主軸組件設(shè)計(jì)

1、目目 錄錄 摘 要 . ABSTRACT(英文摘要) . 目 錄 . 第一章第一章 緒論緒論 .1 1.1 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的要求 .1 1.2 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)方式 .1 1.3 國內(nèi)外數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展.2 1.3.1 設(shè)數(shù)控車床發(fā)展總趨勢. 2 1.3.2 確中國數(shù)控車床發(fā)展的主要問題 . . 4 第二章 主傳動(dòng)系統(tǒng)主要技術(shù) .6 2.1 主傳動(dòng)技術(shù)指標(biāo)的制定 .7 2.1.1 動(dòng)力參數(shù)的確定計(jì)的數(shù). 7 2.1.2 主運(yùn)動(dòng)調(diào)速范圍的確定. 8 2.1.3 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定. 9 2.2 變速主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 10 2.2.1 確定傳動(dòng)方案. 10 2.2.2 轉(zhuǎn)速圖的擬

2、定. 11 2.2.3 擬定傳動(dòng)變速系統(tǒng)圖. 12 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)零部件設(shè)計(jì) . 15 3.1 傳動(dòng)皮帶的設(shè)計(jì)與選定 . 15 3.1.1 V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì). 15 3.1.2 帶結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì). 16 3.2 齒輪的設(shè)計(jì)與校核 . 17 3.2.1 各傳動(dòng)軸傳遞動(dòng)力計(jì)算. .17 3.2.2 齒輪副 32/76 齒輪的設(shè)計(jì)與校核. 19 3.2.3 齒輪副 30/54 齒輪的設(shè)計(jì)與校核.23 3.2.4 齒輪副 54/54 齒輪的設(shè)計(jì)與校核.26 3.3 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核 . 30 3.3.1 傳動(dòng)軸 I 的設(shè)計(jì)與校核. 30 3.3.2 軸 II 的設(shè)計(jì)與校核. 33 第四章 主軸組件的設(shè)計(jì)

3、與校核 . 35 4.1 主軸的要求 . 35 4.2 主軸軸承選擇 . 36 4.3 主軸的設(shè)計(jì)與校核 . 36 第五章 主軸驅(qū)動(dòng)與控制 . 39 5.1 主軸轉(zhuǎn)速的自動(dòng)變換 . 39 5.2 齒輪有級(jí)變速變擋裝置 . 40 5.3 主軸旋轉(zhuǎn)與軸向進(jìn)給的同步控制. 40 5.3 主軸旋轉(zhuǎn)與徑向進(jìn)給的同步控制. 40 第六章總結(jié)與展望 . 41 參考文獻(xiàn) . 43 致謝 . 45 第二章：主傳動(dòng)系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)的確定： 該數(shù)控裝置屬于小型數(shù)控加工裝置，床身最大回轉(zhuǎn)直徑250mm，最大 工件長度 600mm；主軸通孔直徑 32mm，主傳動(dòng)系統(tǒng)的主要參數(shù)有動(dòng)力參數(shù)和運(yùn) 動(dòng)參數(shù)。動(dòng)力參數(shù)是指主運(yùn)動(dòng)驅(qū)

4、動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率；運(yùn)動(dòng)參數(shù)是指主運(yùn)動(dòng)變速范 圍。根據(jù)數(shù)控裝置的加工工藝、加工對象、所要求的精度、成本及生產(chǎn)周期并 結(jié)合國內(nèi)外機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀確定主要技術(shù)指標(biāo)。 2.1 動(dòng)力參數(shù)確定： 傳動(dòng)中個(gè)傳動(dòng)件的尺寸要根據(jù)傳動(dòng)功率來確定。傳動(dòng)功率過大，使傳動(dòng) 件尺寸粗大，電動(dòng)機(jī)常在低負(fù)載下工作，功率因數(shù)小而浪費(fèi)能源；功率過小將 限制車床切削加工能力而降低生產(chǎn)效率。因此需合理確定主傳動(dòng)功率。但由于 實(shí)際加工過程切削用量變化范圍大、傳動(dòng)件之間的摩擦等不確定因素，用理論 計(jì)算方法來確定主傳動(dòng)功率尚有困難，可通過類比、統(tǒng)計(jì)方法相互比較來確定。 2.1.1 最高轉(zhuǎn)速和變速范圍的確定 已知條件：，變速范圍：100min/1

