第9章 主軸組件設(shè)計(jì)

1、第九章第九章 主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 第一節(jié) 概 述一、 主軸組件功用及結(jié)構(gòu)型式 主軸部件：是由主軸、主軸軸承和安裝在主軸上的傳動(dòng)件、密封件等組成。主軸部件：是由主軸、主軸軸承和安裝在主軸上的傳動(dòng)件、密封件等組成。 作用：支承并帶動(dòng)工件或刀具完成工件表面成形運(yùn)動(dòng)，傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。作用：支承并帶動(dòng)工件或刀具完成工件表面成形運(yùn)動(dòng)，傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 結(jié)構(gòu)型式：有結(jié)構(gòu)型式：有臥式、立式和傾斜式的不同布置方式。臥式、立式和傾斜式的不同布置方式。二、主軸組件基本要求 1.旋轉(zhuǎn)精度 機(jī)床在空載低速時(shí)，主軸前端安裝刀具，夾具部位的徑向跳動(dòng)、端面跳動(dòng)機(jī)床在空載低速時(shí)，主軸前端安裝刀具，夾具部位的徑向跳動(dòng)、端面

2、跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)。和軸向竄動(dòng)。 主軸的旋轉(zhuǎn)軸線產(chǎn)生的跳動(dòng)如圖主軸的旋轉(zhuǎn)軸線產(chǎn)生的跳動(dòng)如圖端面跳動(dòng)o軸向竄動(dòng)or徑向跳動(dòng)r 2.剛度剛度：是指其在外界載荷的作用下抵抗變形的能力。通常以主軸前端產(chǎn)剛度：是指其在外界載荷的作用下抵抗變形的能力。通常以主軸前端產(chǎn) 生單位彈性變形時(shí)，在變形方向上所加的作用力的大小來表示，生單位彈性變形時(shí)，在變形方向上所加的作用力的大小來表示， 比值越大，說明剛度越好。如圖所示比值越大，說明剛度越好。如圖所示 K= FK= F（牛（牛/ /微米）微米） 3.抗振性 抗振性：是指其抵抗受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)而保持平穩(wěn)地運(yùn)動(dòng)的能力。用主抗振性：是指其抵抗受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)而保持平穩(wěn)

3、地運(yùn)動(dòng)的能力。用主 軸端部測(cè)得的最大振幅來衡量的。振幅越小，抗振性越好。軸端部測(cè)得的最大振幅來衡量的。振幅越小，抗振性越好。 受迫振動(dòng)：是由機(jī)床外部的振源或機(jī)床其他部件振動(dòng)及主軸部件本身所引受迫振動(dòng)：是由機(jī)床外部的振源或機(jī)床其他部件振動(dòng)及主軸部件本身所引 起的。起的。 自激振動(dòng)：是由切削過程引起的。自激振動(dòng)：是由切削過程引起的。 4.溫升和熱變形 機(jī)床在工作時(shí)，各相對(duì)運(yùn)動(dòng)處的摩擦，攪油等耗損而發(fā)熱造成的溫差，機(jī)床在工作時(shí)，各相對(duì)運(yùn)動(dòng)處的摩擦，攪油等耗損而發(fā)熱造成的溫差，使主軸部件在形狀和位置上產(chǎn)生畸變，稱為熱變形。使主軸部件在形狀和位置上產(chǎn)生畸變，稱為熱變形。 熱變形是用主軸運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間和因發(fā)

4、熱而造成的各部分的位置上的變化熱變形是用主軸運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間和因發(fā)熱而造成的各部分的位置上的變化來度量，也可用溫升近似的表達(dá)。來度量，也可用溫升近似的表達(dá)。 一般滑動(dòng)軸承的溫升一般滑動(dòng)軸承的溫升 ，工作溫度，工作溫度 一般滾動(dòng)軸承的溫升一般滾動(dòng)軸承的溫升 ，工作溫度，工作溫度 5.耐磨性 耐磨性耐磨性又叫精度保持性：是主軸組件長(zhǎng)期的保持其原始制造精度的能力，又叫精度保持性：是主軸組件長(zhǎng)期的保持其原始制造精度的能力， 所以相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件間都必須有一定的硬度，對(duì)所以相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件間都必須有一定的硬度，對(duì) 摩擦表面要進(jìn)行熱處理和化學(xué)處理。摩擦表面要進(jìn)行熱處理和化學(xué)處理。 綜合上述：綜合上述： 機(jī)床的工作精度

5、機(jī)床的工作精度 - - 旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)精度 靜態(tài)工作精度靜態(tài)工作精度 - - 剛度剛度 動(dòng)態(tài)工作精度動(dòng)態(tài)工作精度 - - 抗振性抗振性 精度保持性精度保持性 - - 耐磨性耐磨性 此外還有結(jié)構(gòu)上的要求：此外還有結(jié)構(gòu)上的要求： （1 1）主軸的定位可靠，軸向、徑向（在切削力和傳動(dòng)力作用下）。）主軸的定位可靠，軸向、徑向（在切削力和傳動(dòng)力作用下）。 （2 2）主軸端部的結(jié)構(gòu)要保證工件或刀具的裝夾定位可靠及足夠的）主軸端部的結(jié)構(gòu)要保證工件或刀具的裝夾定位可靠及足夠的 定位精度。定位精度。 （3 3）保持長(zhǎng)期可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)，潤(rùn)滑與密封。）保持長(zhǎng)期可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)，潤(rùn)滑與密封。 （4 4）結(jié)構(gòu)工藝性好，好造、好裝、

6、好拆、好修。并降低成本。）結(jié)構(gòu)工藝性好，好造、好裝、好拆、好修。并降低成本。第二節(jié) 主軸傳動(dòng)件主軸傳動(dòng)件一、主軸傳動(dòng)件類型選擇 常用傳動(dòng)件有：齒輪、蝸輪、帶輪和原動(dòng)機(jī)等。常用傳動(dòng)件有：齒輪、蝸輪、帶輪和原動(dòng)機(jī)等。 1.齒輪 在變轉(zhuǎn)速、變載荷工作的情況下，一般普遍采用齒輪傳動(dòng)，在變轉(zhuǎn)速、變載荷工作的情況下，一般普遍采用齒輪傳動(dòng)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，并能傳遞較大轉(zhuǎn)矩。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，并能傳遞較大轉(zhuǎn)矩。 (1) (1) 粗加工時(shí)，齒輪軸向分力的方向應(yīng)與切削力的方粗加工時(shí)，齒輪軸向分力的方向應(yīng)與切削力的方向相反。向相反。 (2) (2) 精密、高速加工時(shí)，齒輪軸向分力的方向應(yīng)與切削力的精密、高速加工時(shí)

