第二章機(jī)床傳動(dòng)設(shè)計(jì)4

1、第三章第三章 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 主軸組件由主軸及其支承軸承、傳動(dòng)件、定位元件等組主軸組件由主軸及其支承軸承、傳動(dòng)件、定位元件等組成。成。 主軸組件是主運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行件，是機(jī)床重要的組成部分。主軸組件是主運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行件，是機(jī)床重要的組成部分。它的功用是縮小主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)誤差并將運(yùn)動(dòng)傳遞給工件或刀它的功用是縮小主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)誤差并將運(yùn)動(dòng)傳遞給工件或刀具進(jìn)行切削，形成表面成形運(yùn)動(dòng)；承受切削力和傳動(dòng)力等載具進(jìn)行切削，形成表面成形運(yùn)動(dòng)；承受切削力和傳動(dòng)力等載荷。荷。 主軸組件直接參與切削，其性能影響加工精度和生產(chǎn)率。

2、主軸組件直接參與切削，其性能影響加工精度和生產(chǎn)率。因而是決定機(jī)床性能和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的重要因素。因而是決定機(jī)床性能和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的重要因素。第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 一、主軸組件應(yīng)滿足的基本要求一、主軸組件應(yīng)滿足的基本要求 1 1旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)精度 主軸的旋轉(zhuǎn)精度，是機(jī)床幾何精度的組成部分。旋轉(zhuǎn)精主軸的旋轉(zhuǎn)精度，是機(jī)床幾何精度的組成部分。旋轉(zhuǎn)精度是主軸組件裝配后，靜止或低速空載狀態(tài)下，刀具或工件度是主軸組件裝配后，靜止或低速空載狀態(tài)下，刀具或工件安裝基面上的全跳動(dòng)值。它取決于主軸、主軸的支承軸承、安裝基面上的全跳動(dòng)值。它取決于主軸、主軸的支承軸承、箱體孔等的制造精度，裝配

3、和調(diào)整精度。箱體孔等的制造精度，裝配和調(diào)整精度。第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 2 2、靜剛度（簡(jiǎn)稱為剛度）：是主軸組件在靜載荷作用、靜剛度（簡(jiǎn)稱為剛度）：是主軸組件在靜載荷作用下抵抗變形的能力，通常以主軸端部產(chǎn)生單位位移彈性變形下抵抗變形的能力，通常以主軸端部產(chǎn)生單位位移彈性變形時(shí)，位移方向上所施加的力表示。時(shí)，位移方向上所施加的力表示。 當(dāng)外伸端受徑向作用力（當(dāng)外伸端受徑向作用力（N N），受力方向上的彈性位移為），受力方向上的彈性位移為（mm）時(shí)，主軸的剛度為：）時(shí)，主軸的剛度為：FK 第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 主軸組件剛度與主軸自身

4、的剛度和支承軸承的剛度相關(guān)。主軸組件剛度與主軸自身的剛度和支承軸承的剛度相關(guān)。主軸自身的剛度取決于主軸的慣性矩、主軸端部的懸伸量主軸自身的剛度取決于主軸的慣性矩、主軸端部的懸伸量和支承跨距；支承軸承剛度由軸承的類型、精度、安裝形和支承跨距；支承軸承剛度由軸承的類型、精度、安裝形式、預(yù)緊程度等因素決定。式、預(yù)緊程度等因素決定。第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 3 3動(dòng)剛度（抗振性）動(dòng)剛度（抗振性） 機(jī)床在額定載荷下切削時(shí)，主軸組件抵抗變形的能力，機(jī)床在額定載荷下切削時(shí)，主軸組件抵抗變形的能力，稱為動(dòng)態(tài)剛度。稱為動(dòng)態(tài)剛度。 主軸組件的動(dòng)剛度直接影響加工精度和刀具的耐用度，主軸

