第三章_機(jī)床主要部件設(shè)計(1)

1、2021年年12月月12日日本本 章章 講講 授授 內(nèi)內(nèi) 容容 第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 第二節(jié)第二節(jié) 支承件設(shè)計支承件設(shè)計 第三節(jié)第三節(jié) 導(dǎo)軌設(shè)計導(dǎo)軌設(shè)計 第四節(jié)第四節(jié) 滾珠絲杠螺母副機(jī)構(gòu)簡介滾珠絲杠螺母副機(jī)構(gòu)簡介第三章第三章 機(jī)床主要部件設(shè)計機(jī)床主要部件設(shè)計第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 組成組成 主軸、支承軸承、傳動件、定位元件及密封件。主軸、支承軸承、傳動件、定位元件及密封件。 作用作用 支承并帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削；承受切削力和驅(qū)支承并帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削；承受切削力和驅(qū)動力，完成表面成形運(yùn)動。動力，完成表面成形運(yùn)動。第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件

2、設(shè)計 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 使用使用 要要 求求 旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)精度 剛度剛度 抗振性抗振性 溫升和熱變性溫升和熱變性 精度保持性精度保持性 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 要要 求求 工件、刀具的定位裝夾工件、刀具的定位裝夾 主軸及軸承的定位主軸及軸承的定位 軸承間隙的調(diào)整、潤滑軸承間隙的調(diào)整、潤滑與密封與密封 便于制造裝配和維修便于制造裝配和維修. .旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)精度 旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)精度 指主軸裝配后，在空載、低速轉(zhuǎn)動狀態(tài)下，安裝刀指主軸裝配后，在空載、低速轉(zhuǎn)動狀態(tài)下，安裝刀具或工件的主軸部位的徑向跳動和軸向跳動。具或工件的主軸部位的徑向跳動和軸向跳動。第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計

3、主軸組件設(shè)計 主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度直接影響工件的加工精度。主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度直接影響工件的加工精度。 旋轉(zhuǎn)精度取決于主軸、軸承、箱體孔的制造、裝配和調(diào)整精度。旋轉(zhuǎn)精度取決于主軸、軸承、箱體孔的制造、裝配和調(diào)整精度。 使用使用 要要 求求第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 剛度剛度 指主軸組件在外載荷作用下抵抗變形的能力。指主軸組件在外載荷作用下抵抗變形的能力。 2. 2.剛度剛度 剛度的大小剛度的大小 以主軸前端產(chǎn)生單位位移的彈性變形時，在位移以主軸前端產(chǎn)生單位位移的彈性變形時，在位移方向所施加的作用力大小來表示。方向所施加的作用力大小來表示。)(mNFK / / 如圖，當(dāng)主軸外伸端受徑向如

4、圖，當(dāng)主軸外伸端受徑向作用力作用力F，受力方向上的彈性位受力方向上的彈性位移為移為時，剛度時，剛度K 的表達(dá)式的表達(dá)式為：為： 主軸主件的剛度不足直接影響零件的加工精度和機(jī)主軸主件的剛度不足直接影響零件的加工精度和機(jī)床的性能。床的性能。第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 （2 2）動剛度）動剛度 主軸組件在額定載荷作用下抵抗變形的能力，表主軸組件在額定載荷作用下抵抗變形的能力，表示為示為 Kd =Fd / /d 。 （1 1）靜剛度）靜剛度 主軸組件在靜載荷作用下抵抗變形的能力，表主軸組件在靜載荷作用下抵抗變形的能力，表示為示為 Kj =Fj / /j 。 主軸組件的剛度受主軸的尺寸和形狀

