第三章 典型部件設(shè)計(jì)

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)3.1主軸部件設(shè)計(jì)主軸部件是機(jī)床的執(zhí)行件，由主軸及其支承軸承、傳動(dòng)件、密封件及定位元件等組成。3.1.1主軸部件應(yīng)滿足的基本要求（1）旋轉(zhuǎn)精度：裝配后，在無載荷、低速轉(zhuǎn)動(dòng)條件下，在安裝工件或刀具的主軸部位的徑向和軸向跳動(dòng)。旋轉(zhuǎn)精度取決于主軸、軸承、箱體孔等的制造、裝配和調(diào)整精度（2）剛度：是指主軸部件在外加載荷作用下抵抗變性的能力。主軸部件的剛度是綜合剛度，它是主軸、軸承等剛度的綜合反映。剛度的倒數(shù)也稱為柔度,常以主軸前端產(chǎn)生單位位移的彈性變形時(shí)，在位移方向施加的作用力表示。

當(dāng)主軸外伸端受徑向作用力F,受力方向上彈性位移為δ時(shí)，則剛度K為：（3）抗振性：是指抵抗受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)的能力。理論分析和試驗(yàn)結(jié)果表明，影響主軸部件抗振性的主要因素是主軸部件的靜剛度、阻尼特性和固有頻率等。剛度和阻尼比越大越不容易產(chǎn)生振動(dòng)。