7、，齒輪軸向分力的方向應(yīng)與切削力的方向相同。方向相同。 2.蝸輪 在低速、小功率且表面加工質(zhì)量要求較高的場(chǎng)合一般采用蝸在低速、小功率且表面加工質(zhì)量要求較高的場(chǎng)合一般采用蝸輪傳動(dòng)，它傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小，但效率低，容易發(fā)熱和磨損。輪傳動(dòng)，它傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小，但效率低，容易發(fā)熱和磨損。 3.帶輪 轉(zhuǎn)速較高且表面加工質(zhì)量要求較高的場(chǎng)合一般采用皮帶傳動(dòng)，轉(zhuǎn)速較高且表面加工質(zhì)量要求較高的場(chǎng)合一般采用皮帶傳動(dòng)，帶輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，但傳動(dòng)帶容易拉長(zhǎng)和磨損，需要定期帶輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，但傳動(dòng)帶容易拉長(zhǎng)和磨損，需要定期調(diào)整及更換。調(diào)整及更換。 4.原動(dòng)機(jī) 主軸轉(zhuǎn)速很高時(shí)，可采用原動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)主軸。它傳動(dòng)鏈最主

8、軸轉(zhuǎn)速很高時(shí)，可采用原動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)主軸。它傳動(dòng)鏈最短，只傳遞轉(zhuǎn)矩，可減小主軸的彎曲變形。短，只傳遞轉(zhuǎn)矩，可減小主軸的彎曲變形。 二、主軸傳動(dòng)件布置 1.主軸不承受傳動(dòng)力 高精度或精密機(jī)床的主軸上，往往采用高精度或精密機(jī)床的主軸上，往往采用“卸荷式卸荷式”傳動(dòng)件，只傳遞轉(zhuǎn)矩而卸掉徑向力。傳動(dòng)件，只傳遞轉(zhuǎn)矩而卸掉徑向力。 2.主軸尾端承受傳動(dòng)力 將帶輪裝在主軸的外伸尾端上，將帶輪裝在主軸的外伸尾端上，使主軸承受傳動(dòng)力。使主軸承受傳動(dòng)力。 3.主軸前端承受傳動(dòng)力 將帶輪裝在主軸的前端上，主軸前端懸伸部分將帶輪裝在主軸的前端上，主軸前端懸伸部分同時(shí)承受傳動(dòng)力同時(shí)承受傳動(dòng)力Q Q和切削力和切削力F F時(shí)

9、，應(yīng)使時(shí)，應(yīng)使Q Q、F F方向相反。方向相反。 4.主軸兩支承間承受傳動(dòng)力 為了減小主軸的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形，提高固有頻率，應(yīng)將傳動(dòng)齒輪布置為了減小主軸的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形，提高固有頻率，應(yīng)將傳動(dòng)齒輪布置在靠近前支承的位置上，兩種情況如下：在靠近前支承的位置上，兩種情況如下： 第三節(jié) 主軸一、主軸結(jié)構(gòu)形狀要求 主軸的頭部已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，用以安裝標(biāo)準(zhǔn)刀具和夾具。主軸頭部的形狀和主軸的頭部已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，用以安裝標(biāo)準(zhǔn)刀具和夾具。主軸頭部的形狀和尺寸，主要取決于主軸上所安裝的傳動(dòng)件尺寸，主要取決于主軸上所安裝的傳動(dòng)件, ,軸承和密封件等零件的類型軸承和密封件等零件的類型, ,數(shù)目位數(shù)目位置和安裝定位方

10、式置和安裝定位方式, ,同時(shí)還要考慮到主軸的加工工藝性和裝配工藝性?？梢娡瑫r(shí)還要考慮到主軸的加工工藝性和裝配工藝性?？梢姍C(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)第第3 3冊(cè)。冊(cè)。 為了提高剛度，主軸的直徑應(yīng)盡量大些。前軸承至主軸前端面的距離稱為為了提高剛度，主軸的直徑應(yīng)盡量大些。前軸承至主軸前端面的距離稱為懸伸。懸伸量應(yīng)盡可能地小些。為了便于裝配，主軸常制成階梯形的。懸伸。懸伸量應(yīng)盡可能地小些。為了便于裝配，主軸常制成階梯形的。二、主軸材料和熱處理 主軸的材料，應(yīng)根據(jù)主軸的耐磨性、熱處理方法和熱處理后的變形來選擇。主軸的材料，應(yīng)根據(jù)主軸的耐磨性、熱處理方法和熱處理后的變形來選擇。 （1 1）材料的選擇：）材料

11、的選擇： 剛性好，承載能力大，耐磨性好，加工性能好，剛性好，承載能力大，耐磨性好，加工性能好， 熱處熱處 理變形小，價(jià)格便宜。材料的剛性是通過彈性模量理變形小，價(jià)格便宜。材料的剛性是通過彈性模量E E反反 映的，鋼的映的，鋼的E E值較大值較大2.1X102.1X106 6 kg/cm kg/cm2 2 , ,一一 般都用鋼材。般都用鋼材。 常用：結(jié)構(gòu)鋼，常用：結(jié)構(gòu)鋼，15#15#，20#20#，45#45#。 合金鋼，合金鋼，20Cr, 40Cr, 50Mn, 65Mn.20Cr, 40Cr, 50Mn, 65Mn. 球墨鑄鐵也開始應(yīng)用。球墨鑄鐵也開始應(yīng)用。 （2 2）熱處理方法：滑動(dòng)軸承支

12、承，前端定位表面，淬硬）熱處理方法：滑動(dòng)軸承支承，前端定位表面，淬硬HRC5055HRC5055； 低碳鋼，滲碳淬火；合金可以化學(xué)處理。低碳鋼，滲碳淬火；合金可以化學(xué)處理。 三、主軸的技術(shù)條件 主軸的精度是根據(jù)機(jī)床的精度來提出技術(shù)要求，主軸的精度是：尺寸精主軸的精度是根據(jù)機(jī)床的精度來提出技術(shù)要求，主軸的精度是：尺寸精度，形狀精度，以及支承軸頸與殼心表面之間的位置精度和光潔度。度，形狀精度，以及支承軸頸與殼心表面之間的位置精度和光潔度。 支承軸頸為主軸基準(zhǔn)，是工藝基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)，技術(shù)條件可以根據(jù)機(jī)床支承軸頸為主軸基準(zhǔn)，是工藝基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)，技術(shù)條件可以根據(jù)機(jī)床手冊(cè)和同等精度機(jī)床主軸圖紙上的條件確

13、定。手冊(cè)和同等精度機(jī)床主軸圖紙上的條件確定。通用機(jī)床主軸端部的形狀通用機(jī)床主軸端部的形狀第四節(jié) 主軸的滾動(dòng)支承 主軸支承是指主軸軸承、支承座及其他相關(guān)零件的組合體，其中核心元件主軸支承是指主軸軸承、支承座及其他相關(guān)零件的組合體，其中核心元件是軸承。因此把采用滾動(dòng)軸承的主軸支承稱為主軸滾動(dòng)支承；把采用滑動(dòng)軸承是軸承。因此把采用滾動(dòng)軸承的主軸支承稱為主軸滾動(dòng)支承；把采用滑動(dòng)軸承的稱為主軸滑動(dòng)支承。的稱為主軸滑動(dòng)支承。 主軸滾動(dòng)支承的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容是：滾動(dòng)軸承類型的選擇，軸承的配置，軸主軸滾動(dòng)支承的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容是：滾動(dòng)軸承類型的選擇，軸承的配置，軸承的精度及其選配，軸承的間隙調(diào)整，支承座的結(jié)構(gòu)，軸承的