5、，滾動軸承的類型、數(shù)主軸組件的剛度受主軸的尺寸和形狀，滾動軸承的類型、數(shù)量、預(yù)緊和配置形式，傳動件的布置方式，主軸組件的制造精度量、預(yù)緊和配置形式，傳動件的布置方式，主軸組件的制造精度和裝配質(zhì)量等因素影響。和裝配質(zhì)量等因素影響。 第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 在切削過程中，主軸部件受到靜態(tài)力的作用，也受到?jīng)_擊力在切削過程中，主軸部件受到靜態(tài)力的作用，也受到?jīng)_擊力和交變力的作用而產(chǎn)生振動。沖擊力和交變力是由材料硬度不均和交變力的作用而產(chǎn)生振動。沖擊力和交變力是由材料硬度不均勻、加工余量的變化、斷續(xù)切削、主軸部件不平衡、軸承或齒輪勻、加工余量的變化、斷續(xù)切削、主軸部件不平衡、軸承或齒輪存

6、在缺陷以及切削過程中的顫振等引起。存在缺陷以及切削過程中的顫振等引起。 抗振性抗振性 是指機(jī)床在額定載荷切削時，主軸組件抵抗受迫振動是指機(jī)床在額定載荷切削時，主軸組件抵抗受迫振動和自激振動的能力。和自激振動的能力。 3. 3.抗振性抗振性 主軸振動直接影響工件的表面加工質(zhì)量和刀具的使主軸振動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。用壽命，并產(chǎn)生噪聲。第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 熱變形熱變形 是主軸組件運(yùn)動時，各相對運(yùn)動處的摩擦，切削區(qū)的是主軸組件運(yùn)動時，各相對運(yùn)動處的摩擦，切削區(qū)的切削熱等使主軸組件的溫度升高，造成形狀、尺寸及位置變化。切削熱等使主軸組件的溫度升高，

7、造成形狀、尺寸及位置變化。 4. 4.溫升和熱變形溫升和熱變形 熱變形會引起軸承間隙變化，潤滑油粘度降低，影響熱變形會引起軸承間隙變化，潤滑油粘度降低，影響主軸部件的工作性能，降低加工精度。主軸部件的工作性能，降低加工精度。 精度保持性影響機(jī)床使用壽命內(nèi)的加工精度和工作穩(wěn)定性。精度保持性影響機(jī)床使用壽命內(nèi)的加工精度和工作穩(wěn)定性。第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 精度保持性精度保持性 指主軸組件長期保持其原始制造精度的能力。指主軸組件長期保持其原始制造精度的能力。 5. 5.精度保持性精度保持性 精度保持性精度保持性決定于主軸組件的耐磨性能。影響耐磨性的因素決定于主軸組件的耐磨性能。影響耐

8、磨性的因素有主軸和軸承的材料、熱處理方法、軸承類型及潤滑防護(hù)措施等。有主軸和軸承的材料、熱處理方法、軸承類型及潤滑防護(hù)措施等。 明確：明確： 主軸組件喪失原始制造精度的原因主軸組件喪失原始制造精度的原因磨損。磨損。 如主軸軸承、軸頸表面、裝夾工件或刀具的定位表面的磨損。如主軸軸承、軸頸表面、裝夾工件或刀具的定位表面的磨損。 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 要要 求求 1 1、可靠定位、可靠定位。 2 2、軸端結(jié)構(gòu)應(yīng)保證刀具、夾具裝卡定位可靠。、軸端結(jié)構(gòu)應(yīng)保證刀具、夾具裝卡定位可靠。 3 3、結(jié)構(gòu)工藝性好。、結(jié)構(gòu)工藝性好。 小結(jié)：小結(jié)： 在一定載荷與轉(zhuǎn)速下，主軸應(yīng)帶動工件或刀具精確地、在一定載荷與轉(zhuǎn)速下，主軸應(yīng)帶動工