振動(dòng)直接影響工件的表面加工質(zhì)量和刀具的使用壽命，并產(chǎn)生噪聲。（4）溫升和熱變性：主軸部件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，因各相對(duì)處的摩擦生熱，切削區(qū)的切削熱等使主軸部件的溫度升高，形狀尺寸和位置發(fā)生變化，造成主軸部件的所謂熱變性。影響主軸部件溫升、熱變形的主要因素是軸承的類型和布置方式；軸承預(yù)緊力大小；潤(rùn)滑方式和散熱條件等。（5）精度保持性：是指長(zhǎng)期地保持其原始制造精度的能力。3.1.2主軸部件的傳動(dòng)方式（1）齒輪傳動(dòng)：特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，能夠傳遞較大的扭矩，能適應(yīng)變轉(zhuǎn)速、變載荷工作，應(yīng)用最廣。缺點(diǎn)是線速度不能過高，通常小于12~15m/s。（2）帶傳動(dòng)：特點(diǎn)是靠摩擦力傳動(dòng)（除同步齒形帶外）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、成本低，特別適用于中心距較大的兩軸間傳動(dòng)。皮帶有彈性可吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，適宜高速傳動(dòng)。帶傳動(dòng)在過載中會(huì)打滑，能起到過載保護(hù)作用。缺點(diǎn)是有滑動(dòng)，不能用在速比要求準(zhǔn)確的場(chǎng)合。主軸部件的傳動(dòng)方式齒輪傳動(dòng)帶傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)各傳動(dòng)類型具有什么特點(diǎn)同步齒形帶的齒形有兩種：梯形齒和圓弧齒。圓弧齒形受力合理，較梯形齒同步帶能夠傳遞更大的扭矩。同步齒形帶無相對(duì)滑動(dòng)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)精度高；厚度小、重量輕、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小,適于高速傳動(dòng)，傳動(dòng)效率高；不需要潤(rùn)滑，耐水耐腐蝕，能在高溫下工作，維護(hù)保養(yǎng)方便；傳動(dòng)比大，可達(dá)1：10以上。缺點(diǎn)是制造工藝復(fù)雜，安裝條件要求高。同步齒形帶4.電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸就是主軸，電動(dòng)機(jī)座就是機(jī)床主軸單元的殼體。主軸單元大大簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，有較寬的調(diào)速范圍；有較大的驅(qū)動(dòng)功率和扭矩；便于組織專業(yè)化生產(chǎn)。廣泛地用于精密機(jī)床、高速加工中心和數(shù)控車床中。3.1.3主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)臥式銑床變速箱主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該包括哪些方面？主軸支承支承數(shù)目支承方式（軸承配置形式）傳動(dòng)件（傳動(dòng)件布置）主要參數(shù)構(gòu)造材料熱處理技術(shù)要求3.1.3主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一）主軸部件的支承數(shù)目多數(shù)機(jī)床的主軸采用前、后兩個(gè)支承。為提高剛度和抗振性，有的機(jī)床采用三個(gè)支承。三個(gè)支承中可以前、后支承為主要支承，中間支承為輔助支承；也可以前、中支承為主要支承，后支承為輔助支承。且后者應(yīng)用較多。臥式銑床變速箱某加工中心主軸箱展開圖3.1.3主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）前端配置：兩個(gè)方向的推力軸承都布置在前支承外。這類配置方案在前支承處軸承較多，發(fā)熱大，溫升高；但主軸受熱后向后伸長(zhǎng)，不影響軸向精度，精度高，對(duì)提高主軸部件剛度有利。用于軸向精度和剛度要求較高的高精度機(jī)床或數(shù)控機(jī)床。（2）后端配置：兩個(gè)方向的推力軸承都布置在后支承處。這類配置方案前支承處軸承較少，發(fā)熱小，溫升低；但主軸受熱后向前伸長(zhǎng)，影響軸向精度。用于軸向精度要求不高的普通精度機(jī)床，如立銑、多刀車床等。推力軸承位置的配置形式（推力軸承布置在什么位置）前端配置后端配置兩端配置中間配置各配置形式各有什么特點(diǎn)？3.1.3主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（二）推力軸承的位置配置型式（3）兩端配置：兩個(gè)方向的推力軸承分別布置在前后兩個(gè)支承處。這類配置方案當(dāng)主軸受熱伸長(zhǎng)后，影響主軸軸承的軸向間隙。為避免松動(dòng)，可用彈簧消除間隙和補(bǔ)償熱膨脹。常用于短主軸，如組合機(jī)床主軸。（4）中間配置：兩個(gè)方向的推力軸承在前支承的后側(cè)。這類配置方案可減少主軸的懸伸量，并使主軸的熱膨脹向后；但前支承結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，溫升也可能較高。3.1.3主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（三）主軸傳動(dòng)件位置的合理布置（1）傳動(dòng)件在主軸上軸向位置的合理布置合理布置傳動(dòng)件在主軸上的軸向位置，可以改善主軸的受力情況，減少主軸變形，提高主軸的抗振性。主軸上傳動(dòng)件軸向布置時(shí)，應(yīng)盡量靠近前支承，有多個(gè)傳動(dòng)件時(shí)，其中最大傳動(dòng)件應(yīng)靠近前支承。（意義）主軸傳動(dòng)件位置布置的內(nèi)容主軸上傳動(dòng)件的位置各傳動(dòng)軸的位置傳動(dòng)件在主軸上的布置方式應(yīng)盡量靠近前支承，有多個(gè)傳動(dòng)件時(shí)，其中最大傳動(dòng)件應(yīng)靠近前支承。（原則）主軸前支承內(nèi)側(cè)主軸前懸伸端主軸后懸伸端3.1.3主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（四）主軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定

請(qǐng)指出以下結(jié)構(gòu)參數(shù)？（1）主軸前軸徑直徑D1（2）主軸內(nèi)孔直徑d（3）主軸前端懸伸量a（4）主軸主要支承間跨距L

12343.1.3主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）主軸前軸徑直徑D1按機(jī)床類型、功率和加工直徑查表（2）主軸內(nèi)孔直徑d滿足工藝要求的，不削弱強(qiáng)度情況下的較大值（3）主軸前端懸伸量a取決于主軸端部結(jié)構(gòu)、前支承軸承配置等，由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定（4）主軸主要支承間跨距L