5、000 max rnmin/10 min rn 2.1.2 主切削力的確定主切削力的確定 查閱金屬切削手冊知，以硬質(zhì)合金刀具車削合金結(jié)構(gòu)鋼為例，數(shù)控車床有 代表性的主切削力的切向分力大約在 2500 左右，切削速度取 30-80r/min， ZF 故取 Np2500 2.1.3 主電機(jī)功率的確定主電機(jī)功率的確定 及，其中主傳動(dòng)鏈的功率效率 =0.70.85， 數(shù)控裝 60000 Vp P P Pdian 置多采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)和較短的機(jī)械傳動(dòng)鏈，效率較大，因此取 =0.75 計(jì)算得 kWPdian0 . 3 2.1.4 主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定 由切削原理知主運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)為恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)動(dòng)；主

6、運(yùn)動(dòng)為 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床，主運(yùn)動(dòng)為恒功率運(yùn)動(dòng)。低速主軸轉(zhuǎn)速小，不需傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的 全部功率。我們把機(jī)床能傳遞全部功率的最低轉(zhuǎn)速稱為主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速，以它為 臨界轉(zhuǎn)速，如下圖。從至最高轉(zhuǎn)速的區(qū)域?yàn)楹愎β蕝^(qū)域，任意轉(zhuǎn)速能夠傳遞電 動(dòng)機(jī)的全部功率，但主軸轉(zhuǎn)矩隨主軸轉(zhuǎn)速的上升而下降；從最低轉(zhuǎn)速至的區(qū)域 b 為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域，任意轉(zhuǎn)速能夠輸出最大轉(zhuǎn)矩，但主軸輸出的功率將隨主軸轉(zhuǎn) 速的下降而下降。 目前數(shù)控機(jī)床計(jì)算轉(zhuǎn)速的確定尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，確定是參考同類機(jī)床，并結(jié) 合該機(jī)床加工工藝要求，取n計(jì)=50 rmin. 圖 2.1 主軸轉(zhuǎn)速曲線 2.1.5 電機(jī)選擇電機(jī)選擇 根據(jù)網(wǎng)上查閱采用富田 VFNC 系列變頻主軸電機(jī)，該

7、系列電機(jī)的特點(diǎn)有 雙功率設(shè)計(jì)，應(yīng)對短時(shí)重載切削。 恒功率范圍寬，可實(shí)現(xiàn) 1:6 倍恒功率設(shè)計(jì) 導(dǎo)入基頻 33.3Hz 設(shè)計(jì)，達(dá)成低速力矩大，確保低速強(qiáng)力切削，超寬恒功率 調(diào)速范圍，保障高速切削光潔度。 降低變頻器功率，節(jié)省成本和電源容量。 電機(jī)編號(hào)VFNC112L-33.3-3.0-4 額定轉(zhuǎn)矩28N.m 額定電流7.7A 額定轉(zhuǎn)速1000rmp 額定功率3.0KW 第三章：傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)第三章：傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì) 3.1 行星減速器行星減速器 3.1.1 概述： 行星減速機(jī)主要傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為:行星輪、太陽輪、外齒圈. 1、行星減速機(jī)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)原因,單級(jí)減速最小為 3,最大一般不超過 10,常見 減速比