5、組件的動(dòng)剛度直接影響加工精度和刀具的耐用度，是機(jī)床重要的性能指標(biāo)。但目前，抗振性的指標(biāo)尚無統(tǒng)一標(biāo)是機(jī)床重要的性能指標(biāo)。但目前，抗振性的指標(biāo)尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可在統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行確定。動(dòng)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可在統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行確定。動(dòng)態(tài)剛度與靜剛度成正比，在共振區(qū)，與阻尼（振動(dòng)的阻力）態(tài)剛度與靜剛度成正比，在共振區(qū)，與阻尼（振動(dòng)的阻力）近似成正比?？赏ㄟ^增加靜剛度、增加阻尼比來提高動(dòng)剛度。近似成正比?？赏ㄟ^增加靜剛度、增加阻尼比來提高動(dòng)剛度。 第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 4 4溫升與熱變形溫升與熱變形 主軸組件工作時(shí)，軸承的摩擦形成熱源，切削熱和齒

6、輪嚙主軸組件工作時(shí)，軸承的摩擦形成熱源，切削熱和齒輪嚙合熱的傳遞，導(dǎo)致主軸部件溫度升高，產(chǎn)生熱變形。主軸熱變合熱的傳遞，導(dǎo)致主軸部件溫度升高，產(chǎn)生熱變形。主軸熱變形可引起軸承間隙變化，軸心位置偏移，定位基面的形狀尺寸形可引起軸承間隙變化，軸心位置偏移，定位基面的形狀尺寸和位置產(chǎn)生變化；潤(rùn)滑油溫度升高后，粘度下降，阻尼降低；和位置產(chǎn)生變化；潤(rùn)滑油溫度升高后，粘度下降，阻尼降低；因此主軸組件的熱變形，將嚴(yán)重影響加工精度。因此主軸組件的熱變形，將嚴(yán)重影響加工精度。 室溫不是室溫不是20C20C時(shí)，溫升時(shí)，溫升TtTt的許可值按下式計(jì)算的許可值按下式計(jì)算 TTK ttt2020第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)

7、構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 5 5精度保持性精度保持性 主軸組件的精度保持性是指長(zhǎng)期保持其原始制造精度的主軸組件的精度保持性是指長(zhǎng)期保持其原始制造精度的能力，主軸組件主要的失效形式是磨損，所以精度保持性又能力，主軸組件主要的失效形式是磨損，所以精度保持性又稱為耐磨性。主要磨損有：主軸軸承的疲勞磨損，主軸軸頸稱為耐磨性。主要磨損有：主軸軸承的疲勞磨損，主軸軸頸表面、裝卡刀具的定位基面的磨損等。磨損的速度與摩擦性表面、裝卡刀具的定位基面的磨損等。磨損的速度與摩擦性質(zhì)，摩擦副的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，摩擦副材料的硬度、摩擦面積、摩質(zhì)，摩擦副的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，摩擦副材料的硬度、摩擦面積、摩擦面表面精度，以及潤(rùn)滑方式等

8、有關(guān)。如普通機(jī)床主軸，一擦面表面精度，以及潤(rùn)滑方式等有關(guān)。如普通機(jī)床主軸，一般采用般采用4545或或6060號(hào)優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼，主軸支承軸頸及裝卡刀具的定號(hào)優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼，主軸支承軸頸及裝卡刀具的定位基面，位基面，G50G5055HRC.55HRC.第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 二、主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 1、主軸組件的支承數(shù)目、主軸組件的支承數(shù)目 多數(shù)機(jī)床的主軸采用前、后兩個(gè)支承。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造裝備多數(shù)機(jī)床的主軸采用前、后兩個(gè)支承。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造裝備方便、容易保證精度。為提高主軸組件的剛度，前后支承應(yīng)消去方便、容易保證精度。為提高主軸組件的剛度，前后支承應(yīng)消