14、配合及其配合零承的精度及其選配，軸承的間隙調(diào)整，支承座的結(jié)構(gòu)，軸承的配合及其配合零件的精度，軸承的潤(rùn)滑與密封等。件的精度，軸承的潤(rùn)滑與密封等。一、主軸滾動(dòng)軸承類型選擇 主軸較粗，主軸軸承的直徑較大。相對(duì)地說，軸承的負(fù)載較輕。因此，一般主軸較粗，主軸軸承的直徑較大。相對(duì)地說，軸承的負(fù)載較輕。因此，一般情況下，承載能力和疲勞壽命不是選擇主軸軸承的主要指標(biāo)。情況下，承載能力和疲勞壽命不是選擇主軸軸承的主要指標(biāo)。主軸軸承，應(yīng)根主軸軸承，應(yīng)根據(jù)精度、剛度和轉(zhuǎn)速選擇。據(jù)精度、剛度和轉(zhuǎn)速選擇。 1.圓錐孔雙列圓柱滾子軸承 這種軸承具有徑向尺寸較小、這種軸承具有徑向尺寸較小、制造精度較高、承載能力較大、制造精

15、度較高、承載能力較大、靜剛度好以及允許的轉(zhuǎn)速高等優(yōu)靜剛度好以及允許的轉(zhuǎn)速高等優(yōu)點(diǎn)，并能夠調(diào)整軸承的徑向間隙，點(diǎn)，并能夠調(diào)整軸承的徑向間隙，因此在機(jī)床主軸組件上得到廣泛應(yīng)用。因此在機(jī)床主軸組件上得到廣泛應(yīng)用。 2 .60接觸角雙向推力向心球軸承 這種軸承的優(yōu)點(diǎn)是制造精度高，這種軸承的優(yōu)點(diǎn)是制造精度高，允許轉(zhuǎn)速高，溫升較低，抗振性高允許轉(zhuǎn)速高，溫升較低，抗振性高于推力球軸承于推力球軸承8000型，裝配調(diào)整簡(jiǎn)型，裝配調(diào)整簡(jiǎn)單，精度穩(wěn)定可靠。與雙列圓柱滾單，精度穩(wěn)定可靠。與雙列圓柱滾子軸承相配套，用于承受軸向載荷。子軸承相配套，用于承受軸向載荷。 3.單列圓錐滾子軸承 普通單列圓錐滾子軸承（普通單列圓

16、錐滾子軸承（70007000型），能同時(shí)承受徑向和軸向載荷，承載型），能同時(shí)承受徑向和軸向載荷，承載能力和剛度較高，價(jià)格便宜，支承簡(jiǎn)單，間隙調(diào)整方便?？捎糜谥兴佟⒅休d、能力和剛度較高，價(jià)格便宜，支承簡(jiǎn)單，間隙調(diào)整方便?？捎糜谥兴佟⒅休d、一般精度的主軸組件。一般精度的主軸組件。 4.雙列圓錐滾子軸承 通雙列圓錐滾子軸承（通雙列圓錐滾子軸承（26971002697100型）能夠同時(shí)承受徑向載荷和雙向軸向載型）能夠同時(shí)承受徑向載荷和雙向軸向載荷，承載能力、剛度及抗振能力較高，適用于中速、徑向載荷大，軸向載荷荷，承載能力、剛度及抗振能力較高，適用于中速、徑向載荷大，軸向載荷中等、一般精度的機(jī)床主軸組件

17、。中等、一般精度的機(jī)床主軸組件。 此外，角接觸球軸承、單向推力球軸承、滾針軸承及滾錐軸承等，可根此外，角接觸球軸承、單向推力球軸承、滾針軸承及滾錐軸承等，可根據(jù)結(jié)構(gòu)選取。據(jù)結(jié)構(gòu)選取。 二、主軸滾動(dòng)軸承配置 軸承配置是根據(jù)機(jī)床用途、主軸的工作條件（載荷大小及方向、轉(zhuǎn)速等）軸承配置是根據(jù)機(jī)床用途、主軸的工作條件（載荷大小及方向、轉(zhuǎn)速等）以及所要求的工作性能來確定的。以及所要求的工作性能來確定的。 1.徑向軸承配置 兩支承或三支承主軸組件，在每個(gè)支承處都要有徑向軸承。前支承的徑向兩支承或三支承主軸組件，在每個(gè)支承處都要有徑向軸承。前支承的徑向軸承對(duì)主軸組件的性能影響重大，故首先應(yīng)選定前支承的徑向軸承

18、。其他支承軸承對(duì)主軸組件的性能影響重大，故首先應(yīng)選定前支承的徑向軸承。其他支承的徑向軸承，一般因載荷較小且對(duì)于主軸組件性能的影響較小，可選用較前軸的徑向軸承，一般因載荷較小且對(duì)于主軸組件性能的影響較小，可選用較前軸承剛度、抗振性及精度略低的軸承匹配使用。但需注意的是，匹配使用的軸承承剛度、抗振性及精度略低的軸承匹配使用。但需注意的是，匹配使用的軸承都必須適應(yīng)主軸轉(zhuǎn)速的要求。都必須適應(yīng)主軸轉(zhuǎn)速的要求。 2.推力軸承配置 機(jī)床主軸一般承受兩個(gè)方向的軸向載荷，需要兩個(gè)相應(yīng)的推力（止推）軸機(jī)床主軸一般承受兩個(gè)方向的軸向載荷，需要兩個(gè)相應(yīng)的推力（止推）軸承匹配使用。推力軸承的布置方式或稱主軸組件的軸向定

19、位方式，共有三種：承匹配使用。推力軸承的布置方式或稱主軸組件的軸向定位方式，共有三種： 1）前端定位 前端定位結(jié)構(gòu)其特點(diǎn)：前端定位結(jié)構(gòu)其特點(diǎn)： （1 1）主軸受熱變形，向后伸長(zhǎng)（熱位移），）主軸受熱變形，向后伸長(zhǎng)（熱位移），不影響主軸前端的軸向精度。不影響主軸前端的軸向精度。 （2 2）主軸切削力受壓段短，縱向穩(wěn)定性好。）主軸切削力受壓段短，縱向穩(wěn)定性好。 （3 3）前支承的角剛度高，角阻尼大，因此主軸組件的剛度高和抗振性好。）前支承的角剛度高，角阻尼大，因此主軸組件的剛度高和抗振性好。 （4 4）前支承的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，溫升較高。）前支承的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，溫升較高。 適用范圍：對(duì)軸向精度和剛度要求較

20、高的高速、精密機(jī)床主軸（如精密車適用范圍：對(duì)軸向精度和剛度要求較高的高速、精密機(jī)床主軸（如精密車床、鏜床、坐標(biāo)鏜床等）及對(duì)抗振性要求較高的普通機(jī)床主軸（如臥式車床、床、鏜床、坐標(biāo)鏜床等）及對(duì)抗振性要求較高的普通機(jī)床主軸（如臥式車床、多刀車床、銑床等）。多刀車床、銑床等）。 2）后端定位 后端定位結(jié)構(gòu)其特點(diǎn)：后端定位結(jié)構(gòu)其特點(diǎn)： （1 1）前支承的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、溫升較??；）前支承的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、溫升較??； （2 2）主軸受熱向前伸長(zhǎng)，影響主軸的軸）主軸受熱向前伸長(zhǎng)，影響主軸的軸向精度；向精度； （3 3）剛度及抗振性較差。）剛度及抗振性較差。 適用范圍：不宜用于精密、抗振性要求高的機(jī)床，適用范圍：不宜用

