專業(yè)綜合設(shè)計-車床

1、機械專業(yè)綜合設(shè)計 CA6140CA6140普通車床普通車床 CA6150 CA6150 普通車床普通車床 CA6136CA6136普通車床普通車床主軸箱設(shè)計主軸箱設(shè)計 主軸箱設(shè)計主軸箱設(shè)計 主軸箱設(shè)計主軸箱設(shè)計 3.1 3.1 機床的設(shè)計方法機床的設(shè)計方法q 傳統(tǒng)方法：理論分析、計算和試驗研究相結(jié)合的設(shè)計方法。q 計算機輔助設(shè)計(CAD)和計算機輔助工程(CAE)等技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用于機床設(shè)計的各個階段。改變了傳統(tǒng)的設(shè)計方法，由定性設(shè)計轉(zhuǎn)向定量設(shè)計、可以提高機床的設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效率。q 機床設(shè)計正在向著機床設(shè)計正在向著“以系統(tǒng)為主的機床設(shè)計以系統(tǒng)為主的機床設(shè)計”方向發(fā)展，即方向發(fā)展，即在機床設(shè)計時

2、要考慮它如何更好的適應(yīng)在機床設(shè)計時要考慮它如何更好的適應(yīng)FMS等先進制造系統(tǒng)等先進制造系統(tǒng)的要求，例如要求具有時、空柔性，與物流的可親性等等。的要求，例如要求具有時、空柔性，與物流的可親性等等。q 機床的設(shè)計方法還應(yīng)考慮機床的類型，如通用機床應(yīng)采用系列化設(shè)計方法，組合機床采用模塊化設(shè)計方法等。 機床的設(shè)計步驟機床的設(shè)計步驟用途用途生產(chǎn)率生產(chǎn)率性能指標性能指標主要參數(shù)主要參數(shù)驅(qū)動方式驅(qū)動方式成本及生產(chǎn)周期成本及生產(chǎn)周期運動功能設(shè)計運動功能設(shè)計基本參數(shù)設(shè)計基本參數(shù)設(shè)計傳動系統(tǒng)設(shè)計傳動系統(tǒng)設(shè)計總體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計總體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計控制系統(tǒng)設(shè)計。控制系統(tǒng)設(shè)計。技術(shù)設(shè)計技術(shù)設(shè)計施工設(shè)計施工設(shè)計3.2 3.2

3、機床的總體設(shè)計機床的總體設(shè)計 1.擬定總體方案的依據(jù) （1）工件 （2）使用要求 （3）制造條件 （4）現(xiàn)有同類型機床 2.機床的運動設(shè)計 （1）工藝分析 （2）機床運動功能設(shè)置 （3）寫出機床運動功能式，畫出機床運動功能圖。 3.2.1 3.2.1 機床總體方案的擬定機床總體方案的擬定A.依據(jù)依據(jù)“避重就輕避重就輕”的原則的原則機床運動分配需要考慮的因素機床運動分配需要考慮的因素B.工件的尺寸、質(zhì)量和形狀工件的尺寸、質(zhì)量和形狀 C.提高加工精度提高加工精度 D.縮小占地面積縮小占地面積 3.機床的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 （1）運動功能的分配設(shè)計 對于毛坯為棒料的自動車床，主運動由工件來完成；對于毛

4、坯為棒料的自動車床，主運動由工件來完成；而對于毛坯為卷料的機床，由于工件不便于旋轉(zhuǎn)，通常把而對于毛坯為卷料的機床，由于工件不便于旋轉(zhuǎn)，通常把主運動分配給刀具。主運動分配給刀具。 車削盤類零件時，工件的尺寸不同，重量不同而使機床車削盤類零件時，工件的尺寸不同，重量不同而使機床的布局變化不一的布局變化不一 對一般鉆孔加工，主運動和進給運動均由刀具完成比較方便；對一般鉆孔加工，主運動和進給運動均由刀具完成比較方便；但在鉆深孔時，為了提高被加工孔中心線的直線度，將回轉(zhuǎn)但在鉆深孔時，為了提高被加工孔中心線的直線度，將回轉(zhuǎn)主運動分配給工件。主運動分配給工件。對于中小型外圓磨床，由于工件長度不大，多采用工件