9、件或刀具精確地、穩(wěn)定地、長期地繞其軸線旋轉(zhuǎn)，且好裝、好拆、好修。穩(wěn)定地、長期地繞其軸線旋轉(zhuǎn)，且好裝、好拆、好修。第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 二、主軸滾動軸承二、主軸滾動軸承 能在轉(zhuǎn)速和載荷變化幅度很大的條件下穩(wěn)定工作。能在轉(zhuǎn)速和載荷變化幅度很大的條件下穩(wěn)定工作。 能在無間隙，甚至在預(yù)緊（有一定過盈量）的條件下工作。能在無間隙，甚至在預(yù)緊（有一定過盈量）的條件下工作。故滾動軸承的摩擦系數(shù)小，有利于減小發(fā)熱。故滾動軸承的摩擦系數(shù)小，有利于減小發(fā)熱。 1. 1.滾動軸承的特點(diǎn)滾動軸承的特點(diǎn) 潤滑容易，可以用油脂，一次填裝可用到修理時再換脂。潤滑容易，可以用油脂，一次填裝可用到修理時再換脂

10、。如用油潤滑，單位時間用油量也比滑動軸承少。如用油潤滑，單位時間用油量也比滑動軸承少。 由專業(yè)化的軸承廠生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定，成本低，經(jīng)濟(jì)性好。由專業(yè)化的軸承廠生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定，成本低，經(jīng)濟(jì)性好。 滾動軸承的不足：滾動軸承的不足： 滾動體數(shù)量有限，徑向剛度是變化的，易引起振動，阻尼低，滾動體數(shù)量有限，徑向剛度是變化的，易引起振動，阻尼低，振幅較大。滾動軸承的徑向尺寸比滑動軸承大。振幅較大。滾動軸承的徑向尺寸比滑動軸承大。第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 1 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。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 2）轉(zhuǎn)速較低，負(fù)載大或有沖

11、擊負(fù)載，采用滾子軸承。轉(zhuǎn)速較低，負(fù)載大或有沖擊負(fù)載，采用滾子軸承。 3 3）徑向載荷和軸向載荷都較大時，如果轉(zhuǎn)速高，采用角接觸徑向載荷和軸向載荷都較大時，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。球軸承。如果轉(zhuǎn)速不高，采用圓錐滾子軸承。 2. 2.選擇滾動軸承選擇的基本原則選擇滾動軸承選擇的基本原則 4 4）軸向載荷比徑向載荷大得多，但轉(zhuǎn)速較低時，采用兩種不軸向載荷比徑向載荷大得多，但轉(zhuǎn)速較低時，采用兩種不同類型的軸承組合，分別承受軸向和徑向負(fù)載。同類型的軸承組合，分別承受軸向和徑向負(fù)載。 5 5）徑向載荷比軸向載荷大，且轉(zhuǎn)速較高，采用深溝球軸承。徑向載荷比軸向載荷大，且轉(zhuǎn)

12、速較高，采用深溝球軸承。 6 6）支承剛度要求較高時，可采用成對角接觸型軸承。支承剛度要求較高時，可采用成對角接觸型軸承。 “背靠背組合背靠背組合” 使軸承的接觸線與軸線的交點(diǎn)間距大，抵抗使軸承的接觸線與軸線的交點(diǎn)間距大，抵抗彎曲變形的支反力矩大，支承剛度比彎曲變形的支反力矩大，支承剛度比“面對面組合面對面組合”高，應(yīng)用廣高，應(yīng)用廣泛。泛。第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 3.3.角接觸球滾動軸承組合安裝角接觸球滾動軸承組合安裝 機(jī)床主軸常選用機(jī)床主軸常選用“背靠背組合背靠背組合”，為什么，為什么？ 全陶瓷軸承全陶瓷軸承 適用于耐高溫、耐腐蝕、非磁性、電絕緣、要適用于耐高溫、耐腐蝕、非磁