綜合主軸彎曲和支承變形，確定最佳跨距

12343.1.3主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（五）主軸（1）主軸的構(gòu)造主軸的構(gòu)造和形狀主要取決于主軸上所安裝的刀具、夾具、傳動(dòng)件、軸承等零件的類型、數(shù)量、位置和安裝定位方法等。（2）主軸的材料和熱處理普通機(jī)床主軸可選用中碳鋼（如45鋼），調(diào)質(zhì)處理后，在主軸端部、椎孔、定心軸頸或定心錐面等部位進(jìn)行局部高頻淬硬，以提高其耐磨性。（3）主軸的技術(shù)要求首先制定出滿足主軸旋轉(zhuǎn)精度所需的技術(shù)要求；再考慮表面粗糙度、表面硬度等主支承軸頸設(shè)計(jì)基準(zhǔn)3.1.4主軸滾動(dòng)軸承主軸部件中最重要的組件是什么？軸承進(jìn)行主軸部件設(shè)計(jì)時(shí)候，關(guān)于軸承我們需要考慮哪些方面的問題？1、選擇哪些類型的軸承（軸承組合），滿足轉(zhuǎn)速、承載、精度等要求（軸承配置、精度選擇）2、如何布置軸承（推力軸承布置已學(xué)習(xí)）（軸承配置部分涉及一些）3、如何應(yīng)用軸承（軸承預(yù)緊、潤(rùn)滑和密封）一.常用滾動(dòng)軸承類型（1）角接觸球軸承：接觸角α接觸角α=0，深溝球軸承接觸角0°<α≤45°，角接觸球軸承接觸角45°<α≤90°，推力角接觸球軸承接觸角α=90°，推力球軸承機(jī)床主軸常選用“背靠背組合”。因?yàn)楸晨勘辰M合支撐剛度高。軸承的接觸線與軸線的交點(diǎn)間距大，抵抗彎曲變形的抗顛覆力矩大。（2）角接觸球軸承組合安裝幾種常用的主軸滾動(dòng)軸承特點(diǎn)是無機(jī)械磨損，理論上無速度限制；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無噪聲，溫升低、能耗??；不需要潤(rùn)滑，不污染環(huán)境，省掉一套潤(rùn)滑系統(tǒng)和設(shè)備；能在超低溫和高溫下正常工作，也可用于真空、蒸汽腐蝕性環(huán)境。適用于高速、超高速加工。3.1.4主軸滾動(dòng)軸承（二）幾種典型的主軸軸承配置型式主軸軸承的配置型式應(yīng)根據(jù)剛度、轉(zhuǎn)速、承載能力、抗振性和噪聲等要求來選擇。良好的高速性能，承載?。ǜ咚佥p載荷精密機(jī)床）角接觸球軸承中等轉(zhuǎn)速、切削負(fù)載大、要求剛度高（如數(shù)控車床、鏜床）雙(三)聯(lián)角接觸球+雙列圓柱滾子徑向剛性好，并有較高的轉(zhuǎn)速（如臥式銑床）雙列圓柱滾子+角接觸雙列推力球+雙列圓柱滾子軸承速度型剛度型剛度速度型1.速度型主軸前后軸承都采用角接觸球軸承(兩聯(lián)或三聯(lián))。當(dāng)軸向切削分力較大時(shí)，可·選用接觸角為25’的球軸承；軸向切削分力較小時(shí)，可選用接觸角為15‘的球軸承。在相同的工作條件下，前者的軸向剛度比后者大一倍。角接觸球軸承具有良好的高速性能，因而適用于高速輕載或精密機(jī)床，2．剛度型前支承采用雙列短圓柱滾子軸承承受徑向載荷和60‘角接觸雙列向心推力球軸承承受軸向載荷，后支承采用雙列短圓柱滾子軸承。這種軸承配置的主軸部件，適用于中等轉(zhuǎn)速和切削負(fù)載較大，要求剛度高的機(jī)床。3.剛度速度型前軸承采用三聯(lián)角接觸球軸承，后支承采用雙列短圓柱滾子軸承。主軸的動(dòng)力從后端傳人后軸，軸承要承受較大的傳動(dòng)力，所以采用雙列短圓柱滾子軸承。前軸承的配置特點(diǎn)是：外側(cè)的兩個(gè)角接觸球軸承大口朝向主軸工作端，承受主要方向的軸向力；第三個(gè)角接觸球軸承則通過軸套·與外側(cè)的兩個(gè)軸承背靠背配置，使三聯(lián)角接觸球軸承有一個(gè)較大支承跨，以提高承受顛覆力矩的剛度。選擇滾動(dòng)軸承的基本原則1）轉(zhuǎn)速較高，負(fù)載不大，而旋轉(zhuǎn)精度要求較高，采用球軸承。2）轉(zhuǎn)速較低，負(fù)載大或有沖擊負(fù)載，采用滾子軸承；3）徑向載荷和軸向載荷都較大時(shí)，如果轉(zhuǎn)速高，采用角接觸球軸承。如果轉(zhuǎn)速不高，采用圓錐滾子軸承。4）軸向載荷比徑向載荷大得多，但轉(zhuǎn)速較低時(shí)，采用兩種不同類型的軸承組合，分別承擔(dān)軸向和徑向負(fù)載；5）徑向載荷比軸向載荷大得多，且轉(zhuǎn)速較高，采用深溝球軸承。6）支承剛度要求較高時(shí)，可采用成對(duì)角接觸型軸承。3.1.4主軸滾動(dòng)軸承（二）幾種典型的主軸軸承配置型式高速CNC車床CNC型車床臥式銑床角接觸球軸承雙列圓柱滾子+角接觸雙列推力球+雙列圓柱滾子軸承雙(三)聯(lián)角接觸球+雙列圓柱滾子3.1.4主軸滾動(dòng)軸承（三）滾動(dòng)軸承精度的選擇