5、進給；對對于中小型外圓磨床，由于工件長度不大，多采用工件進給；對于大型外圓磨床，采用刀具進給，可顯著地縮小占地面積。于大型外圓磨床，采用刀具進給，可顯著地縮小占地面積。（2）機床結(jié)構(gòu)布局及外形尺寸的確定 按工藝要求決定機床所需的運動，確定機床的組成部件，確定各個部件的相對運動和相對位置關(guān)系，同時也要確定操縱和控制機構(gòu)在機床中的配置。 五軸鏜銑機床的結(jié)構(gòu)布局形態(tài)圖五軸鏜銑機床的結(jié)構(gòu)布局形態(tài)圖3.2.2 3.2.2 機床主要參數(shù)的確定機床主要參數(shù)的確定 1.主參數(shù)和尺寸參數(shù)主參數(shù)和尺寸參數(shù) 2.2.運動參數(shù)運動參數(shù) （1 1）主運動參數(shù)主運動參數(shù) （2 2）進給運動參數(shù)進給運動參數(shù) 3.3.動力參

6、數(shù)動力參數(shù) （1 1）確定主傳動功率）確定主傳動功率 （2 2）確定進給傳動功率）確定進給傳動功率 （3 3）確定快速傳動功率）確定快速傳動功率1.主參數(shù)和尺寸參數(shù)主參數(shù)和尺寸參數(shù)(1)主參數(shù)主參數(shù) 機床主參數(shù)是代表機床規(guī)格大小及反映機床最大工作機床主參數(shù)是代表機床規(guī)格大小及反映機床最大工作能力的一種參數(shù)。為了更完整地表示機床的工作能力和加能力的一種參數(shù)。為了更完整地表示機床的工作能力和加工范圍，可在主參數(shù)后面標出第二主參數(shù)，如最大工件長工范圍，可在主參數(shù)后面標出第二主參數(shù)，如最大工件長度、最大跨距等。度、最大跨距等。通用機床的主參數(shù)和主參數(shù)系列國家已經(jīng)制定標準（通常是一個等比級數(shù)的數(shù)列），設(shè)

7、計時只可根據(jù)市場的需求在主參數(shù)系列中選用相近的數(shù)值。專用機床的主參數(shù)以加工零件或被加工面的尺寸參數(shù)來表示，一般也參照類似的通用機床主參數(shù)系列選取。如：中型臥式車床的主參數(shù)是可安裝工件的最大回轉(zhuǎn)直徑，如：中型臥式車床的主參數(shù)是可安裝工件的最大回轉(zhuǎn)直徑，主參數(shù)系列中有主參數(shù)系列中有250250、320320、400400、500500、630630、800800、10001000七種七種規(guī)格，是公比為規(guī)格，是公比為1.251.25的等比數(shù)列。的等比數(shù)列。（2 2） 尺寸參數(shù)尺寸參數(shù) 機床尺寸參數(shù)是指機床主要結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)。包括：與機床尺寸參數(shù)是指機床主要結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)。包括：與工件有關(guān)的尺寸參數(shù)；

8、與工、夾、量具有關(guān)的尺寸參數(shù)。工件有關(guān)的尺寸參數(shù)；與工、夾、量具有關(guān)的尺寸參數(shù)。2.運動參數(shù)運動參數(shù) 機床執(zhí)行件的運動速度，可分為機床執(zhí)行件的運動速度，可分為主運動參數(shù)主運動參數(shù)和和進給運進給運動參數(shù)動參數(shù)兩大類。兩大類。（1）主運動參數(shù)）主運動參數(shù) 主運動為旋轉(zhuǎn)運動時主運動為旋轉(zhuǎn)運動時，機床的主運動參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速，機床的主運動參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速n(單位為單位為rmin)： n=1000v/ d 主運動為往復直線運動時主運動為往復直線運動時，主運動參數(shù)是刀具或工件，主運動參數(shù)是刀具或工件的每分鐘往復次數(shù)的每分鐘往復次數(shù)(單位為次單位為次min)。專用機床專用機床可根據(jù)特定工序?qū)嶋H使用的切削速度和工