8、為:3.4.5.6.8.10,減速機(jī)級(jí)數(shù)一般不超過 3,但有部分大減速比定制減速 機(jī)有 4 級(jí)減速. 2、相對其他減速機(jī),行星減速機(jī)具有高剛性,高精度(單級(jí)可做到 1 分以內(nèi)), 高傳動(dòng)效率(單級(jí)在 97%-98%),高的 扭矩/體積比,終身免維護(hù)等特點(diǎn). 3、因?yàn)橐陨咸攸c(diǎn),行星減速機(jī)多數(shù)是安裝在步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)上,用來 降低轉(zhuǎn)速,提升扭矩,匹配慣量. 4、額定輸入轉(zhuǎn)速最高可達(dá)到 18000rpm(與減速機(jī)本身大小有關(guān)；減速機(jī) 越大,額定輸入轉(zhuǎn)速越小)以上,工業(yè)級(jí)行星減速機(jī)輸出扭矩一般不超過 2000Nm, 特制超大扭矩行星減速機(jī)可做到 10000Nm 以上.工作溫度一般在-25到 100

9、左右,通過改變潤滑脂可改變其工作溫度. 5、行星減速機(jī)包括單級(jí)、雙級(jí)和三級(jí)傳動(dòng)，計(jì)有 12 個(gè)機(jī)座，27 個(gè)型號(hào)， 58 種速比，可組成 498 臺(tái)不同規(guī)格的減速機(jī)。 3.1.2 行星減速器用途 1、行星減速機(jī)是一種用途廣泛的工業(yè)產(chǎn)品，其性能可與其它軍品級(jí)減速 機(jī)產(chǎn)品相媲美，卻有著工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的價(jià)格，被應(yīng)用于廣泛的工業(yè)場合。 2、該減速器體積小、重量輕，承載能力高，使用壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪 聲低。具有功率分流、多齒嚙合獨(dú)用的特性。最大輸入功率可達(dá) 104kW。 3、適用于起重運(yùn)輸、工程機(jī)械、冶金、礦山、石油化工、建筑機(jī)械、輕 工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器和航空航天等工業(yè)部門行星

10、系列新品種 WGN 定軸傳動(dòng)減速器、WN 子母齒輪傳動(dòng)減速器、彈性均載少齒差減 速器。 3.1.33.1.3 行星減速器的優(yōu)點(diǎn)行星減速器的優(yōu)點(diǎn) 行星減速機(jī)擁有較多優(yōu)點(diǎn)，像是結(jié)構(gòu)緊湊，可節(jié)省 50的體積；同軸的 輸入輸出使設(shè)計(jì)更具彈性；重量輕、高效率、免保養(yǎng)（無須更換潤滑油）、壽 命長（無需更換零組件）且經(jīng)由模塊化設(shè)計(jì)，使應(yīng)用更為容易。 在實(shí)用上，所有的高性能伺服用行星減速機(jī)，均選用行星式的機(jī)構(gòu)并非偶然。 行星式減速機(jī)構(gòu)利用多齒接觸來分散它的負(fù)荷，所以在給定的設(shè)計(jì)空間下具有 最大的扭矩密度和剛性，而與一般的減速機(jī)構(gòu)相比較，行星減速機(jī)在高速時(shí)的 結(jié)構(gòu)動(dòng)平衡特性較為優(yōu)異，且易于潤滑。一般而言，只要利

11、用潤滑油脂即可達(dá) 到充分潤滑的效果，基于上述之負(fù)荷均布、結(jié)構(gòu)動(dòng)平衡優(yōu)異以及易于潤滑的特 性，使得行星減速機(jī)被一般使用者認(rèn)定為最適合使用的伺服應(yīng)用方案。 3.1.4 行星減速器的安裝方法行星減速器的安裝方法： 在減速機(jī)家族中，行星減速機(jī)以其體積小，傳動(dòng)效率高，減速范圍廣，精度 高等諸多有點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于伺服、步進(jìn)、直流等傳動(dòng)系統(tǒng)中。其作用就是 在保證精密傳動(dòng)的前提下，主要被用來降低轉(zhuǎn)速增大扭矩和降低負(fù)載/電機(jī)的轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量比。在過去幾年里，有的用戶在使用減速機(jī)時(shí)，由于違規(guī)安裝等人為因 素，而導(dǎo)致減速機(jī)的輸出軸折斷了，使企業(yè)蒙受了不必要的損失。因此，為了 更好的幫助廣大用戶用好減速機(jī)，向你詳細(xì)地介