21、于精密、抗振性要求高的機(jī)床，可用于要求不高的中速、普通精度機(jī)床的主軸（臥式車床、多刀車床、立式銑可用于要求不高的中速、普通精度機(jī)床的主軸（臥式車床、多刀車床、立式銑床等）。床等）。 3）兩端定位 兩端定位結(jié)構(gòu)其特點(diǎn)：兩端定位結(jié)構(gòu)其特點(diǎn)： （1 1）支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，間隙調(diào)整方便；）支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，間隙調(diào)整方便； （2 2）主軸受熱伸長(zhǎng)會(huì)改變軸承間隙，）主軸受熱伸長(zhǎng)會(huì)改變軸承間隙，影響軸承的旋轉(zhuǎn)精度及壽命；影響軸承的旋轉(zhuǎn)精度及壽命； （3 3）剛度和抗振性較差。）剛度和抗振性較差。 適用范圍：（適用范圍：（1 1）軸向間隙變化不影響正常工作的機(jī)床主軸，如鉆床。）軸向間隙變化不影響正常工作的機(jī)床主軸，如

22、鉆床。 （2 2）支距短的機(jī)床主軸，如組合機(jī)床。）支距短的機(jī)床主軸，如組合機(jī)床。 （3 3）有自動(dòng)補(bǔ)償軸向間隙裝置的機(jī)床主軸。）有自動(dòng)補(bǔ)償軸向間隙裝置的機(jī)床主軸。 3.同一支承中多軸承布置 同一支承中具有兩個(gè)（或更多）同時(shí)承受徑向、軸向載荷的角接觸軸承時(shí)，同一支承中具有兩個(gè)（或更多）同時(shí)承受徑向、軸向載荷的角接觸軸承時(shí)，其布置方式有三種如圖所示。其布置方式有三種如圖所示。 1）背向（背靠背）布置 兩個(gè)軸承外圈的寬邊相對(duì)，兩個(gè)軸承外圈的寬邊相對(duì)，可提高主軸組件的剛度。可提高主軸組件的剛度。 2）面向（面對(duì)面）布置 兩個(gè)軸承外圈的窄邊相對(duì)，因兩軸承兩個(gè)軸承外圈的窄邊相對(duì)，因兩軸承產(chǎn)生的反力矩很小，

23、故主軸剛度提高不大。產(chǎn)生的反力矩很小，故主軸剛度提高不大。 3）串聯(lián)布置 兩個(gè)（或更多）軸承外圈的寬窄邊方向兩個(gè)（或更多）軸承外圈的寬窄邊方向相同，可承受較大的軸向載荷。相同，可承受較大的軸向載荷。 4.三支承中緊支承布置 采用三支承結(jié)構(gòu)時(shí)，一般不應(yīng)把三個(gè)支承處的軸承同時(shí)預(yù)緊，否則因箱體采用三支承結(jié)構(gòu)時(shí)，一般不應(yīng)把三個(gè)支承處的軸承同時(shí)預(yù)緊，否則因箱體孔及有關(guān)零件的制造誤差，會(huì)造成無法裝配或者影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)?？准坝嘘P(guān)零件的制造誤差，會(huì)造成無法裝配或者影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 對(duì)于一般精度機(jī)床的三支承主軸，應(yīng)選用前、中支承為緊支承，后支承為松支承，對(duì)于一般精度機(jī)床的三支承主軸，應(yīng)選用前、中支承為緊支承，后支承

24、為松支承，這時(shí)的后支承主要起平穩(wěn)定心作用。這時(shí)的后支承主要起平穩(wěn)定心作用。 三、 主軸滾動(dòng)軸承精度及其選配 1.主軸滾動(dòng)軸承精度 機(jī)床主軸滾動(dòng)軸承一般要求有較高的精度，可采用機(jī)床主軸滾動(dòng)軸承一般要求有較高的精度，可采用B B、C C、D D、E E 四級(jí)，一四級(jí)，一般不用般不用G G 級(jí)軸承。國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)用級(jí)軸承。國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)用P P2 2、P P4 4、P P5 5 等表示，可參閱新標(biāo)準(zhǔn)。等表示，可參閱新標(biāo)準(zhǔn)。 主軸的前后軸承的精度選擇對(duì)主軸精度影響很大，一般前軸承精度比后主軸的前后軸承的精度選擇對(duì)主軸精度影響很大，一般前軸承精度比后軸承精度高一級(jí)，影響主軸精度主要是前軸承的精度。軸承精度高一級(jí)

25、，影響主軸精度主要是前軸承的精度。 主軸滾動(dòng)軸承精度的選擇應(yīng)注意：主軸滾動(dòng)軸承精度的選擇應(yīng)注意： 1 1）首先選擇主軸前支承的徑向軸承（簡(jiǎn)稱前軸承）精度，其精度等級(jí)應(yīng)與）首先選擇主軸前支承的徑向軸承（簡(jiǎn)稱前軸承）精度，其精度等級(jí)應(yīng)與機(jī)床精度相適應(yīng)，即精度較高的機(jī)床選用較高精度的軸承，反之亦然。機(jī)床精度相適應(yīng)，即精度較高的機(jī)床選用較高精度的軸承，反之亦然。 2 2）主軸后支承的徑向軸承（后軸承）精度可比前軸承低一級(jí)。）主軸后支承的徑向軸承（后軸承）精度可比前軸承低一級(jí)。 3 3）推力軸承精度一般可比前軸承低一級(jí)。）推力軸承精度一般可比前軸承低一級(jí)。 4 4）軸承精度越高，旋轉(zhuǎn)精度及其他性能也越高

26、，但軸承價(jià)格也越昂貴。）軸承精度越高，旋轉(zhuǎn)精度及其他性能也越高，但軸承價(jià)格也越昂貴。一般：普通級(jí)機(jī)床一般：普通級(jí)機(jī)床 前軸承前軸承 D D 或或C C 級(jí)級(jí) 后軸承和推力軸承后軸承和推力軸承 E E 或或D D 級(jí)級(jí) 精密級(jí)機(jī)床精密級(jí)機(jī)床 前軸承前軸承 C C 或或B B 級(jí)級(jí) 后軸承和推力軸承后軸承和推力軸承 D D 或或C C 級(jí)級(jí) 高精度機(jī)床高精度機(jī)床 前軸承前軸承 B B 級(jí)級(jí) 后軸承和推力軸承后軸承和推力軸承 C C 或或B B 級(jí)級(jí) 2.主軸滾動(dòng)軸承選配 1）前軸承選配 主軸在前支承處的徑向跳動(dòng)對(duì)其端部的旋轉(zhuǎn)精度影響最大。因此首先應(yīng)采主軸在前支承處的徑向跳動(dòng)對(duì)其端部的旋轉(zhuǎn)精度影響最