9、件可根據(jù)特定工序?qū)嶋H使用的切削速度和工件(或刀或刀具具)的直徑確定主軸轉(zhuǎn)速，且大多數(shù)情況只需一種速度。的直徑確定主軸轉(zhuǎn)速，且大多數(shù)情況只需一種速度。通用機床通用機床為適應(yīng)各種不同的加工要求，主軸應(yīng)有一定的變?yōu)檫m應(yīng)各種不同的加工要求，主軸應(yīng)有一定的變速范圍和變速方式速范圍和變速方式(有級或無級變速有級或無級變速)。主軸轉(zhuǎn)速和變速范圍主軸轉(zhuǎn)速和變速范圍主軸的最低、最高轉(zhuǎn)速由典型工序計算得出，其計算公式為：主軸的最低、最高轉(zhuǎn)速由典型工序計算得出，其計算公式為： 式中：式中：dmax=kD dmin=Rddmax D機床的最大加工直徑機床的最大加工直徑Rd計算直徑范圍，計算直徑范圍，Rd=0.200.

10、35。k系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)有機床調(diào)查確定。系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)有機床調(diào)查確定。A.A.最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速確定機床主軸最高轉(zhuǎn)速主要考慮的因素確定機床主軸最高轉(zhuǎn)速主要考慮的因素:1.機床主傳動的類型機床主傳動的類型 普通機械傳動的機床普通機械傳動的機床,考慮噪音和磨損等原因考慮噪音和磨損等原因,一般最高轉(zhuǎn)速在一般最高轉(zhuǎn)速在2000r/min 。數(shù)控機床，由于采用。數(shù)控機床，由于采用交流伺服主電動機或變頻電動機變速，最高轉(zhuǎn)速可交流伺服主電動機或變頻電動機變速，最高轉(zhuǎn)速可達到達到500050000r/min。2.采用的刀具類型，材質(zhì)和切削角度等采用的刀具類型，材質(zhì)和切削角度等 例：機械傳動的例：機

11、械傳動的400mm臥式車床臥式車床1.用硬質(zhì)合金車刀對小直徑鋼材半精車外圓時，主軸轉(zhuǎn)速最高用硬質(zhì)合金車刀對小直徑鋼材半精車外圓時，主軸轉(zhuǎn)速最高Vmax=200m/min，k=0.5，Rd=0.25，則dmax=kD=0.5400=200mmdmin=Rddmax= 0.25200=50mm nmax=1000vmax/3.14dmin=1273r/min2.高速鋼刀具精車合金鋼材料的的梯螺紋時主軸轉(zhuǎn)速最低高速鋼刀具精車合金鋼材料的的梯螺紋時主軸轉(zhuǎn)速最低Vmin=1.5m/min，絲杠最大直徑在，絲杠最大直徑在40 50，則，則nmin=1000vmin/3.14dmax=9.55r/minB.

12、B.主軸轉(zhuǎn)速的合理排列主軸轉(zhuǎn)速的合理排列無級變速無級變速按等比級數(shù)排列按等比級數(shù)排列（多數(shù)機床的主軸轉(zhuǎn)速采用）（多數(shù)機床的主軸轉(zhuǎn)速采用）優(yōu)點：優(yōu)點：使轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速相對損失均勻使轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速相對損失均勻, ,較少數(shù)量的齒輪較少數(shù)量的齒輪實現(xiàn)較多的變速級數(shù)實現(xiàn)較多的變速級數(shù), ,使變速傳動系統(tǒng)簡化使變速傳動系統(tǒng)簡化 1minZZnnlglg11minmaxnZnRZnnRC.C.標準公比和標準轉(zhuǎn)速數(shù)列標準公比和標準轉(zhuǎn)速數(shù)列原則：原則：1.1.轉(zhuǎn)速數(shù)列是遞增的轉(zhuǎn)速數(shù)列是遞增的，規(guī)定標準公比，規(guī)定標準公比 1 1，并規(guī)定，并規(guī)定A Amaxmax不大不大于于5050，故故1 16b分組排列分組