12、紹如何正確安裝行星減速機(jī)。 正確的安裝，使用和維護(hù)減速機(jī)，是保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。 因此，在安裝行星減速機(jī)時(shí)，請務(wù)必嚴(yán)格按照下面的安裝使用相關(guān)事項(xiàng)，認(rèn)真 地裝配和使用。 第一步第一步 安裝前確認(rèn)電機(jī)和減速機(jī)是否完好無損，并且嚴(yán)格檢查電機(jī)與減速機(jī)相連 接的各部位尺寸是否匹配，這里是電機(jī)的定位凸臺(tái)、輸入軸與減速機(jī)凹槽等尺 寸及配合公差。 第二步第二步 旋下減速機(jī)法蘭外側(cè)防塵孔上的螺釘，調(diào)整 PCS 系統(tǒng)夾緊環(huán)使其側(cè)孔與防 塵孔對齊，插入內(nèi)六角旋緊。之后，取走電機(jī)軸鍵。 第三步第三步 將電機(jī)與減速機(jī)自然連接。連接時(shí)必須保證減速機(jī)輸出軸與電機(jī)輸入軸同 心度一致，且二者外側(cè)法蘭平行。如同心度不

13、一致，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)軸折斷或減速 機(jī)齒輪磨損。 另外，在安裝時(shí)，嚴(yán)禁用鐵錘等擊打，防止軸向力或徑向力過大損壞軸承 或齒輪。一定要將安裝螺栓旋緊之后再旋緊緊力螺栓。安裝前，將電機(jī)輸入軸、 定位凸臺(tái)及減速機(jī)連接部位的防銹油用汽油或鋅鈉水擦拭凈。其目的是保證連 接的緊密性及運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活性，并且防止不必要的磨損。 在電機(jī)與減速機(jī)連接前，應(yīng)先將電機(jī)軸鍵槽與緊力螺栓垂直。為保證受力 均勻，先將任意對角位置的安裝螺栓旋上，但不要旋緊，再旋上另外兩個(gè)對角 位置的安裝螺栓最后逐個(gè)旋緊四個(gè)安裝螺栓。最后，旋緊緊力螺栓。所有緊力 螺栓均需用力矩板手按標(biāo)明的固定扭力矩?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行固定和檢查。 減速機(jī)與機(jī)械設(shè)備間的正確安裝類同減

14、速機(jī)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)間的正確安裝。關(guān) 鍵是要必須保證減速機(jī)輸出軸與所驅(qū)動(dòng)部分軸同心度一致。 3.1.53.1.5 潤滑及保養(yǎng)潤滑及保養(yǎng) 1、在行星減速機(jī)中裝入建議的型號(hào)和數(shù)值的潤滑脂。行星減速機(jī)采用潤滑 油潤滑。對于豎直安裝的行星減速機(jī)，鑒于潤滑油可能不能保證最上面的軸承 的可靠潤滑，因此采用另外的潤滑措施。 2、在運(yùn)行以前，在行星減速機(jī)中注入適量的潤滑油，潤滑油的粘性根據(jù)以 下列表選擇。行星減速機(jī)通常裝備有注油孔和放油塞。因而在訂購行星減速機(jī) 的時(shí)候必須指定安裝位置。 3、注意：對于非常規(guī)工作條件的應(yīng)用，請征詢制造廠的意見。 4、工作油溫不能超過 80。 5、終生潤滑的組合行星減速機(jī)在制造廠注滿合

