塑料，主要为氟塑料导轨软带，可用粘结的方法将它们固定在动 导轨上。氟塑料导轨软带是一种以聚四氟乙烯为基体，添加一定比例的耐磨材料构成的高分子复合物。它的优点是：摩擦系数低，与铸铁导轨形成对偶摩擦副时，摩擦系数在0.03～0.05的范围内，仅为铸铁——铸铁副的1/3左右；动静摩擦系数相近，具有良好的防止爬行的性能；耐磨性高，与铸铁——铸铁摩擦副相比，耐磨性可提高1～2倍；能够自润滑，可在干燥条件下工作；具有良好的化学稳定性，耐酸、耐碱、耐高温；质地较软，摩擦主要发生在软带上，维修时可更换软带，金属碎削一旦进入导轨面之间，可嵌入塑料，不致刮伤相配合的金属导轨面。这种材料在国内已经较为普遍的采用。但是，局部压强很大的导轨，不宜采用塑料镶装导轨，因为塑料刚度低，
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会产生较大的弹性变形和接触变形。 b. 三层复合材料的导轨板
它是在渡铜的钢板上烧结一层多孔青铜粉，在青铜空隙中扎入聚四氟乙烯为填料，经适当处理后形成金属——氟塑料的导轨板。国外的DU导轨板和国内的FQ-1、SF-1、SF-2、JS、GS导轨都属此类。
此类导轨板具有两种材料的优点，既具有聚四氟乙烯的良好摩擦特性，又具有青铜与钢的刚性和导热性。它适用于中、小型精密机床和数控机床。由于自润滑能力强，可用于润滑不良或无法润滑的导轨面上，即可在干摩擦条件下工作。用于竖直导轨，更显出它的优点。装配时可粘结或钉接在动导轨上。 导轨副材料的选用
在导轨副中，为了提高耐磨性和防止咬焊，动导轨和支承导轨应分别采用不同的材料。如果采用相同的材料，也应该采用不同的热处理使双方具有不同的硬度。目前在滑动导轨副中，应用较多的是动导轨采用镶装氟塑料导轨软带，支承导轨采用淬火钢或淬火铸铁；其次是动导轨采用不淬火铸铁，支承导轨采用淬火淬火钢或淬火铸铁。高精度机床，因需要采用刮研进行导轨的精加工，可采用不淬火的耐磨铸铁导轨副。只有移置导轨或不重要的导轨，才采用不淬火的普通灰铸铁导轨副。
在直线运动导轨中，长导轨用较耐磨的和硬度较高的材料制造。这是因为：a.长导轨各处使用机会难以均等，磨损往往不均。不均匀磨损对加工精度的影响较大。因此，长导轨的耐磨性应该高一些。短导轨磨损比较均匀，即使磨损大一些，对加工精度也影响不大。b.减少修理的劳动量。短而软的导轨面容易刮研。C.不能完全防护的导轨都是长导轨。它露在外面，容易被挂伤。
本设计中导轨副用于研磨机，而研磨机是对金属刀具进行磨削加工，其加工精度要求很高，且导轨较短（只有280 mm），因此本人采用不淬火的耐磨铸铁材料来制造导轨副，其中动导轨采用牌号为MTCuMo-175的耐磨铸铁，而支承导轨采用则采用力学性能更好、耐磨性更高的MTCrMoCu-235的耐磨铸铁。 4.5.6滚动直线导轨副的使用
（1）基础件上安装导轨副的安装平面的精度要求：
a.使用单根导轨副的安装面其平面精度可略低于导轨副运行精度。
b.同一平面内使用两根或两根以上导轨副时，其安装面精度可低于导轨副运行精度。滚动直线导轨副的安装图见图十一所示。
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图十一 滚动直线导轨副的安装图 滚动直线导轨副的安装误差如表10 表10
安装侧基面平行度误差 预载类型 P0 P1 P3 P3 计算系数 0.010 0.015 0.020 0.030 k P0 安装基面高度误差 预载类别 P1 P2
P3 0.00004 0.00006 0.00008 0.00012 基础件滑快安装面的高度误差为
（2）导轨副连接基准面的结构形式：
用紧固螺钉固定 用压板固定
用定位销固定 用楔块固定
本设计采用紧固螺钉固定方式
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（3）安装基面的台肩高度及倒角形式：
导轨基准面安装 滑块基准面安装
将滑块和导轨安装在床身和工作台时，为使滑块和导轨不与基础件发生干涉，按下表中的r值加工或相应加工成清角槽。其安装高度及其余尺寸如表11。 表11
规格 GGB25 倒角（r） 基面肩高（H1） 基面肩高（H2） ＜0.5 5 6 E 6.5
5 齿轮副的计算
5.1选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数
（1）选用直齿圆柱齿轮传动，并选用7级精度。
（2）材料选择：选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。 （3）选小齿轮齿数 z=20， =z2uz1=5?20=100 15.2按齿面接触强度设计
KtT1u?1?ZE?3?由设计计算公式进行试算，即 d1t?2.32 ????du?[?]?H?（1）试选载荷系数Kt=1.3，小齿轮传递的转矩T1=2.39 N?mm
（2）选取齿宽系数?d=1，材料的弹性影响系数ZE=189.8 MPa2，按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限
12?Hlim1=600 MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限
?Hlim2=550 MPa；
（3）计算应力循环次数
N1=60n1jLh=60?3000?1?2?8?300?15=12.96?109
N2=12.96?109/5=2.59?109
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（4）接触疲劳寿命系数 KHN1=0.86，KHN2=0.95 （5）计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%，安全系数S=1，得
KHN1?Hlim1 [?H]1==0.86?600=516 MPa
S[?H]2=
KHN2?Hlim2=0.95?550=522.5 MPa
S（6）计算小齿轮分度圆直径d1t，代入[?H]中较小的值
223??KTZu?11.3?2.39?106189.8??E??? d1t?2.323t1?=2.32?3???=18.47mm ???du?[?H]?15?516?计算圆周速度v： v=
?d1tn160?1000=
??18.47?300060?1000=2.9m/s
计算齿宽b： b =?d×d1t=1?18.47=18.47mm 计算模数 m=d1t/1=18.47/20=0.9mm
t（7） 计算载荷系数
根据v=2.9m/s，7级精度，查得动载系数Kv=1.05，KH?=KF?=1.2
zKA=1.0，KH?=1.423
故 K=KAKVKH?KH?=1?1.05?1.2?1.423=1.793 d1=d1t3K/Kt=18.47?31.793/1.3=20.56mm 模数m=d1/z1=1.03mm
5.3按齿根弯曲强度设计
弯曲强度的设计公式 m?32KT1?YFaYSa? ?2????dz1?[?F]?（1）小齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE1=500MPa,大齿轮的弯曲疲劳强度极限
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