13、排列小齒數(shù)差排列小齒數(shù)差排列 L9b順序變速排列順序變速排列一個變速組內(nèi)齒輪軸向位置的排列一個變速組內(nèi)齒輪軸向位置的排列兩個變速組的齒輪軸向排列兩個變速組的齒輪軸向排列增加定比傳動減小軸向尺寸增加定比傳動減小軸向尺寸,但卻增大了徑向尺寸但卻增大了徑向尺寸縮小徑向尺寸的辦法縮小徑向尺寸的辦法 盡可能選用較小的齒數(shù)和盡可能選用較小的齒數(shù)和,盡可能少用小于等于盡可能少用小于等于u1/4的傳動比的傳動比,可可u=1/21/2方案方案 3.4 3.4 進給傳動系統(tǒng)設(shè)計進給傳動系統(tǒng)設(shè)計1. 1. 進給傳動的類型及應(yīng)用進給傳動的類型及應(yīng)用2. 2. 進給傳動系的組成進給傳動系的組成3. 3. 進給傳動的特點

14、進給傳動的特點2 2、進給傳動系的組成、進給傳動系的組成(1)動力源: 可采用單獨電動機,也可以與主傳動共用一個動力源。(2) 變速機構(gòu): 用來改變進給量大小。常用的有交換齒輪變速、滑移齒輪變速、齒輪離合器變速、機械無級變速和伺服電動機變速等。設(shè)計時，若幾個進給運動共用一個變速機構(gòu)，應(yīng)將變速機構(gòu)放置在運動分配機構(gòu)前面。(3)換向機構(gòu): A.電動機換向，換向方便，但換向次數(shù)不能太頻繁。 B.齒輪換向(圓柱或圓錐齒輪)，換向可靠，廣泛用在各種機床中。(4)運動分配機構(gòu): 用來轉(zhuǎn)換傳動路線，常采用離合器。(5)過載保險機構(gòu) 在過載時自動斷開進給運動，過載排除后自動接通。常用的有牙嵌離合器、片式安全離

15、合器、脫落蝸桿等。(6)運動轉(zhuǎn)換機構(gòu) 用來變換運動的類型(回轉(zhuǎn)運動變直線運動)，如齒輪齒條、蝸桿蝸條、絲杠螺母等。(7)快速傳動機構(gòu) 可與進給傳動共用一個電機，采用離合器等進行傳動鏈轉(zhuǎn)換，大多數(shù)采用單獨電動機驅(qū)動，通過超越離合器、差動輪系機構(gòu)或差動螺母機構(gòu)等，將快速運動合成到進給傳動中。 主軸主軸 換向換向 機構(gòu)機構(gòu) 變速變速 系統(tǒng)系統(tǒng) 安全裝置安全裝置 運動分運動分 配與換配與換 向機構(gòu)向機構(gòu) 手動機構(gòu)手動機構(gòu) 縱向齒條齒輪縱向齒條齒輪 橫向絲杠橫向絲杠 主軸主軸 換向換向 機構(gòu)機構(gòu) 變速變速 系統(tǒng)系統(tǒng) 安全裝置安全裝置 快速傳動快速傳動3 3、進給傳動的特點、進給傳動的特點（1 1）進給傳

16、動是恒轉(zhuǎn)矩傳動）進給傳動是恒轉(zhuǎn)矩傳動（2 2）計算轉(zhuǎn)速）計算轉(zhuǎn)速( (最高轉(zhuǎn)速）最高轉(zhuǎn)速）（3)3)進給傳動的轉(zhuǎn)速圖為進給傳動的轉(zhuǎn)速圖為“前疏后密前疏后密”結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 傳動件在各種轉(zhuǎn)速下可以傳遞的最大轉(zhuǎn)矩相等，如使各軸有較多的機會在低速下工作，有利于降低齒輪、軸承等傳動件的工作循環(huán)次數(shù)，提高其使用壽命。 如上所述，進給傳動系轉(zhuǎn)速圖的設(shè)計剛巧與主傳動系相反，是前疏后密的。即采用擴大順序與傳動順序不一致的結(jié)構(gòu)式，如：Z=16=28X24X22X21 。（4)4)進給傳動的變速范圍進給傳動的變速范圍 進給傳動系變速組的變速范圍可取比主變速組較大的值，即1/5u 進2.8，變速范圍Rn14。進給系統(tǒng)的末