15、成油，除此之外，行星減速 機(jī)供貨時(shí)通常是不帶潤滑油的，并帶有注油塞和放油塞。本樣本中列出的行星 減速機(jī)潤滑油數(shù)量只是估計(jì)值。根據(jù)訂貨時(shí)指定的安裝位置設(shè)置油位塞的位置 以保證正確注油，減速機(jī)注油量應(yīng)該根據(jù)不同安裝方式來確定。如果傳輸功率 超過減速機(jī)的熱容量，必須提供外置冷卻裝置. 3.1.6 減速器選型 網(wǎng)上查找 技術(shù)參數(shù)： 型號(hào)PS240 額定輸出轉(zhuǎn)矩3027Nm 級(jí)數(shù)2 減速比30 滿載效率94% 減速器外形尺寸 3.2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器 3.2.1 概述概述 一般機(jī)械都是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)和工作機(jī)構(gòu)組成，這三部分必須聯(lián)接起來 才能工作，而聯(lián)軸器就是把它們聯(lián)接起來的一種重要裝置。聯(lián)軸器主要用于兩

16、軸之間的聯(lián)接，它也可用于軸和其它零件（卷筒、齒輪、帶輪等）之間的聯(lián)接。 它的主要任務(wù)是傳遞扭矩。 聯(lián)軸器屬于機(jī)械通用零部件范疇，用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng) 軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng) 中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半 部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。一般動(dòng)力機(jī)大都借助于聯(lián)軸器與工 作機(jī)相聯(lián)接，是機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動(dòng)最常用的聯(lián)接部件。20 世紀(jì)后期國內(nèi)外 聯(lián)軸器產(chǎn)品發(fā)展很快，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)如何從品種甚多、性能各異的各種聯(lián)軸 器中選用能滿足機(jī)器要求的聯(lián)軸器，對多數(shù)設(shè)計(jì)人員來講，始終是一個(gè)困擾 的問題。 根據(jù)被聯(lián)接兩軸的相

17、對位置關(guān)系，聯(lián)軸器可分為剛性、彈性和液力三種。 剛性聯(lián)軸器用在兩軸能嚴(yán)格對中，并在工作時(shí)不發(fā)生相對位移的地方；彈性聯(lián) 軸器用在兩軸有偏斜或工作中有相對位移的地方；液力聯(lián)軸器是用液體動(dòng)能來 傳遞功率，用在需要保護(hù)原動(dòng)機(jī)不遭過載損壞而又可空載起動(dòng)的地方。 特點(diǎn)：緩沖吸振，可補(bǔ)償較大的軸向位移，微量的徑向位移和角位移。 應(yīng)用：正反向變化多，啟動(dòng)頻繁的高速軸。 圖 2.6 彈性聯(lián)軸器 3.2.2 選擇聯(lián)軸器應(yīng)考慮的因素 按結(jié)構(gòu)要求和工作條件選定彈性聯(lián)軸器的型號(hào)。 動(dòng)力機(jī)的類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本因素；動(dòng)力機(jī)的功率是確定聯(lián)軸 器的規(guī)格大小的主要依據(jù)之一，與聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩成正比。動(dòng)力機(jī)到工作之間通 過一個(gè)或

18、數(shù)個(gè)不同品種或不同型式、規(guī)格的聯(lián)軸器將主、從動(dòng)端起來，形成 軸系傳動(dòng)系統(tǒng)。在機(jī)械傳動(dòng)中，動(dòng)力機(jī)不外乎電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和汽輪機(jī)。由 于動(dòng)力機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)的不同，其機(jī)械特性差別很大，有的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，有 的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有沖擊，對傳動(dòng)系統(tǒng)形成不等的影響。根據(jù)動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性，應(yīng) 選取相應(yīng)的動(dòng)力機(jī)系數(shù) KW，選擇適合于該系統(tǒng)的最佳聯(lián)軸器。 選擇聯(lián)軸器 的主要依據(jù)是傳遞的最大扭矩，其值應(yīng)小于或等于許用轉(zhuǎn)矩值，最大扭矩的確 定應(yīng)考慮啟動(dòng)與制動(dòng)所需加減速扭矩和過載扭矩。若最大扭矩不易確定，亦可 按計(jì)算扭矩選用，即計(jì)算扭矩不超過許用扭矩值。 3 傳動(dòng)系統(tǒng)的載荷類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本依據(jù)。沖擊、振動(dòng)和轉(zhuǎn)矩 變化較大的