13、性、電絕緣、要求減輕重量和超高速場合。求減輕重量和超高速場合。第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 與鋼軸承相比：與鋼軸承相比：高速下重量輕，作用在滾動體上的離心力高速下重量輕，作用在滾動體上的離心力較小，壓力和滑動摩擦?。惠^小，壓力和滑動摩擦?。粷L動體熱膨脹系數(shù)小，溫升較低，滾動體熱膨脹系數(shù)小，溫升較低，軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中預(yù)緊力變化緩慢，運(yùn)動平穩(wěn)；軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中預(yù)緊力變化緩慢，運(yùn)動平穩(wěn)；彈性模量大，軸承彈性模量大，軸承的剛度增大。的剛度增大。 4.4.陶瓷滾動軸承陶瓷滾動軸承 1 1）特點(diǎn)）特點(diǎn) 2 2）應(yīng)用）應(yīng)用 陶瓷鋼混制軸承陶瓷鋼混制軸承 滾動體和外圈采用不同材料，運(yùn)轉(zhuǎn)時分子滾動體和外圈采用

14、不同材料，運(yùn)轉(zhuǎn)時分子親合力很小，摩擦系數(shù)小，有自潤滑性能，可在供油中斷無潤滑親合力很小，摩擦系數(shù)小，有自潤滑性能，可在供油中斷無潤滑時正常工作。適用于高速、超高速、精密機(jī)床的主軸組件。時正常工作。適用于高速、超高速、精密機(jī)床的主軸組件。第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 磁浮軸承磁浮軸承 是是利用磁浮力來支承運(yùn)動部件，使其與固定部件脫利用磁浮力來支承運(yùn)動部件，使其與固定部件脫離接觸來實(shí)現(xiàn)軸承功能。離接觸來實(shí)現(xiàn)軸承功能。 無機(jī)械磨損，運(yùn)轉(zhuǎn)無噪聲，溫度低，能耗??；不需要潤滑，無機(jī)械磨損，運(yùn)轉(zhuǎn)無噪聲，溫度低，能耗??；不需要潤滑，不污染環(huán)境；能在超低溫、高溫、真空、蒸氣腐蝕性環(huán)境中正常不污染環(huán)境；

15、能在超低溫、高溫、真空、蒸氣腐蝕性環(huán)境中正常工作。工作。 磁浮軸承主軸可以自適應(yīng)控制，通過監(jiān)測定子線圈電流，磁浮軸承主軸可以自適應(yīng)控制，通過監(jiān)測定子線圈電流，靈敏地控制切削力?？赏ㄟ^檢測切削力的微小變化來控制機(jī)械運(yùn)靈敏地控制切削力?？赏ㄟ^檢測切削力的微小變化來控制機(jī)械運(yùn)動，加工精度高。動，加工精度高。特別適用于高速、超高速加工。特別適用于高速、超高速加工。 5. 5.磁浮軸承（磁力軸承）磁浮軸承（磁力軸承）磁浮軸承的特點(diǎn)：磁浮軸承的特點(diǎn)：第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 主軸的結(jié)構(gòu)主軸的結(jié)構(gòu)取決于主軸上安裝的刀具、夾具、工件、傳動件取決于主軸上安裝的刀具、夾具、工件、傳動件以及軸承的類型

16、、數(shù)量、位置和安裝定位方法。以及軸承的類型、數(shù)量、位置和安裝定位方法。 三、主軸三、主軸 1 1. . 主軸的結(jié)構(gòu)主軸的結(jié)構(gòu) 主軸前端形式主軸前端形式 取決于機(jī)床的類型和安裝夾具或刀具的形式取決于機(jī)床的類型和安裝夾具或刀具的形式 。通用機(jī)床已有標(biāo)準(zhǔn)化的形式。通用機(jī)床已有標(biāo)準(zhǔn)化的形式。 主軸整體結(jié)構(gòu)主軸整體結(jié)構(gòu) 是空心階梯軸，外徑從前端到尾部逐漸減小。是空心階梯軸，外徑從前端到尾部逐漸減小。 第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 （2 2）精密、大載荷、有沖擊的機(jī)床主軸）精密、大載荷、有沖擊的機(jī)床主軸 采用中碳或低碳合金采用中碳或低碳合金鋼，如鋼，如40Cr，20Cr。進(jìn)行高頻淬火或滲碳淬火，