17、端常采用降速很大的傳動機構(gòu)，如蝸桿蝸輪、絲杠螺母、行星機構(gòu)等。（5)5)進給傳動系采用傳動間隙消除機構(gòu)進給傳動系采用傳動間隙消除機構(gòu) 對于精密機床、數(shù)控機床的進給傳動系，為保證傳動精度和定位精度，尤其是換向精度，要有傳動間隙消除機構(gòu)。3.5 3.5 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計3.5 3.5 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計F3.5.1 3.5.1 對主軸組件的基本要求對主軸組件的基本要求F3.5.2 3.5.2 主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計F3.5.3 3.5.3 主軸主軸F3.5.4 3.5.4 主軸滾動軸承主軸滾動軸承F3.5.5 3.5.5 主軸滑動軸承主軸滑動軸承3.5.1 3.5.1 對主

18、軸組件的基本要求對主軸組件的基本要求1.主軸的旋轉(zhuǎn)精度是指主軸在手動或低速、空載時，主軸前主軸的旋轉(zhuǎn)精度是指主軸在手動或低速、空載時，主軸前端定位面的徑向跳動、端面跳動和軸向竄動值。端定位面的徑向跳動、端面跳動和軸向竄動值。 主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度主要取決于主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度主要取決于主軸、軸承等的制造精度主軸、軸承等的制造精度和裝配質(zhì)量和裝配質(zhì)量。工作轉(zhuǎn)速下的旋轉(zhuǎn)精度還與主軸轉(zhuǎn)速、軸承的設(shè)。工作轉(zhuǎn)速下的旋轉(zhuǎn)精度還與主軸轉(zhuǎn)速、軸承的設(shè)計和性能以及主軸組件的平衡等因素有關(guān)。計和性能以及主軸組件的平衡等因素有關(guān)。2 2主軸組件的剛度主軸組件的剛度K K是指其在承受外載荷時抵抗變形是指其在承受外載荷時抵

19、抗變形的能力，即的能力，即K=FK=Fy(y(單位為單位為N Nm)m)，剛度的倒數(shù)言稱為柔度。，剛度的倒數(shù)言稱為柔度。影響主軸組件剛度的因素很多，如影響主軸組件剛度的因素很多，如主軸的結(jié)構(gòu)尺寸，滾動主軸的結(jié)構(gòu)尺寸，滾動軸承的類型、配置及預緊，滑動軸承的型式和油膜剛度，傳軸承的類型、配置及預緊，滑動軸承的型式和油膜剛度，傳動件的布置方式，主軸組件的制造和裝配質(zhì)量動件的布置方式，主軸組件的制造和裝配質(zhì)量等。等。3：主軸組件的抗振性是指其抵抗受迫振動和自主軸組件的抗振性是指其抵抗受迫振動和自激振動而保持平穩(wěn)運轉(zhuǎn)的能力。激振動而保持平穩(wěn)運轉(zhuǎn)的能力。影響抗振性的主要因素是主軸組件的影響抗振性的主要因素