前軸承的精度要選得高一點(diǎn)，一般比后軸承高一級(jí)。安裝軸承時(shí)，如果將前后軸承的偏移方向放在同一側(cè),則可以有效減少主軸端部的偏移。

主軸的精度等級(jí)：P0、P6、P5、P4(SP)、P3、P2（UP）預(yù)緊就是采用預(yù)加載荷的方法消除軸承間隙，而且有一定的過盈量，使?jié)L動(dòng)體和內(nèi)外圈接觸部分產(chǎn)生預(yù)變形，增加接觸面積，提高支承剛度和抗振性。預(yù)緊有徑向和軸向兩種。預(yù)緊力通常分為三級(jí)：輕預(yù)緊、中預(yù)緊和重預(yù)緊，代號(hào)為A、B、C。輕預(yù)緊適用于高速主軸，中預(yù)緊適用于中、低速主軸；重預(yù)緊用于分度主軸。雙列短圓柱滾子軸承的預(yù)緊有兩種方式：一種是用螺母軸向移動(dòng)軸承內(nèi)圈，因內(nèi)圈孔是1：12的錐孔，使內(nèi)圈徑向漲大，而實(shí)現(xiàn)預(yù)緊；另一種如圖3—69所示，用調(diào)整環(huán)1的長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，采用過盈套進(jìn)行軸向固定。（四）主軸滾動(dòng)軸承的預(yù)緊