17、提高耐磨性，硬。進(jìn)行高頻淬火或滲碳淬火，提高耐磨性，硬度度5265HRC。2.2.主軸的材料及熱處理主軸的材料及熱處理 主軸的選材依據(jù)：載荷類型、耐磨性、熱處理方法。主軸的選材依據(jù)：載荷類型、耐磨性、熱處理方法。（3 3）主軸材料的攻關(guān)點(diǎn)）主軸材料的攻關(guān)點(diǎn) 怎樣減小高速、高效、高精密機(jī)床主怎樣減小高速、高效、高精密機(jī)床主軸的熱變形、振動。軸的熱變形、振動。已研制的新型主軸材料有玻璃陶瓷材料。已研制的新型主軸材料有玻璃陶瓷材料。 （1 1）普通機(jī)床主軸）普通機(jī)床主軸 采用采用45# 或或60#優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。在主軸支承軸頸優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。在主軸支承軸頸及裝卡刀具的定位基面進(jìn)行局部高頻淬火，提高耐磨性，硬

18、度為及裝卡刀具的定位基面進(jìn)行局部高頻淬火，提高耐磨性，硬度為5055HRC。第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 （1 1）滿足主軸旋轉(zhuǎn)精度要求）滿足主軸旋轉(zhuǎn)精度要求 主軸前后軸承軸頸的同軸度，主軸前后軸承軸頸的同軸度， 錐孔相對于前后軸頸中心連接線的徑向跳動，錐孔相對于前后軸頸中心連接線的徑向跳動， 定心軸頸及其定位軸肩相對于前后軸頸中心連線的徑向和定心軸頸及其定位軸肩相對于前后軸頸中心連線的徑向和軸向跳動等。軸向跳動等。 3.3.主軸的技術(shù)要求主軸的技術(shù)要求 （2 2）其它性能要求）其它性能要求 表面粗糙度，表面硬度等。表面粗糙度，表面硬度等。第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 1.

19、 1.傳動方式傳動方式 （1 1）齒輪傳動）齒輪傳動 靠輪齒嚙合傳動。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，能傳遞較靠輪齒嚙合傳動。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，能傳遞較大的扭矩，適應(yīng)變轉(zhuǎn)速、變載荷工作。大的扭矩，適應(yīng)變轉(zhuǎn)速、變載荷工作。 不足點(diǎn)：不足點(diǎn)：線速度需線速度需1215m/s1215m/s，比帶傳動的平穩(wěn)性差。，比帶傳動的平穩(wěn)性差。 （2 2）帶傳動）帶傳動 靠摩擦力傳遞動力。結(jié)構(gòu)簡單，皮帶有彈性可吸靠摩擦力傳遞動力。結(jié)構(gòu)簡單，皮帶有彈性可吸振，傳動平穩(wěn)，噪聲小；過載時打滑，具有過載保護(hù)作用。適用振，傳動平穩(wěn)，噪聲??；過載時打滑，具有過載保護(hù)作用。適用于中心距較大的兩軸間傳動。于中心距較大的兩軸間傳動。 不足點(diǎn)：不足點(diǎn)