20、是主軸組件的靜剛度、質(zhì)量分布靜剛度、質(zhì)量分布以及阻尼、主軸組件的固有頻率以及阻尼、主軸組件的固有頻率。主軸組件的低階固有頻。主軸組件的低階固有頻率與振型是其抗振性的主要評價指標。低階固有頻率應(yīng)遠率與振型是其抗振性的主要評價指標。低階固有頻率應(yīng)遠高于激振頻率，使其不容易發(fā)生共振。目前，抗振性的指高于激振頻率，使其不容易發(fā)生共振。目前，抗振性的指標尚無統(tǒng)一標準，只有一些實驗數(shù)據(jù)供設(shè)計時參考。標尚無統(tǒng)一標準，只有一些實驗數(shù)據(jù)供設(shè)計時參考。4：主軸組件工作時由于摩擦和攪油等耗主軸組件工作時由于摩擦和攪油等耗損而產(chǎn)生熱量，出現(xiàn)溫升。溫升使主軸組件的形狀和位置損而產(chǎn)生熱量，出現(xiàn)溫升。溫升使主軸組件的形狀和

21、位置發(fā)生畸變，稱之為熱變形。發(fā)生畸變，稱之為熱變形。主軸軸承在高速空運轉(zhuǎn)至熱穩(wěn)定狀態(tài)下允許的溫升為：主軸軸承在高速空運轉(zhuǎn)至熱穩(wěn)定狀態(tài)下允許的溫升為：高精度機床高精度機床8C10C，精密機床，精密機床15C20C，普通機床，普通機床30C40C。數(shù)控機床可歸入精密機床類。數(shù)控機床可歸入精密機床類。 影響主軸組件溫升、熱變形的主要因素是影響主軸組件溫升、熱變形的主要因素是軸承的類型和軸承的類型和布置方式；軸承預緊力的大小；潤滑方式和散熱條件布置方式；軸承預緊力的大??；潤滑方式和散熱條件等。等。5：主軸組件的耐磨性是指長期保持其原始精度主軸組件的耐磨性是指長期保持其原始精度的能力，即精度的保持性。的

22、能力，即精度的保持性。影響主軸組件精度保持的主要因素是影響主軸組件精度保持的主要因素是主軸和軸承的材料主軸和軸承的材料及其熱處理方式，軸承的類型及潤滑防護方式及其熱處理方式，軸承的類型及潤滑防護方式等。等。3.5.23.5.2主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計q多數(shù)機床的主軸采用前、后兩個支承。 這種方式結(jié)構(gòu)簡單，制造裝配方便，容易保證精度。為提高主軸組件的剛度，前后支承應(yīng)消除間隙或預緊。數(shù)控車床主軸組件數(shù)控車床主軸組件q機床主軸采用三個支承，為提高剛度和抗振性。三支承方式對三支承孔的同心度要求較高，制造裝配較復雜。l三個支承中可以前、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

23、支承，后支承為輔助支承。l在三支承主軸部件中，采用前、中支承為主要支承較多，約占80%。深溝球軸承單列圓柱滾子軸承臥式車床主軸組件臥式車床主軸組件H系列的雙列圓系列的雙列圓錐滾子軸承錐滾子軸承P系列的單列圓系列的單列圓錐滾子軸承錐滾子軸承三聯(lián)角接觸三聯(lián)角接觸球軸承球軸承雙列圓柱滾雙列圓柱滾子軸承子軸承角接觸雙向推力球軸承角接觸雙向推力球軸承雙列圓柱滾雙列圓柱滾子軸承子軸承搖臂鉆床主軸組件搖臂鉆床主軸組件單向推力單向推力球軸承球軸承q 齒輪傳動齒輪傳動 齒輪傳動的特點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，能適應(yīng)變轉(zhuǎn)速、變載荷工作，應(yīng)用最廣。它的缺點是線速度不能過高，通常小于1215ms，不如帶傳動

24、平穩(wěn)。q 帶傳動帶傳動l由于各種新材料及新型傳動帶的出現(xiàn)，帶傳動的應(yīng)用日益廣泛。常用有平帶、三角帶、多楔帶和同步齒形帶等。l特點是靠摩擦力傳動(除同步齒形帶外)、結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、成本低，特別適用于中心距較大的兩軸間傳動。皮帶有彈性可吸振，傳動平穩(wěn)，噪聲小，適宜高速傳動。帶傳動在過載中會打滑，能起到過載保護作用。l缺點是有滑動，不能用在速比要求準確的場合。3 3、主軸傳動件的合理布置、主軸傳動件的合理布置（1 1）傳動方式的選擇）傳動方式的選擇 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。 同步齒形帶無相對滑動，傳動比準確，傳動精度高； 厚度小