27、大。因此首先應(yīng)采用軸承選配法來減小前支承處的徑向跳動(dòng)。用軸承選配法來減小前支承處的徑向跳動(dòng)。 采用合理的軸承選配法，可在制造精度并非很高的情況下，也能使主軸組采用合理的軸承選配法，可在制造精度并非很高的情況下，也能使主軸組件獲得較高的旋轉(zhuǎn)精度。件獲得較高的旋轉(zhuǎn)精度。 2）后軸承選配 對(duì)主軸組件前軸承選配之后再對(duì)后軸承選配，還可進(jìn)一步提高主軸組件的對(duì)主軸組件前軸承選配之后再對(duì)后軸承選配，還可進(jìn)一步提高主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度。旋轉(zhuǎn)精度。 把后軸承如同前軸承那樣選配，可得到較小的軸端的偏心量把后軸承如同前軸承那樣選配，可得到較小的軸端的偏心量。綜上所述，為了提高主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度，采用軸承選配法的幾點(diǎn)結(jié)

28、論是：綜上所述，為了提高主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度，采用軸承選配法的幾點(diǎn)結(jié)論是：（1 1）首先對(duì)前軸承進(jìn)行選配（高點(diǎn)導(dǎo)向），使其偏心量）首先對(duì)前軸承進(jìn)行選配（高點(diǎn)導(dǎo)向），使其偏心量A A為最小。為最小。（2 2）然后再對(duì)后軸承進(jìn)行選配，使前、后支承處的最大跳動(dòng)點(diǎn)位于同一軸向）然后再對(duì)后軸承進(jìn)行選配，使前、后支承處的最大跳動(dòng)點(diǎn)位于同一軸向平面內(nèi)，且在軸線的同側(cè)。平面內(nèi)，且在軸線的同側(cè)。 （3 3）后軸承的精度比前軸承低一級(jí)，采用選配法有利于提高主軸組件的旋）后軸承的精度比前軸承低一級(jí)，采用選配法有利于提高主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度。轉(zhuǎn)精度。 四、主軸滾動(dòng)軸承間隙及其調(diào)整 主軸滾動(dòng)軸承的間隙量（游隙量）大小對(duì)主軸

29、組件工作性能及軸承壽命有主軸滾動(dòng)軸承的間隙量（游隙量）大小對(duì)主軸組件工作性能及軸承壽命有重要影響。滾動(dòng)軸承保持合理間隙量，是提高主軸組件旋轉(zhuǎn)精度、剛度和抗振重要影響。滾動(dòng)軸承保持合理間隙量，是提高主軸組件旋轉(zhuǎn)精度、剛度和抗振性的一項(xiàng)重要措施。性的一項(xiàng)重要措施。 1.滾動(dòng)軸承間隙量 主軸滾動(dòng)軸承的最佳間隙量（或最佳預(yù)加載荷量）應(yīng)考慮機(jī)床的工作條件主軸滾動(dòng)軸承的最佳間隙量（或最佳預(yù)加載荷量）應(yīng)考慮機(jī)床的工作條件和軸承類型，根據(jù)試驗(yàn)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)加以確定。和軸承類型，根據(jù)試驗(yàn)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)加以確定。 選擇軸承間隙（或預(yù)加載荷）的一般原則：選擇軸承間隙（或預(yù)加載荷）的一般原則： 1 1）對(duì)于高速、輕載或精密機(jī)

30、床主軸組件，軸承間隙量可大些，以便減?。?duì)于高速、輕載或精密機(jī)床主軸組件，軸承間隙量可大些，以便減小軸承的發(fā)熱和磨損，而且高速運(yùn)轉(zhuǎn)后的熱膨脹，還能消除軸承間隙并起到附加軸承的發(fā)熱和磨損，而且高速運(yùn)轉(zhuǎn)后的熱膨脹，還能消除軸承間隙并起到附加載荷的作用。載荷的作用。 2 2）對(duì)于中低速、載荷較大或一般精度的機(jī)床主軸組件，軸承間隙量可?。?duì)于中低速、載荷較大或一般精度的機(jī)床主軸組件，軸承間隙量可小些，以便提高剛度和抗振性。些，以便提高剛度和抗振性。 3 3）球軸承一般比滾子軸承允許的預(yù)加載荷要大些，精度較高的軸承所允）球軸承一般比滾子軸承允許的預(yù)加載荷要大些，精度較高的軸承所允許的預(yù)加載荷也可大些。許

31、的預(yù)加載荷也可大些。 2.滾動(dòng)軸承間隙調(diào)整裝置 機(jī)床主軸組件不僅在裝配時(shí)需要調(diào)整軸承間隙，在使用一段時(shí)間后，軸承機(jī)床主軸組件不僅在裝配時(shí)需要調(diào)整軸承間隙，在使用一段時(shí)間后，軸承有了磨損，還需要重新調(diào)整。軸承的間隙調(diào)整一般是通過擰緊螺母推動(dòng)軸承的有了磨損，還需要重新調(diào)整。軸承的間隙調(diào)整一般是通過擰緊螺母推動(dòng)軸承的某一圈（內(nèi)圈、外圈或緊圈）來實(shí)現(xiàn)。某一圈（內(nèi)圈、外圈或緊圈）來實(shí)現(xiàn)。 滾動(dòng)軸承的間隙控制方式有以下幾種滾動(dòng)軸承的間隙控制方式有以下幾種 ： 1）徑向預(yù)緊軸承的間隙量控制方式 (a).(a).無控制裝置無控制裝置 (b).(b).控制螺母控制螺母 (c).(c).控制環(huán)控制環(huán) 2）軸向預(yù)緊

32、軸承的間隙量控制方式 這類軸承都是通過內(nèi)、外圈之間的相對(duì)軸向位移來調(diào)整間隙的。這類軸承都是通過內(nèi)、外圈之間的相對(duì)軸向位移來調(diào)整間隙的。 （a a）修磨內(nèi)圈）修磨內(nèi)圈 （b b）內(nèi)、外隔套）內(nèi)、外隔套 （c c）無控制裝置）無控制裝置 （d d）彈簧預(yù)緊）彈簧預(yù)緊 五、主軸滾動(dòng)軸承配合及其配合件精度 1.滾動(dòng)軸承配合 軸承配合的松緊程度對(duì)主軸組件工作性能有一定影響。軸承配合的松緊程度對(duì)主軸組件工作性能有一定影響。 通常輕載、精密機(jī)床，為避免座孔形狀誤差的影響，常采用間隙配合，而通常輕載、精密機(jī)床，為避免座孔形狀誤差的影響，常采用間隙配合，而與軸頸配合的過盈量也較小。與軸頸配合的過盈量也較小。 2