9、去間隙或預(yù)緊。間隙或預(yù)緊。 為提高剛度和抗振性，主軸采用三個(gè)支承。三個(gè)支承主軸有為提高剛度和抗振性，主軸采用三個(gè)支承。三個(gè)支承主軸有兩種方式：前、后支承為主，中間支承為輔的方式和前、中支承兩種方式：前、后支承為主，中間支承為輔的方式和前、中支承為主，后支承為輔的方式。目前多采用后一種方式的三支承。主為主，后支承為輔的方式。目前多采用后一種方式的三支承。主支承應(yīng)消去間隙或預(yù)緊，輔支承則應(yīng)留有游隙，選用較大游隙的支承應(yīng)消去間隙或預(yù)緊，輔支承則應(yīng)留有游隙，選用較大游隙的軸承。軸承。 注意：不能將三個(gè)軸承都預(yù)緊。（干涉、空載功率大、溫升）注意：不能將三個(gè)軸承都預(yù)緊。（干涉、空載功率大、溫升） 第十節(jié)第

10、十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 2 2、推力支承位置配置形式、推力支承位置配置形式 前端配置前端配置 兩個(gè)方向的推力軸承都布置在前支承處。兩個(gè)方向的推力軸承都布置在前支承處。軸承集中且多，發(fā)熱多、溫升高，主軸受熱后向后延伸，不影響軸承集中且多，發(fā)熱多、溫升高，主軸受熱后向后延伸，不影響軸向精度，提高剛度有利。適用于軸向精度和剛度較高的高精度軸向精度，提高剛度有利。適用于軸向精度和剛度較高的高精度機(jī)床和數(shù)控機(jī)床。機(jī)床和數(shù)控機(jī)床。 (a)(b)第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 后端配置后端配置 兩個(gè)方向的推

11、力軸承都布置在后支承兩個(gè)方向的推力軸承都布置在后支承處。這種配置前支承處軸承數(shù)量少，發(fā)熱少、溫升低。但主處。這種配置前支承處軸承數(shù)量少，發(fā)熱少、溫升低。但主軸受熱后向后延伸，影響主軸精度。用于軸向精度要求不高軸受熱后向后延伸，影響主軸精度。用于軸向精度要求不高的普通機(jī)床。的普通機(jī)床。(a)第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 兩端配置兩端配置 兩個(gè)方向的推力軸承分別布置在前后兩兩個(gè)方向的推力軸承分別布置在前后兩個(gè)支承處。這方案中，當(dāng)主軸受熱伸長(zhǎng)后，影響主軸軸承的個(gè)支承處。這方案中，當(dāng)主軸受熱伸長(zhǎng)后，影響主軸軸承的軸向間隙；若推力支承布置在徑向支承內(nèi)側(cè)，主軸可能因熱軸向間隙；若

12、推力支承布置在徑向支承內(nèi)側(cè)，主軸可能因熱伸長(zhǎng)而引起縱向彎曲。用于較短軸。伸長(zhǎng)而引起縱向彎曲。用于較短軸。(d)(c)第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 3 3、主軸傳動(dòng)件的合理布置、主軸傳動(dòng)件的合理布置 傳動(dòng)方式的選擇傳動(dòng)方式的選擇 主軸采用齒輪、帶傳動(dòng)。有的用電主軸采用齒輪、帶傳動(dòng)。有的用電機(jī)直連。少數(shù)低速、小功率的精密機(jī)床和自動(dòng)機(jī)床主軸用渦機(jī)直連。少數(shù)低速、小功率的精密機(jī)床和自動(dòng)機(jī)床主軸用渦輪蝸桿或鏈傳動(dòng)。輪蝸桿或鏈傳動(dòng)。 齒輪傳動(dòng)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，能適應(yīng)大的變速范圍和傳遞齒輪傳動(dòng)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，能適應(yīng)大的變速范圍和傳遞大的轉(zhuǎn)矩，最常用。缺點(diǎn)是線速度不能過高。大的轉(zhuǎn)矩