25、、重量輕、傳動平穩(wěn)、噪聲小,適于高速傳動，傳動效率高； 不需要潤滑，耐水耐腐蝕，能在高溫下工作，維護保養(yǎng)方便；傳動比大，可達1：10以上。 缺點是制造工藝復雜，安裝條件要求高。電動機轉(zhuǎn)子軸就是主軸，電動機座就是機床主軸單元的殼體。主軸單元大大簡化了結(jié)構(gòu)，有較寬的調(diào)速范圍；有較大的驅(qū)動功率和轉(zhuǎn)矩；便于組織專業(yè)化生產(chǎn)。3.5.2主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計（2 2）傳動件位置的合理布置）傳動件位置的合理布置傳動件放在兩個支承中間靠近前支承處，齒輪傳動用得最為普遍；傳動件放在主軸的后懸伸端，較多地用于帶傳動，為了更換傳動帶方便，如磨床。圖主軸兩支承間承受傳動力圖主軸兩支承間承受傳動力圖圖 主軸尾

26、端承受傳動力主軸尾端承受傳動力圖圖 主軸前端承受切削力主軸前端承受切削力 傳動件放在主軸前懸伸端，主要用于具有大轉(zhuǎn)盤的機床，如立式車床、鏜床等，傳動齒輪直接安裝在轉(zhuǎn)盤上。驅(qū)動主軸的傳動軸位置的合理布置應(yīng)盡可能將該驅(qū)動軸布置在合適的位置，使驅(qū)動力引起的主軸變形可抵消一部分因切削力引起的主軸軸端精度敏感方向上的位移。4 4、主軸組件主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定、主軸組件主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定很多機床的主軸是空心的，內(nèi)孔直徑與其用途有關(guān)。很多機床的主軸是空心的，內(nèi)孔直徑與其用途有關(guān)。一般應(yīng)一般應(yīng)保證保證dD0.7。如車床主軸內(nèi)孔用來通過棒料或安裝送夾料機構(gòu)；銑床主軸如車床主軸內(nèi)孔用來通過棒料或安裝送夾料機構(gòu)；銑床

27、主軸內(nèi)孔可通過拉桿來拉緊刀桿等等為不過多地削弱主軸的剛度，內(nèi)孔可通過拉桿來拉緊刀桿等等為不過多地削弱主軸的剛度，臥式車床的主軸孔徑臥式車床的主軸孔徑d d通常不小于主軸平均直徑的通常不小于主軸平均直徑的55556060；銑床主軸孔徑；銑床主軸孔徑d d可比刀具拉桿直徑大可比刀具拉桿直徑大510mm510mm。一般按機床類型、主軸傳遞的功率或最大加工直徑，選取D1。車床和銑床后軸頸的直徑D2：(0.70.85)Dl。存在一個最佳跨距上L0。在該跨距時，因主軸彎曲變形和支承變形引起主軸前軸端的總位移量為最小。一般取一般取L L。(2(23.5)a3.5)a。1)L合理合理(35)a，用于懸伸長度較

28、小時，如車床、銑床等。，用于懸伸長度較小時，如車床、銑床等。 2)L合理合理(12)a，用于懸伸長度較大時，如鏜床、內(nèi)圓磨床等。，用于懸伸長度較大時，如鏜床、內(nèi)圓磨床等。主軸前端懸伸量a是指主軸前端面到前軸承徑向反力作用中點(或前徑向支承中點)的距離。由于前端懸伸量對主軸部件的剛度、抗振性的影響很大，因此在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，設(shè)計時應(yīng)盡量縮短該懸伸量。3.5.23.5.2主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計3.5.23.5.2主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計3.5.33.5.3主軸主軸1、主軸的構(gòu)造q 主軸一般為空心階梯軸，前端徑向尺寸大，中間徑向尺寸逐漸減小，尾部徑向尺寸最小。主軸的前端型式取