20、：傳動速比不夠準(zhǔn)確。傳動速比不夠準(zhǔn)確。 四、主軸組件的傳動方式及結(jié)構(gòu)設(shè)計四、主軸組件的傳動方式及結(jié)構(gòu)設(shè)計 齒輪傳動、帶傳動、同步齒形帶傳動、電動機(jī)直接驅(qū)動齒輪傳動、帶傳動、同步齒形帶傳動、電動機(jī)直接驅(qū)動第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 （4 4）電動機(jī)直接驅(qū)動）電動機(jī)直接驅(qū)動 對于轉(zhuǎn)速小于對于轉(zhuǎn)速小于3000r/min3000r/min的主軸，采用異步電動機(jī)和聯(lián)軸器直的主軸，采用異步電動機(jī)和聯(lián)軸器直接驅(qū)動主軸。接驅(qū)動主軸。如如 高速內(nèi)圓磨床的磨頭。高速內(nèi)圓磨床的磨頭。 對于轉(zhuǎn)速小于對于轉(zhuǎn)速小于8000r/min8000r/min的軸，采用變頻調(diào)速電動機(jī)直接驅(qū)動。的軸，采用變頻調(diào)速電動機(jī)直

21、接驅(qū)動。 齒形帶傳動齒形帶傳動 無相對滑動，傳動比大且準(zhǔn)確，傳動精度高；無相對滑動，傳動比大且準(zhǔn)確，傳動精度高；可傳遞較大動力，不需特別張緊，對軸和軸承壓力小，傳動平可傳遞較大動力，不需特別張緊，對軸和軸承壓力小，傳動平穩(wěn)效率高；穩(wěn)效率高；不需潤滑，耐腐蝕，耐高溫。不需潤滑，耐腐蝕，耐高溫。 不足：不足：制造工藝復(fù)雜，安裝條件高。制造工藝復(fù)雜，安裝條件高。 （3 3）同步齒形帶傳動）同步齒形帶傳動 通過帶上的齒與帶輪上的輪齒傳遞傳動。通過帶上的齒與帶輪上的輪齒傳遞傳動。1）皮皮帶帶傳傳動動裝裝置置 三個支承對三支承孔的同心度要求較高，制造裝配較復(fù)雜。三個支承對三支承孔的同心度要求較高，制造裝配

22、較復(fù)雜。 “主主”支承消應(yīng)除間隙或預(yù)緊。支承消應(yīng)除間隙或預(yù)緊?！拜o助輔助”支承應(yīng)保留一定的支承應(yīng)保留一定的徑向間隙或選用較大游隙的軸承。以免發(fā)生干涉，惡化主軸的工徑向間隙或選用較大游隙的軸承。以免發(fā)生干涉，惡化主軸的工作性能，使空載功率大幅度上升和軸承溫升過高。作性能，使空載功率大幅度上升和軸承溫升過高。第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 （1 1）主軸的支承數(shù)目）主軸的支承數(shù)目 2 2）三個支承三個支承 前、后支承為主要支承，中間支承為輔助支前、后支承為主要支承，中間支承為輔助支承；承；前、中支承為主要支承，后支承為輔助支承。前、中支承為主要支承，后支承為輔助支承。 1 1）前、后兩個支

23、承前、后兩個支承 結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，應(yīng)用廣泛。為提結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，應(yīng)用廣泛。為提高剛度，前后支承應(yīng)消除間隙或預(yù)緊。高剛度，前后支承應(yīng)消除間隙或預(yù)緊。 2. 2.結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 前端配置（前端定位）前端配置（前端定位）指推力軸承布置在前支承處。指推力軸承布置在前支承處。 主軸前支承處軸承較多，發(fā)熱大，溫升高，但主軸受熱后可向主軸前支承處軸承較多，發(fā)熱大，溫升高，但主軸受熱后可向后伸長，不影響軸向精度，精度高，對提高主軸部件剛度有利。后伸長，不影響軸向精度，精度高，對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。用于軸向精度和