13、，最常用。缺點(diǎn)是線速度不能過高。 帶傳動(dòng)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、制造容易。特別適用于中心帶傳動(dòng)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、制造容易。特別適用于中心距較大的兩軸間的傳動(dòng)?？晌?、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音低、適應(yīng)距較大的兩軸間的傳動(dòng)?？晌?、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音低、適應(yīng)高速，打滑可自保護(hù)。缺點(diǎn)：易拉長(zhǎng)、磨損。高速，打滑可自保護(hù)。缺點(diǎn)：易拉長(zhǎng)、磨損。 電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)：傳遞轉(zhuǎn)矩，減少主軸彎曲變形、無傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)：傳遞轉(zhuǎn)矩，減少主軸彎曲變形、無傳動(dòng)件、適應(yīng)更高的轉(zhuǎn)速。電主軸單元。適用于精密機(jī)床、高速件、適應(yīng)更高的轉(zhuǎn)速。電主軸單元。適用于精密機(jī)床、高速加工中心、數(shù)控車床。加工中心、數(shù)控車床。第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組

14、件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 傳動(dòng)件軸向位置的合理布局傳動(dòng)件軸向位置的合理布局 合理布置傳動(dòng)件的軸向合理布置傳動(dòng)件的軸向位置，可以改善主軸和軸承的受力情況及傳動(dòng)件、軸承的工作位置，可以改善主軸和軸承的受力情況及傳動(dòng)件、軸承的工作條件，提高主軸組件的剛度、抗振性和承載能力。傳動(dòng)件位于條件，提高主軸組件的剛度、抗振性和承載能力。傳動(dòng)件位于兩支承之間是最常見的布置方式。為了減小主軸的彎曲變形和兩支承之間是最常見的布置方式。為了減小主軸的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形，傳動(dòng)齒輪應(yīng)盡量靠近前支承處；當(dāng)主軸上有兩個(gè)齒扭轉(zhuǎn)變形，傳動(dòng)齒輪應(yīng)盡量靠近前支承處；當(dāng)主軸上有兩個(gè)齒輪時(shí)，由于大齒輪用于低速傳動(dòng)，作用力較大，應(yīng)將大齒輪布輪時(shí)

15、，由于大齒輪用于低速傳動(dòng)，作用力較大，應(yīng)將大齒輪布置在靠近前支承處。置在靠近前支承處。主軸兩支承間承受傳動(dòng)力主軸兩支承間承受傳動(dòng)力第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 主軸尾端承受傳動(dòng)力主軸尾端承受傳動(dòng)力主軸前端承受傳動(dòng)力主軸前端承受傳動(dòng)力第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 4 4、主軸組件結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定、主軸組件結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 主軸組件的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括：主軸的前、后軸徑主軸組件的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括：主軸的前、后軸徑D D1 1、D D2 2，主軸內(nèi)孔直徑主軸內(nèi)孔直徑d d，主軸前端部懸伸量，主軸前端部懸伸量a a，以及主軸支承跨距，以及主軸支承跨距L L

16、等，等，這些參數(shù)直接影響主軸的旋轉(zhuǎn)精度和剛度。這些參數(shù)直接影響主軸的旋轉(zhuǎn)精度和剛度。主軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖主軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖dD2D1aL第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 主軸前后軸頸直徑的選擇主軸前后軸頸直徑的選擇 一般按機(jī)床的類型、主軸一般按機(jī)床的類型、主軸傳遞的功率或者最大加工直徑查表選擇。車床和銑床后軸頸傳遞的功率或者最大加工直徑查表選擇。車床和銑床后軸頸的直徑可按下式確定：的直徑可按下式確定：D2=D2=（0.700.700.850.85）D1D1 主軸內(nèi)孔直徑的確定主軸內(nèi)孔直徑的確定 空心軸，為部過多的消弱主軸空心軸，為部過多的消弱主軸剛度，一般保證剛度，一般保證d/Dd/D