1、雙列短圓柱滾子軸承的預(yù)緊用螺母軸向移動(dòng)軸承內(nèi)圈，使其徑向漲緊，實(shí)現(xiàn)預(yù)緊；采用過盈套進(jìn)行軸向定位。將一對(duì)軸承的內(nèi)圈側(cè)面各磨去按預(yù)緊量確定的厚度，當(dāng)壓緊內(nèi)圈時(shí)即可得到設(shè)定的預(yù)緊量。是在兩軸承內(nèi)外圈之間分別裝入厚度差為2δ的兩個(gè)短套來達(dá)到預(yù)緊目的是用彈簧自動(dòng)預(yù)緊圖示的一對(duì)軸承。3.1.3主軸滾動(dòng)軸承五.滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封(1)潤(rùn)滑脂：是由基油、稠化劑和添加劑(有的不含添加劑)在高溫下混合而成的一種半固體狀潤(rùn)滑劑。如鋰基脂、鈣基脂，高速軸承潤(rùn)滑脂等。特點(diǎn)是粘附力強(qiáng)、油膜強(qiáng)度高、密封簡(jiǎn)單，不易滲漏，長(zhǎng)時(shí)間不需更換，維護(hù)方便。但摩擦阻力比潤(rùn)滑油略大。常用于轉(zhuǎn)速不太高、又不需冷卻的場(chǎng)合。特別是立式主軸或裝在套筒內(nèi)可以伸縮的主軸，如鉆床、坐標(biāo)鏜床、數(shù)控機(jī)床和加工中心等。潤(rùn)滑脂不應(yīng)過多填充，以免因攪拌發(fā)熱而融化、變質(zhì)失去潤(rùn)滑作用，潤(rùn)滑脂填滿軸承空隙的1／3～1／2效果最好。在一定時(shí)期內(nèi)補(bǔ)充和更換。3.1.4主軸滾動(dòng)軸承(2)潤(rùn)滑油：潤(rùn)滑油的種類很多，轉(zhuǎn)速越高，選的粘度越低；負(fù)荷越重，粘度應(yīng)越高。當(dāng)dn值（速度因數(shù)）較低時(shí)，可用油浴潤(rùn)滑。當(dāng)dn值略高一些，可用滴油潤(rùn)滑。當(dāng)dn值較高時(shí)，采用循環(huán)潤(rùn)滑，由油泵將經(jīng)過過濾的潤(rùn)滑油輸送到軸承部位，潤(rùn)滑后返回油箱。經(jīng)過濾、冷卻后循環(huán)使用。油霧潤(rùn)滑是將油霧化后噴向軸承，既起潤(rùn)滑作用，又起冷卻作用，效果較好。但油霧散入大氣，污染環(huán)境。油氣潤(rùn)滑是間隔一定時(shí)間由定量柱塞分配器輸出微量潤(rùn)滑油與壓縮空氣管道中的壓縮空氣混合后，經(jīng)細(xì)長(zhǎng)管道和噴嘴連續(xù)噴向軸承。