24、剛度要求較高的高精度機(jī)床或數(shù)控機(jī)床。 推力軸承在主軸前后的配置形式推力軸承在主軸前后的配置形式 直接影響主軸的熱變形方向直接影響主軸的熱變形方向和大小。影響主軸的軸向剛度和軸向位置精度。和大小。影響主軸的軸向剛度和軸向位置精度。 （2 2）推力軸承位置配置形式）推力軸承位置配置形式 常用于較短主軸或軸向間隙變化不影響正常工作的機(jī)床。如組常用于較短主軸或軸向間隙變化不影響正常工作的機(jī)床。如組合機(jī)床主軸。合機(jī)床主軸。第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 后端配置（后端定位）后端配置（后端定位）推力軸承布置在后支承處。推力軸承布置在后支承處。 主軸前支承處軸承較少，發(fā)主軸前支承處軸承較少，發(fā)熱少，

25、溫升低；但主軸受熱后向熱少，溫升低；但主軸受熱后向前伸長，影響軸向精度。前伸長，影響軸向精度。 常用于軸向精度要求不高的普通機(jī)床，如立銑、多刀車床。常用于軸向精度要求不高的普通機(jī)床，如立銑、多刀車床。 兩端配置（兩端定位）兩端配置（兩端定位）推力軸承布置在前后兩個支承處。推力軸承布置在前后兩個支承處。 主軸受熱伸長后，影響主軸軸主軸受熱伸長后，影響主軸軸承的軸向間隙。為避免松動，可承的軸向間隙。為避免松動，可用彈簧消除間隙和補(bǔ)償熱膨脹。用彈簧消除間隙和補(bǔ)償熱膨脹。第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 1) 布置原則布置原則：應(yīng)使由傳動力引起的主軸彎曲變形小。應(yīng)使主應(yīng)使由傳動力引起的主軸彎曲變

26、形小。應(yīng)使主軸前端在影響加工精度的敏感方向上的位移小。軸前端在影響加工精度的敏感方向上的位移小。 （3 3）傳動件的軸向布置）傳動件的軸向布置合理布置傳動件的位置可以減小主軸的受力和變形，提高合理布置傳動件的位置可以減小主軸的受力和變形，提高主軸的剛度、改善傳動件與軸承的工作條件，還可以增加主主軸的剛度、改善傳動件與軸承的工作條件，還可以增加主軸的抗振性。軸的抗振性。 齒輪在兩支承中間靠近前齒輪在兩支承中間靠近前支承。支承。a.a.前支承直徑大，剛前支承直徑大，剛度高，大齒輪靠前可減少主度高，大齒輪靠前可減少主軸的彎曲變形，軸的彎曲變形，b.b.而且轉(zhuǎn)矩而且轉(zhuǎn)矩傳遞長度短，扭轉(zhuǎn)變形小，傳遞長度

27、短，扭轉(zhuǎn)變形小，使用最普遍。使用最普遍。傳動件軸向布置盡量靠近前支承，有多個傳動件時，最大傳傳動件軸向布置盡量靠近前支承，有多個傳動件時，最大傳動件應(yīng)靠近前端。動件應(yīng)靠近前端。 2 2）傳動齒輪）傳動齒輪第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 3 3）傳動力方向、位置）傳動力方向、位置 傳動件在傳動件在后支承外側(cè)后支承外側(cè) 傳動件傳動件放在主軸的后懸伸端，放在主軸的后懸伸端，使前后支承獲得較好的使前后支承獲得較好的支承跨距。多用于主軸支承跨距。多用于主軸的帶傳動。使更換傳動的帶傳動。使更換傳動帶方便，防止油液的侵帶方便，防止油液的侵蝕。蝕。 3.3.主軸前端懸伸量主軸前端懸伸量a 取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)、前支承軸承的取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)、前支承軸承的配置和密封裝置的型式和尺寸。配置和密封裝置的型式和尺寸。在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，盡量在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，盡量縮短懸伸量縮短懸伸量a 。第一節(jié)第一節(jié) 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 1. 1.主軸前軸頸主軸前軸頸D1 一般按機(jī)床一般按機(jī)床類型、主軸傳遞的功率或最大加類型、主軸傳遞的功率或最大加工直徑選擇。工直徑選