17、0.70.7，車床用于送料，車床用于送料，d d不小于主軸平均不小于主軸平均直徑的直徑的555560%60%，銑床用于拉緊刀桿，銑床用于拉緊刀桿，d d大于拉桿直徑大于拉桿直徑5 510mm10mm 主軸前端懸伸量的確定主軸前端懸伸量的確定 指主軸前端面到軸承徑向反指主軸前端面到軸承徑向反力作用點(diǎn)（或者前徑向支承點(diǎn)）的距離。力作用點(diǎn)（或者前徑向支承點(diǎn)）的距離。A值越小，對(duì)提高值越小，對(duì)提高主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度、剛度和抗振性有顯著效果。主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度、剛度和抗振性有顯著效果。 主軸支承跨距的確定主軸支承跨距的確定 指兩個(gè)支承的支承反力作用點(diǎn)指兩個(gè)支承的支承反力作用點(diǎn)之間的距離。之間的距離。L

18、L過小，彎曲變形小，但支承變形引起主軸前端過小，彎曲變形小，但支承變形引起主軸前端位移量增大；反之，彎曲變形大，引起主軸前端位移量增大。位移量增大；反之，彎曲變形大，引起主軸前端位移量增大。L=(2 L=(2 3.5)a 3.5)a 第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 三、主軸三、主軸 1 1、主軸的構(gòu)造、主軸的構(gòu)造 主要取決于主軸上所安裝的刀具、夾具、主要取決于主軸上所安裝的刀具、夾具、傳動(dòng)件、軸承和密封裝置等的類型、數(shù)目、位置和安裝定位傳動(dòng)件、軸承和密封裝置等的類型、數(shù)目、位置和安裝定位方法，還有主軸加工和裝配的工藝性。主軸上安裝的零件較方法，還有主軸加工和裝配的工藝性

19、。主軸上安裝的零件較多，主軸設(shè)計(jì)成階梯形便于安裝止推。多，主軸設(shè)計(jì)成階梯形便于安裝止推。 主軸前端的形狀取決于機(jī)床的類型、安裝夾具或刀具的主軸前端的形狀取決于機(jī)床的類型、安裝夾具或刀具的形式，并應(yīng)保證夾具或刀具安裝可靠，定位準(zhǔn)確，裝卸方便形式，并應(yīng)保證夾具或刀具安裝可靠，定位準(zhǔn)確，裝卸方便和能傳遞一定的扭矩。刀具和夾具標(biāo)準(zhǔn)化，主軸也標(biāo)準(zhǔn)化。和能傳遞一定的扭矩。刀具和夾具標(biāo)準(zhǔn)化，主軸也標(biāo)準(zhǔn)化。 2 2、主軸的材料和熱處理、主軸的材料和熱處理 主軸材料應(yīng)根據(jù)剛度、載荷特主軸材料應(yīng)根據(jù)剛度、載荷特點(diǎn)、耐磨性和熱處理后的變形來選擇。在結(jié)構(gòu)尺寸一定的情點(diǎn)、耐磨性和熱處理后的變形來選擇。在結(jié)構(gòu)尺寸一定的情

20、況下，主軸的剛度取決于材料的彈性模量況下，主軸的剛度取決于材料的彈性模量E E。E E于熱處理無關(guān)，于熱處理無關(guān)，各種材料的各種材料的E E基本相同。選基本相同。選4545鋼，調(diào)質(zhì)處理，錐孔、定心軸頸、鋼，調(diào)質(zhì)處理，錐孔、定心軸頸、定心錐面等部位高頻淬火，以提高其耐磨性。定心錐面等部位高頻淬火，以提高其耐磨性。第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 在載荷特別大和具有較大沖擊、或者精密機(jī)床主軸需要減在載荷特別大和具有較大沖擊、或者精密機(jī)床主軸需要減小熱處理后的變形、或者軸向移動(dòng)的主軸需要保證其耐磨性小熱處理后的變形、或者軸向移動(dòng)的主軸需要保證其耐磨性時(shí)，才考慮使用合金鋼。（時(shí)，