主軸滾動(dòng)軸承的密封作用:1.防止灰塵、屑未和切削液等進(jìn)入軸承，以減少腐蝕和磨損；2.防止?jié)櫥屯饴?，保護(hù)環(huán)境，避免污染密封方式：分接觸式密封和非接觸式密封兩類。接觸式:有摩擦和磨損，發(fā)熱嚴(yán)重，用于低速主軸。如徑向密封圈和毛氈密封圈。非接觸式:迷宮式和隙縫式，發(fā)熱很小，應(yīng)用廣泛。又分為間隙式、曲路式和墊圈式。為保證密封作用，旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間的徑向間隙應(yīng)小于0.2～0.3mm，還要有回孔油，以防漏油。3.1.4主軸滑動(dòng)軸承（一）液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承動(dòng)壓軸承依靠主軸以較高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶著潤(rùn)滑油從間隙大處向間隙小處流動(dòng)，形成壓力油楔而將主軸浮起，產(chǎn)生壓力油膜以承受載荷。圖為固定多油楔軸承的結(jié)構(gòu)。主軸按箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，五個(gè)油楔便有相應(yīng)的油壓分布.1、固定多油楔滑動(dòng)軸承２、活動(dòng)多油楔滑動(dòng)軸承3.1.4主軸滑動(dòng)軸承(二)液體靜壓軸承優(yōu)點(diǎn)：承載能力高；旋轉(zhuǎn)精度高；油膜有均化誤差的作用，可提高加工精度；抗振性好；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；既能在極低轉(zhuǎn)速下工作，也能在極高轉(zhuǎn)速下工作；摩擦小，軸承壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)：需要一套專用供油設(shè)備，軸承制造工藝復(fù)雜、成本較高。3.1.4主軸滑動(dòng)軸承(三)氣體靜壓軸承也稱為氣浮軸承或空氣軸承。摩擦小，功率損耗小，在極高轉(zhuǎn)速或極低溫度下工作，振動(dòng)、噪聲特別小，旋轉(zhuǎn)精度高，(一般0．1Pm以下)，壽命長(zhǎng)，基本上不需要維護(hù)，用于高速、超高速、高精度機(jī)床主軸部件中。具有徑向圓柱與平面止推型軸承的主軸部件，圖示的CUPE高精度數(shù)控金剛石車床主軸，采用內(nèi)裝式電子主軸，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子就是車床主軸。3.1.4主軸滑動(dòng)軸承(三)氣體靜壓軸承此種軸承的特點(diǎn)是氣體軸承的兩球心連線就是機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)中心線，它可以自動(dòng)調(diào)心，前后軸承的同心性好。3.2支承件設(shè)計(jì)一、支承件的功能和應(yīng)滿足的基本要求二、支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三、支承件的材料四、提高支承件結(jié)構(gòu)性能的措施3.2支承件設(shè)計(jì)該學(xué)習(xí)內(nèi)容具有普適性學(xué)習(xí)目標(biāo)：理解支撐件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法；掌握機(jī)床支撐件設(shè)計(jì)的幾個(gè)原則（書本知識(shí)）思考:支撐件的主要作用,設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵要素是什么3.2支承件設(shè)計(jì)（1）支承件的功能

支承件指床身、立柱、橫梁、搖臂、底座、刀架、工作臺(tái)、箱體或升降臺(tái)等大尺寸零件，即大件，是機(jī)床的基礎(chǔ)構(gòu)件。功能：相互連接構(gòu)成機(jī)床基礎(chǔ)，支承機(jī)床工作部件，承受載荷，保證機(jī)床各部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（2）支承件應(yīng)滿足的基本要求

1、足夠的靜剛度K，較高的固有頻率ω；

整體剛度（自身剛度）與支承件的材料以及截面形狀、尺寸等影響慣性矩的參數(shù)有關(guān)。局部剛度指支承件載荷集中的局部結(jié)構(gòu)處抵抗變形的能力接觸剛度支承件的結(jié)合面在外載荷作用下抵抗接觸變形的能力固有頻率為剛度與質(zhì)量比值的平方根，即：當(dāng)激振力頻率ω接近固有頻率ω0時(shí)，支撐件將產(chǎn)生共振。因此設(shè)計(jì)時(shí)要求：ω0

>1.3ω滿足剛度前提下，盡量減小支承件的質(zhì)量，提高固有頻率。2、好的動(dòng)態(tài)特性動(dòng)剛度、阻尼特性、高的固有頻率防止共振、薄壁噪聲3、熱穩(wěn)定性4、排屑暢通、工藝性好、吊裝方便、成本低3.2.2支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)床支承件要承受切削力、零部件重量、傳動(dòng)力等載荷，支撐件所承受的載荷不同，分析受力方式不同。中小型機(jī)床支承件受力分析以切削力分主。

精密和高精密機(jī)床支承部件載荷以移動(dòng)部件的質(zhì)量和熱應(yīng)力為主。大型機(jī)床支承件受力分析考慮工件重力、移動(dòng)部件重力和切削力等。