33、.滾動(dòng)軸承配合件精度軸承的配合件精度能夠直接影響主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度，主軸組件選用較高精度軸承的配合件精度能夠直接影響主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度，主軸組件選用較高精度的滾動(dòng)軸承時(shí)，還必須相應(yīng)提高軸頸和座孔的尺寸精度和形位精度，否則軸承的滾動(dòng)軸承時(shí)，還必須相應(yīng)提高軸頸和座孔的尺寸精度和形位精度，否則軸承精度再高也起不到應(yīng)有的作用。精度再高也起不到應(yīng)有的作用。六、主軸滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑 軸承的潤(rùn)滑對(duì)主軸組件的工作性能和軸承壽命有密切關(guān)系。軸承的潤(rùn)滑對(duì)主軸組件的工作性能和軸承壽命有密切關(guān)系。 作用：降低摩擦，減輕磨損，減少功率消耗；還能帶走熱量，降低溫升；作用：降低摩擦，減輕磨損，減少功率消耗；還能帶走熱量，降低溫

34、升；增大阻尼，提高抗振性；防止腐蝕等。增大阻尼，提高抗振性；防止腐蝕等。 主軸滾動(dòng)軸承主要采用潤(rùn)滑脂或潤(rùn)滑油來潤(rùn)滑。主軸滾動(dòng)軸承主要采用潤(rùn)滑脂或潤(rùn)滑油來潤(rùn)滑。 1.脂潤(rùn)滑 適用于軸承的速度、溫度較低且不需要冷卻的場(chǎng)合。如果密封效果好，能適用于軸承的速度、溫度較低且不需要冷卻的場(chǎng)合。如果密封效果好，能夠避免潤(rùn)滑油、冷卻液及其他雜質(zhì)混入潤(rùn)滑脂中，則軸承中的潤(rùn)滑脂可長(zhǎng)期使夠避免潤(rùn)滑油、冷卻液及其他雜質(zhì)混入潤(rùn)滑脂中，則軸承中的潤(rùn)滑脂可長(zhǎng)期使用，拆修前不需要補(bǔ)充或更換。用，拆修前不需要補(bǔ)充或更換。 潤(rùn)滑脂不要把軸承空間填滿，以免發(fā)熱過高，并引起潤(rùn)滑脂熔化外流，通潤(rùn)滑脂不要把軸承空間填滿，以免發(fā)熱過高，并

35、引起潤(rùn)滑脂熔化外流，通常充填量約為軸承空間的常充填量約為軸承空間的1 1/ /3 3。 2.油潤(rùn)滑 適用于速度、溫升較高的軸承，由于粘度低、摩擦系數(shù)小，潤(rùn)滑及冷卻效適用于速度、溫升較高的軸承，由于粘度低、摩擦系數(shù)小，潤(rùn)滑及冷卻效果都較好。潤(rùn)滑油的粘度通常根據(jù)軸承的速度參數(shù)選擇。果都較好。潤(rùn)滑油的粘度通常根據(jù)軸承的速度參數(shù)選擇。 1）主軸滾動(dòng)軸承供油量 軸承供油量必須適當(dāng)，但是合理供油量與摩擦副的接觸面積、表面壓強(qiáng)、軸承供油量必須適當(dāng)，但是合理供油量與摩擦副的接觸面積、表面壓強(qiáng)、相對(duì)速度及所在部位等有關(guān)。合理供油量可通過試驗(yàn)獲得。相對(duì)速度及所在部位等有關(guān)。合理供油量可通過試驗(yàn)獲得。 2）主軸滾動(dòng)

36、軸承進(jìn)油位置 為使各滾動(dòng)軸承都能得到充分潤(rùn)滑，應(yīng)盡量做到單獨(dú)供油。一個(gè)支承處為使各滾動(dòng)軸承都能得到充分潤(rùn)滑，應(yīng)盡量做到單獨(dú)供油。一個(gè)支承處有兩個(gè)較為靠近的軸承時(shí)，可從它們中間進(jìn)油去分別潤(rùn)滑。有兩個(gè)較為靠近的軸承時(shí)，可從它們中間進(jìn)油去分別潤(rùn)滑。 3）主軸滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑方式 （1 1）自由流動(dòng)潤(rùn)滑（飛濺潤(rùn)滑）自由流動(dòng)潤(rùn)滑（飛濺潤(rùn)滑） 利用最低位置的齒輪或?qū)ｉT濺油元件（如濺油盤）的旋轉(zhuǎn)，將油池中的油利用最低位置的齒輪或?qū)ｉT濺油元件（如濺油盤）的旋轉(zhuǎn)，將油池中的油飛濺到高處的接油盤里，然后自由流動(dòng)到軸承中潤(rùn)滑。飛濺到高處的接油盤里，然后自由流動(dòng)到軸承中潤(rùn)滑。 （2 2）滴油潤(rùn)滑）滴油潤(rùn)滑 使用滴油器向軸

37、承間斷滴油，潤(rùn)滑簡(jiǎn)單方便，攪油發(fā)熱較小，但要注意能使用滴油器向軸承間斷滴油，潤(rùn)滑簡(jiǎn)單方便，攪油發(fā)熱較小，但要注意能夠控制供油量。夠控制供油量。 （3 3）壓力循環(huán)潤(rùn)滑）壓力循環(huán)潤(rùn)滑 由油泵供壓力油對(duì)軸承進(jìn)行強(qiáng)制潤(rùn)滑由油泵供壓力油對(duì)軸承進(jìn)行強(qiáng)制潤(rùn)滑，適用于高速、重載機(jī)床主軸軸承的適用于高速、重載機(jī)床主軸軸承的潤(rùn)滑。潤(rùn)滑。 （4 4）油霧潤(rùn)滑）油霧潤(rùn)滑 利用壓縮空氣通過專門的霧化器，再用凝縮嘴將含有少量油的油霧噴進(jìn)軸利用壓縮空氣通過專門的霧化器，再用凝縮嘴將含有少量油的油霧噴進(jìn)軸承中進(jìn)行潤(rùn)滑的。承中進(jìn)行潤(rùn)滑的。 （5 5）噴射（注）潤(rùn)滑）噴射（注）潤(rùn)滑 在軸承周圍均布幾個(gè)噴油嘴，周期性地將壓力油噴

38、射到軸承圈與保持架的在軸承周圍均布幾個(gè)噴油嘴，周期性地將壓力油噴射到軸承圈與保持架的間隙中，把油直接送到工作表面上。間隙中，把油直接送到工作表面上。 七、主軸滾動(dòng)軸承密封 作用：防止?jié)櫥屯饬鳎悦庠黾雍挠土?，影響外觀和污染工作環(huán)境，防作用：防止?jié)櫥屯饬?，以免增加耗油量，影響外觀和污染工作環(huán)境，防止外界灰塵、金屬屑末、冷卻液等雜質(zhì)侵入而損壞軸承既惡化工作條件。止外界灰塵、金屬屑末、冷卻液等雜質(zhì)侵入而損壞軸承既惡化工作條件。 當(dāng)前主要采用接觸式密封和非接觸式密封兩種方式。當(dāng)前主要采用接觸式密封和非接觸式密封兩種方式。 接觸式密封使旋轉(zhuǎn)件與密封件間有摩擦，發(fā)熱較大，一般不宜用于高速主接觸式密封使