21、才考慮使用合金鋼。（P86,P86,表表3-83-8） 3 3、主軸的技術(shù)要求、主軸的技術(shù)要求 主軸的精度直接影響主軸組件的旋主軸的精度直接影響主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度。主軸和軸承、齒輪等零件相連接處的表面幾何形狀轉(zhuǎn)精度。主軸和軸承、齒輪等零件相連接處的表面幾何形狀誤差和表面粗糙度與接觸剛度無關(guān)。誤差和表面粗糙度與接觸剛度無關(guān)。 首先，制定能滿足主軸旋轉(zhuǎn)精度的必須的技術(shù)要求，在首先，制定能滿足主軸旋轉(zhuǎn)精度的必須的技術(shù)要求，在制定其他性能的技術(shù)要求，如表面粗糙度、表面硬度等?？贾贫ㄆ渌阅艿募夹g(shù)要求，如表面粗糙度、表面硬度等?？紤]制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性，檢測(cè)的方便性和準(zhǔn)確性，盡量做慮制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性

22、，檢測(cè)的方便性和準(zhǔn)確性，盡量做到工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相統(tǒng)一。現(xiàn)考慮形狀位置誤差對(duì)主軸到工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相統(tǒng)一?，F(xiàn)考慮形狀位置誤差對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)精度的影響，通過查旋轉(zhuǎn)精度的影響，通過查“機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)”確定。主要根據(jù)確定。主要根據(jù)機(jī)床的類型、規(guī)格、精度等級(jí)及主軸軸承的類型來確定。機(jī)床的類型、規(guī)格、精度等級(jí)及主軸軸承的類型來確定。第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 四、主軸滾動(dòng)軸承四、主軸滾動(dòng)軸承 滾動(dòng)軸承、液體動(dòng)壓軸承、液體靜壓軸承、空氣靜壓軸滾動(dòng)軸承、液體動(dòng)壓軸承、液體靜壓軸承、空氣靜壓軸承等。承等。 主軸軸承基本

23、要求：旋轉(zhuǎn)精度高、剛度高、承載能力強(qiáng)、主軸軸承基本要求：旋轉(zhuǎn)精度高、剛度高、承載能力強(qiáng)、極限轉(zhuǎn)速高、適應(yīng)變速范圍大、摩擦小、噪音低、抗振性好、極限轉(zhuǎn)速高、適應(yīng)變速范圍大、摩擦小、噪音低、抗振性好、使用壽命長(zhǎng)、制造簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便等。使用壽命長(zhǎng)、制造簡(jiǎn)單、使用維護(hù)方便等。 一般使用滾動(dòng)軸承。一般使用滾動(dòng)軸承。 1 1、典型的滾動(dòng)軸承配置形式、典型的滾動(dòng)軸承配置形式 采用雙列短圓柱滾子軸承的組件采用雙列短圓柱滾子軸承的組件 由于采用剛度和極由于采用剛度和極限轉(zhuǎn)速均較高的軸承，適用于轉(zhuǎn)速較高和切削負(fù)載較大的、限轉(zhuǎn)速均較高的軸承，適用于轉(zhuǎn)速較高和切削負(fù)載較大的、要求有較大剛度的機(jī)床，如車床、銑床、鏜

24、床等。要求有較大剛度的機(jī)床，如車床、銑床、鏜床等。第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 采用圓錐滾子軸承的主軸組件采用圓錐滾子軸承的主軸組件 軸承同時(shí)承受徑向和軸承同時(shí)承受徑向和軸向載荷，且成對(duì)使用，軸承數(shù)量少，支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，間隙軸向載荷，且成對(duì)使用，軸承數(shù)量少，支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，間隙調(diào)整方便。調(diào)整方便。 圖中前、中支承即為此種配置，后支承為輔助支承，用圖中前、中支承即為此種配置，后支承為輔助支承，用中間支承調(diào)節(jié)前后軸承的間隙。中間支承調(diào)節(jié)前后軸承的間隙。 缺點(diǎn)：主軸受熱后，軸承間隙增大，影響支承剛度和旋轉(zhuǎn)缺點(diǎn)：主軸受熱后，軸