一、支承件的受力分析和支承件形式（1）支承件的受力分析（2）支承件的形狀

(1)箱形類：三個(gè)方向上尺寸差不多；

(2)板塊類：兩個(gè)方向尺寸上比第三個(gè)尺寸大得多；

(3)梁類：一個(gè)方向上的尺寸比另兩個(gè)大得多；二、支承件的截面形狀和選擇支承件的變形主要是彎扭變形。且抗彎剛度和抗扭剛度隨支承件的截面積慣性矩的增大而增大。設(shè)計(jì)原則如下：截面積一定時(shí)，空心截面比實(shí)心截面慣性矩大。滿足工藝要求是，應(yīng)盡量減小壁厚。承受一個(gè)方向彎矩的支承件，當(dāng)高度方向?yàn)槭軓澐较驎r(shí)，截面形狀應(yīng)為矩形。

承受純扭矩作用的支承件，截面形狀應(yīng)為圓形。

不封閉截面剛度遠(yuǎn)小于封閉截面剛度，盡量將支承件支承封閉結(jié)構(gòu)三支承件肋板和肋條的布置（1）肋板（隔板）連接四周外壁間的內(nèi)壁。作用是將局部載荷傳遞給其他壁板，使整個(gè)支承件較均勻的承受載荷。分為：縱向肋板縱向肋板應(yīng)布置在彎曲平面內(nèi)，即肋板的高度方向與作用力F方向一致?？v向肋板提高抗彎強(qiáng)度(三)支承件肋板和肋條的布置無橫向肋板時(shí)，相對(duì)抗扭剛度很低；增加一個(gè)斷面橫向肋板時(shí)，抗扭剛度變大，均與布置三個(gè)橫向肋板后，抗扭剛度繼續(xù)增加。橫向肋板提高抗扭剛度橫向肋板斜向肋板時(shí)多個(gè)橫肋板和縱肋板的組合斜向肋板提高抗彎和抗扭剛度(三)支承件肋板和肋條的布置（2）加強(qiáng)肋（肋條）配置在某一外壁內(nèi)側(cè)或內(nèi)壁上。加強(qiáng)局部剛度和減少薄壁振動(dòng)。注意：肋條高應(yīng)約為支承件壁厚的5倍。厚度為壁厚的0.8~1倍右圖中，用加強(qiáng)肋提高箱體軸承孔處的局部剛度。四

合理選擇支承件的壁厚根據(jù)C值選擇最小壁厚，考慮工藝條件、受力，可適當(dāng)加厚，壁厚應(yīng)盡量均勻。

1、鑄鐵件：當(dāng)量尺寸C C=（2L+B+H）/3 L、B、H分別為支承件的長(zhǎng)、寬、高

2、焊接件：鋼板和型鋼焊接

彈性模量比鑄鐵大一倍，同樣載荷條件下，壁厚為鑄件薄2/3~4/5，防止薄壁振動(dòng)。阻尼系數(shù)比鑄鐵小，需要采取抗振措施。1、鑄鐵加入少量的鉻、硅、稀土等合金元素的灰口鑄鐵。特點(diǎn)：鑄造、切削性能好；阻尼大，抗振性好；加入合金元素，提高耐磨性；成本高，適合成批生產(chǎn)。支承鑄件消除應(yīng)力的方式：鑄件壁厚不均勻，鑄造冷卻中產(chǎn)生鑄造應(yīng)力，鑄造后進(jìn)行自然時(shí)效處理；精密機(jī)床支承件，粗加工前自然時(shí)效，粗加工后人工時(shí)效，充分消除鑄造應(yīng)力。床身、立柱、橫梁等進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效，消除內(nèi)應(yīng)力。3.2.3支承件材料2、鋼材——鋼板和型鋼焊接成支承件特點(diǎn)：鋼件的抗彎剛度大于鑄鐵件；滿足剛度要求時(shí)，鋼件比鑄件壁厚薄一半，重量減輕20~30%。但是阻尼