39、旋轉(zhuǎn)件與密封件間有摩擦，發(fā)熱較大，一般不宜用于高速主軸。軸。 非接觸式密封的發(fā)熱小，密封件壽命長(zhǎng)，能適應(yīng)各種轉(zhuǎn)速，因此廣泛應(yīng)用非接觸式密封的發(fā)熱小，密封件壽命長(zhǎng)，能適應(yīng)各種轉(zhuǎn)速，因此廣泛應(yīng)用于主軸滾動(dòng)軸承的密封。于主軸滾動(dòng)軸承的密封。 用脂潤(rùn)滑的主軸，密封主要是防止外界異物進(jìn)入，可采用間隙式或迷宮式用脂潤(rùn)滑的主軸，密封主要是防止外界異物進(jìn)入，可采用間隙式或迷宮式密封裝置。密封裝置。 用油潤(rùn)滑的主軸，潤(rùn)滑油的防漏，主要靠疏導(dǎo)，可采用油溝式和擋油圈用油潤(rùn)滑的主軸，潤(rùn)滑油的防漏，主要靠疏導(dǎo)，可采用油溝式和擋油圈式密封裝置。式密封裝置。 具有彈性元件的接觸式密封裝置具有彈性元件的接觸式密封裝置第五節(jié)

40、滾動(dòng)支承主軸組件設(shè)計(jì)計(jì)算一、滾動(dòng)支承主軸組件設(shè)計(jì)步驟 1 1）根據(jù)機(jī)床類型、主軸的工作條件和使用要求，初步選擇主軸組件的基本）根據(jù)機(jī)床類型、主軸的工作條件和使用要求，初步選擇主軸組件的基本型式。型式。 2 2）初步確定主軸組件的尺寸參數(shù)，進(jìn)行主軸組件的初步設(shè)計(jì)（軸向結(jié)構(gòu)及）初步確定主軸組件的尺寸參數(shù)，進(jìn)行主軸組件的初步設(shè)計(jì)（軸向結(jié)構(gòu)及空間位置），并對(duì)上述尺寸參數(shù)予以修正?？臻g位置），并對(duì)上述尺寸參數(shù)予以修正。 3 3）對(duì)主軸組件進(jìn)行必要的驗(yàn)算，根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)修改；確定）對(duì)主軸組件進(jìn)行必要的驗(yàn)算，根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)修改；確定采用三支承結(jié)構(gòu)的必要性。采用三支承結(jié)構(gòu)的必要性。 4

41、 4）選擇軸承的精度等級(jí)。）選擇軸承的精度等級(jí)。 5 5）完成主軸組件的整體設(shè)計(jì)（包括主軸、主軸支承及傳動(dòng)件等）。）完成主軸組件的整體設(shè)計(jì)（包括主軸、主軸支承及傳動(dòng)件等）。 6 6）確定軸承的安裝間隙等。）確定軸承的安裝間隙等。 二、主軸組件結(jié)構(gòu)尺寸 主軸上的結(jié)構(gòu)尺寸主要是外徑主軸上的結(jié)構(gòu)尺寸主要是外徑D D、孔徑、孔徑d d、懸伸量、懸伸量a a和支承跨距和支承跨距L L。 1.主軸外徑D 主軸外徑的大小對(duì)主軸組件的性能有較大影響。主軸外徑的大小對(duì)主軸組件的性能有較大影響。 主軸的外徑尺寸，關(guān)鍵是主軸前軸頸（前軸承處）的直徑主軸的外徑尺寸，關(guān)鍵是主軸前軸頸（前軸承處）的直徑D D1 1，可根

42、據(jù)傳遞可根據(jù)傳遞功率，并參考同類機(jī)床的主軸軸徑尺寸確定。功率，并參考同類機(jī)床的主軸軸徑尺寸確定。 D D1 1選定后，其他部位的外徑可選定后，其他部位的外徑可隨之而定。后軸承的直徑隨之而定。后軸承的直徑D D2 2往往小于前軸承的直徑往往小于前軸承的直徑D D1 1。 一般：一般： D D2 2 = =（0.7-0.90.7-0.9） D D1 1 主軸前軸頸直徑主軸前軸頸直徑 2.主軸孔徑d 主軸孔徑主要從中通過的棒料或拉桿，當(dāng)它直徑過大或過小都受到限制，主軸孔徑主要從中通過的棒料或拉桿，當(dāng)它直徑過大或過小都受到限制， 1）結(jié)構(gòu)限制 孔徑增大就會(huì)減小主軸的壁厚，如果軸壁過薄，就要影響主軸正常

43、工作，孔徑增大就會(huì)減小主軸的壁厚，如果軸壁過薄，就要影響主軸正常工作，加工中也會(huì)變形。加工中也會(huì)變形。 對(duì)于中型機(jī)床的主軸，后軸頸的直徑與孔徑之差不要小于對(duì)于中型機(jī)床的主軸，后軸頸的直徑與孔徑之差不要小于202025mm25mm，主軸，主軸尾端最薄處的直徑差不要小于尾端最薄處的直徑差不要小于101015mm15mm。 2）剛度限制 孔徑增大會(huì)削弱主軸剛度，主軸端部的剛度與截面慣性矩成正比?？讖皆龃髸?huì)削弱主軸剛度，主軸端部的剛度與截面慣性矩成正比。 當(dāng)當(dāng)d d/ /D D0 00.50.5時(shí)，時(shí)，K Kd d/K0.94/K0.94，空心主軸的剛度降低較小。，空心主軸的剛度降低較小。 當(dāng)當(dāng)d d

44、/ /D D0 0=0.7=0.7時(shí)，時(shí)，K Kd d/K =0.76/K =0.76，空心主軸的剛度降低了，空心主軸的剛度降低了2424。 一般應(yīng)取一般應(yīng)取d d/ /D D0 00.70.7。 3.主軸懸伸量a 主軸懸伸量（又稱懸伸長(zhǎng)度）是指主軸前端至前支承點(diǎn)的距離，它的大主軸懸伸量（又稱懸伸長(zhǎng)度）是指主軸前端至前支承點(diǎn)的距離，它的大小對(duì)主軸組件的剛度和抗振性有顯著影響。懸伸量小，軸端位移就小，剛度小對(duì)主軸組件的剛度和抗振性有顯著影響。懸伸量小，軸端位移就小，剛度得到提高。得到提高。 主軸懸伸量的大小往往受結(jié)構(gòu)限制，主要取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)型式及主軸懸伸量的大小往往受結(jié)構(gòu)限制，主要取決于主

45、軸端部的結(jié)構(gòu)型式及尺寸、刀具或夾具的安裝方式、前軸承的類型及配置、潤(rùn)滑與密封裝置的結(jié)尺寸、刀具或夾具的安裝方式、前軸承的類型及配置、潤(rùn)滑與密封裝置的結(jié)構(gòu)尺寸等。構(gòu)尺寸等。 4.支承跨距L 主軸前后支承跨距（簡(jiǎn)稱支距）主軸前后支承跨距（簡(jiǎn)稱支距）L L對(duì)主軸組件的剛度、抗振性和旋轉(zhuǎn)精度對(duì)主軸組件的剛度、抗振性和旋轉(zhuǎn)精度等有較大的影響。等有較大的影響。 1）支距L對(duì)主軸組件剛度的影響 (1) (1) 剛性軸承上彈性主軸的端部位移剛性軸承上彈性主軸的端部位移y y1 1 (2) (2) 彈性軸承上剛性主軸的端部位移彈性軸承上剛性主軸的端部位移y y2 2 (3) (3) 主軸端部的總位移主軸端部的總