25、承間隙增大，影響支承剛度和旋轉(zhuǎn)精度。精度。第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 采用角接觸球軸承的主軸組件采用角接觸球軸承的主軸組件 角接觸球軸承具有角接觸球軸承具有良好的高速性能，適用于高速輕載或精密車床。良好的高速性能，適用于高速輕載或精密車床。第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 采用推力球軸承的主軸組件采用推力球軸承的主軸組件 主軸承受兩個(gè)方向的軸主軸承受兩個(gè)方向的軸向力，軸向剛度高，用于軸向力較大的向力，軸向剛度高，用于軸向力較大的 主軸組件，如鉆床。主軸組件，如鉆床。第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 2 2、滾動(dòng)軸承精度等級(jí)

26、的選擇、滾動(dòng)軸承精度等級(jí)的選擇 主軸滾動(dòng)軸承除主軸滾動(dòng)軸承除P2P2、P4P4、P5P5三級(jí)外，還有三級(jí)外，還有SPSP和和UPUP級(jí)。級(jí)。SPSP和和UPUP級(jí)的旋轉(zhuǎn)精度分別相當(dāng)于級(jí)的旋轉(zhuǎn)精度分別相當(dāng)于P4P4和和P2P2級(jí)，而內(nèi)、外圈尺寸精度級(jí)，而內(nèi)、外圈尺寸精度則分別相當(dāng)于則分別相當(dāng)于P5P5和和P4P4級(jí)。級(jí)。 3 3、主軸滾動(dòng)軸承的預(yù)緊、主軸滾動(dòng)軸承的預(yù)緊 預(yù)緊即采用預(yù)加載荷的方法，使?jié)L動(dòng)體和滾道之間有一定預(yù)緊即采用預(yù)加載荷的方法，使?jié)L動(dòng)體和滾道之間有一定的過盈量。不預(yù)緊，載荷分布在受力方向的少數(shù)滾動(dòng)體上，的過盈量。不預(yù)緊，載荷分布在受力方向的少數(shù)滾動(dòng)體上，滾動(dòng)體和滾道之間產(chǎn)生很大的

27、接觸應(yīng)力和接觸變形。滾動(dòng)體和滾道之間產(chǎn)生很大的接觸應(yīng)力和接觸變形。 輕預(yù)緊：高速主軸。輕預(yù)緊：高速主軸。 中預(yù)緊：中、低速主軸。中預(yù)緊：中、低速主軸。 重預(yù)緊：分度主軸。重預(yù)緊：分度主軸。第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 雙列短圓柱滾子軸承的預(yù)緊雙列短圓柱滾子軸承的預(yù)緊 一是用螺母軸向移動(dòng)軸一是用螺母軸向移動(dòng)軸承內(nèi)圈，使內(nèi)圈徑向脹大，實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。二是用調(diào)整環(huán)的長(zhǎng)度承內(nèi)圈，使內(nèi)圈徑向脹大，實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。二是用調(diào)整環(huán)的長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，采用過盈套軸向固定。實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，采用過盈套軸向固定。第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)第十節(jié)第十節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件設(shè)計(jì) 角接觸球軸承的預(yù)緊角接觸球軸承的預(yù)緊 在軸向力的作用下，使內(nèi)、外在軸向力的作用下，使內(nèi)、外圈產(chǎn)生軸向錯(cuò)位實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。圈產(chǎn)生軸向錯(cuò)位實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。 圖圖a a中，內(nèi)圈內(nèi)側(cè)面面磨去一個(gè)調(diào)整量。中，內(nèi)圈內(nèi)側(cè)面面磨