29、決于機床類型和安裝夾具或刀具的型式。主軸的形狀和尺寸已經(jīng)標準化，應(yīng)遵照標準進行設(shè)計。2、主軸的材料及熱處理、主軸的材料及熱處理3 3、主軸的技術(shù)要求，應(yīng)根據(jù)機床精度標準有關(guān)項目制定。、主軸的技術(shù)要求，應(yīng)根據(jù)機床精度標準有關(guān)項目制定。應(yīng)盡量做到設(shè)計、工藝、檢測的基準相統(tǒng)一。應(yīng)盡量做到設(shè)計、工藝、檢測的基準相統(tǒng)一。3.5.33.5.3主軸主軸3.5.4 主軸滾動軸承主軸滾動軸承q 主軸部件中最重要的組件是軸承。q 對主軸軸承的要求是旋轉(zhuǎn)精度高、剛度高、承載能力強、極限轉(zhuǎn)速高、適應(yīng)變速范圍大，摩擦小、噪聲低、抗振性好、使用壽命長、制造簡單、使用維護方便等1.1.典型的主軸滾動軸承配置形式典型的主軸滾

30、動軸承配置形式4.4.滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封3.3.滾動軸承的預緊滾動軸承的預緊1.典型的主軸滾動軸承配置形式典型的主軸滾動軸承配置形式（1 1）采用雙列短圓柱滾子軸承的主軸組件）采用雙列短圓柱滾子軸承的主軸組件角接觸雙向推力球軸承角接觸雙向推力球軸承1.典型的主軸滾動軸承配置形式典型的主軸滾動軸承配置形式（1 1）采用雙列短圓柱滾子軸承的主軸組件）采用雙列短圓柱滾子軸承的主軸組件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)速和切削負載較大，要求剛度高的機床。（2 2）采

31、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1.典型的主軸滾動軸承配置形式典型的主軸滾動軸承配置形式（2 2）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1.典型的主軸滾動軸承配置形式典型的主軸滾動軸承配置形式（2 2）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1.典型的主軸滾動軸承配置形式典型的主軸滾動軸承配置形式這類軸承具有高的徑向和軸向剛度，采用了空心的滾子和實體這類軸承具有高的徑向和軸向剛度，采用了空心的滾子和實體的保持架，減少了發(fā)熱量，提高了極限轉(zhuǎn)速，故用于中等轉(zhuǎn)速、的保持架，減少了發(fā)熱量，提高了極限轉(zhuǎn)速，故用于中等轉(zhuǎn)速、較大載荷的機床主軸組件。較大載荷

32、的機床主軸組件。（3 3）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1.典型的主軸滾動軸承配置形式典型的主軸滾動軸承配置形式（3 3）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1.典型的主軸滾動軸承配置形式典型的主軸滾動軸承配置形式主軸前后軸承都采用角接觸球軸承(兩聯(lián)或三聯(lián))。當軸向切削分力較大時，可選用接觸角為25的球軸承；軸向切削分力較小時，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床，（4 4）采用推力球軸承的主軸組件）采用推力球軸承的主軸組件1.典型的主軸滾動軸承配置形式

33、典型的主軸滾動軸承配置形式1.典型的主軸滾動軸承配置形式典型的主軸滾動軸承配置形式1.典型的主軸滾動軸承配置形式典型的主軸滾動軸承配置形式（4 4）采用推力球軸承的主軸組件）采用推力球軸承的主軸組件特點：特點：推力球軸承承受兩個方向的軸推力球軸承承受兩個方向的軸向力，軸向剛度很高。向力，軸向剛度很高。應(yīng)用：應(yīng)用：用于以軸向力為主的主軸組件用于以軸向力為主的主軸組件 主軸前軸承的精度對主軸旋轉(zhuǎn)精度影響較大，因此，前軸承的精度通常應(yīng)選得比后軸承高一級。滾動軸承的配合對主軸部件精度的影響也很大。q 預緊就是采用預加載荷的方法消除軸承間隙，而且有一定的過盈量，使?jié)L動體和內(nèi)外圈接觸部分產(chǎn)生預變形，增加接觸面積，提高支承