46、位移y y (4) (4) 最佳支距最佳支距L L0 0的確定的確定 32133aFaFa LyEIEI222(1)( )ABFaFayKLKL32221211(1)( ) 33aABaa LaayyyFEIEIKLKL30066(1)0AAABKEIEILLK aKK 2）支距L對(duì)主軸組件抗振性的影響 (1) (1) 軸端共振頻率軸端共振頻率f f。 (2) (2) 軸端共振幅值軸端共振幅值A(chǔ) A。 (3) (3) 工作平穩(wěn)性工作平穩(wěn)性 3）支距L對(duì)主軸組件旋轉(zhuǎn)精度的影響 主軸、軸承及箱體孔的制造和裝配主軸、軸承及箱體孔的制造和裝配質(zhì)量所產(chǎn)生的誤差，能夠引起軸端的徑向振擺。加大支距質(zhì)量所產(chǎn)生

47、的誤差，能夠引起軸端的徑向振擺。加大支距L L，使振擺量減小，使振擺量減小，可提高主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度。可提高主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度。 綜上所述，支距綜上所述，支距L L的選定應(yīng)考慮主軸組件的剛度、抗振性、旋轉(zhuǎn)精度及結(jié)的選定應(yīng)考慮主軸組件的剛度、抗振性、旋轉(zhuǎn)精度及結(jié)構(gòu)等，一般原則是：構(gòu)等，一般原則是： 1 1）主軸兩支承結(jié)構(gòu)）主軸兩支承結(jié)構(gòu) 對(duì)于一般精度機(jī)床，支距可按剛度的最佳支距對(duì)于一般精度機(jī)床，支距可按剛度的最佳支距L L0 0來來選?。〝?shù)值較小），其主軸組件的剛度和共振頻率最高，共振幅值也很小。選取（數(shù)值較?。渲鬏S組件的剛度和共振頻率最高，共振幅值也很小。 2 2）主軸三支承結(jié)構(gòu)）主軸三支

48、承結(jié)構(gòu) 前、中支距對(duì)主軸組件剛度和抗振性影響要比前、前、中支距對(duì)主軸組件剛度和抗振性影響要比前、后支距的影響大得多，因此可按兩支承主軸的最佳支距后支距的影響大得多，因此可按兩支承主軸的最佳支距L L0 0來選取，前、后支距來選取，前、后支距可根據(jù)結(jié)構(gòu)情況適當(dāng)確定。可根據(jù)結(jié)構(gòu)情況適當(dāng)確定。 三、 主軸組件剛度驗(yàn)算 對(duì)于普通機(jī)床的主軸，一般只進(jìn)行剛度驗(yàn)算。通常能滿足剛度要求的主軸，對(duì)于普通機(jī)床的主軸，一般只進(jìn)行剛度驗(yàn)算。通常能滿足剛度要求的主軸，也能夠滿足強(qiáng)度的要求。只有重載荷機(jī)床的主軸才進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。對(duì)于高速主也能夠滿足強(qiáng)度的要求。只有重載荷機(jī)床的主軸才進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。對(duì)于高速主軸，還要進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)

49、速的驗(yàn)算，以免發(fā)生共振。軸，還要進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算，以免發(fā)生共振。 1.主軸組件彎曲剛度驗(yàn)算 驗(yàn)算內(nèi)容有兩項(xiàng)：驗(yàn)算內(nèi)容有兩項(xiàng)： 1.1.驗(yàn)算主軸前支承處的變形轉(zhuǎn)角驗(yàn)算主軸前支承處的變形轉(zhuǎn)角是否滿足軸承正常工作的要求；是否滿足軸承正常工作的要求； 2.2.驗(yàn)算主軸懸伸端處的位移驗(yàn)算主軸懸伸端處的位移y y是否滿足加工精度的要求。是否滿足加工精度的要求。 對(duì)于粗加工機(jī)床，需驗(yàn)算對(duì)于粗加工機(jī)床，需驗(yàn)算、y y值；對(duì)于精加工或半精加工機(jī)床只需驗(yàn)算值；對(duì)于精加工或半精加工機(jī)床只需驗(yàn)算y y值；對(duì)于可進(jìn)行粗加工又能半精加工的機(jī)床（如臥式車床），需驗(yàn)算值；對(duì)于可進(jìn)行粗加工又能半精加工的機(jī)床（如臥式車床），需

50、驗(yàn)算值，同值，同時(shí)還需按不同加工條件驗(yàn)算時(shí)還需按不同加工條件驗(yàn)算y y值。值。 1）主軸前支承處轉(zhuǎn)角驗(yàn)算 10.5(1)3AcFaLQbcM LMLEIL1(1)0.5(1)(1)3cFaLQbcMLEIL 計(jì)算時(shí)需要注意以下幾個(gè)問題：計(jì)算時(shí)需要注意以下幾個(gè)問題： （1 1）轉(zhuǎn)角允許值）轉(zhuǎn)角允許值 （2 2）計(jì)算條件）計(jì)算條件 （3 3）當(dāng)量切削力）當(dāng)量切削力F F （4 4）前支承反力矩系數(shù)）前支承反力矩系數(shù) （5 5）支承點(diǎn)的位置）支承點(diǎn)的位置 2）主軸前端位移驗(yàn)算 （1 1）近似計(jì)算）近似計(jì)算 （2 2）較準(zhǔn)確計(jì)算）較準(zhǔn)確計(jì)算 2.主軸扭轉(zhuǎn)剛度驗(yàn)算 通常規(guī)定，主軸傳遞額定轉(zhuǎn)矩時(shí)，在一定工

51、作長(zhǎng)度通常規(guī)定，主軸傳遞額定轉(zhuǎn)矩時(shí)，在一定工作長(zhǎng)度l l上的扭角上的扭角 57.3pTlGI第六節(jié) 主軸液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承及靜壓滑動(dòng)軸承 機(jī)床主軸組件采用的滑動(dòng)軸承，根據(jù)其流體介質(zhì)的不同，可分為液體滑動(dòng)機(jī)床主軸組件采用的滑動(dòng)軸承，根據(jù)其流體介質(zhì)的不同，可分為液體滑動(dòng)軸承和氣體滑動(dòng)軸承。液體滑動(dòng)軸承按其油膜壓力的形成方式，又可分為液體軸承和氣體滑動(dòng)軸承。液體滑動(dòng)軸承按其油膜壓力的形成方式，又可分為液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承和液體靜壓滑動(dòng)軸承。動(dòng)壓滑動(dòng)軸承和液體靜壓滑動(dòng)軸承。一、主軸液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承 機(jī)床主軸動(dòng)壓軸承與一般動(dòng)壓軸承不盡相同，對(duì)主軸的旋轉(zhuǎn)精度和油膜剛機(jī)床主軸動(dòng)壓軸承與一般動(dòng)壓軸承不盡相同，對(duì)主軸的旋轉(zhuǎn)精度和油膜剛度有著更高的要求。度有著更高的要求。 1.