19、工作載荷，應(yīng)選擇具有彈性元件的撓性聯(lián)軸器即彈性聯(lián)軸器，以 緩沖、減振、補(bǔ)償軸線偏移，改善傳動(dòng)系統(tǒng)工作性能。啟動(dòng)頻繁、正反轉(zhuǎn)、 制動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩是正常平衡工作時(shí)轉(zhuǎn)矩的數(shù)倍，是超載工作，必然縮短聯(lián)軸器 彈性元件使用壽命，聯(lián)軸器只允許短間超載，一般短時(shí)間載不得超過公稱轉(zhuǎn) 矩的 23 倍，即Tmax23Tn。 3.2.3 聯(lián)軸器盡寸、安裝與維護(hù) 聯(lián)軸器外形尺寸，即最大徑向和軸向尺寸，必須在機(jī)器設(shè)備允許的安裝 空間以內(nèi)。應(yīng)選擇裝拆方便、不用維護(hù)、維護(hù)周期長或維護(hù)方便、更換易損 件不用移動(dòng)兩軸、對中調(diào)整容易的聯(lián)軸器。 大型機(jī)器設(shè)備調(diào)整兩軸對中較困難，應(yīng)選擇使用耐久和更換易損件方便 的聯(lián)軸器。金屬彈性元性撓性聯(lián)

20、軸器一般比非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器的使 用壽命長。需密封潤滑和使用不耐久的聯(lián)軸器，必然增加維護(hù)工作量。對于 長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和經(jīng)濟(jì)效益較高的場合，例如我國冶金企業(yè)的軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)高 速端，目前普遍采用的是齒式聯(lián)軸器，齒式聯(lián)軸器雖然理論上傳遞轉(zhuǎn)矩大， 但必須在潤滑和密封良好的條件下才能耐久工作。且需經(jīng)常檢查密封狀況， 注潤滑油或潤滑脂，維護(hù)工作量大，增加了輔助工時(shí)，減少了有效工作時(shí)間， 影響生產(chǎn)效益。國際上工業(yè)發(fā)達(dá)國家，已普通選用使用壽命長、不用潤滑和 維護(hù)的膜片聯(lián)軸順取代鼓形齒式聯(lián)軸器，不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益，還可凈化工 作環(huán)境。在軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)選用我國研制的彈性活銷聯(lián)軸器和扇形塊彈性聯(lián)軸 器，不僅具有膜

21、片聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)，而且緩沖減振效果好，價(jià)格更便宜。 3.2.4 聯(lián)軸器的工作環(huán)境 聯(lián)軸器于各種不同主機(jī)產(chǎn)品配套使用，周圍的工作環(huán)境比較復(fù)雜，如溫 度、濕度、水、蒸汽、粉塵、砂子、油、酸、堿、腐蝕介質(zhì)、鹽水、輻射等 狀況，是選擇聯(lián)軸器時(shí)必須考慮的重要因素之一。對于高溫、低溫、有油、 酸、堿介質(zhì)的工作質(zhì)量，不宜選用以一般橡膠為彈性元件材料的撓性聯(lián)軸器， 應(yīng)選擇金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器，例如膜片聯(lián)軸器、蛇形彈簧聯(lián)軸器等。 3.2.5 聯(lián)軸器的傳動(dòng)精度 小轉(zhuǎn)矩和以傳遞運(yùn)動(dòng)為主的軸系傳動(dòng)，要求聯(lián)軸器具有較高的傳動(dòng)精度， 宜選用非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器。大轉(zhuǎn)矩和傳遞動(dòng)力的軸系傳動(dòng)，對傳 動(dòng)精度變有要求，高轉(zhuǎn)

22、速時(shí)，應(yīng)避免選用金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器和可動(dòng)元 件之間的間隙的撓性聯(lián)軸器，宜選用傳動(dòng)精度高的膜片聯(lián)軸器。 3.2.6 聯(lián)軸器的選擇 求減速器輸出軸上的功率 p 轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩 t mmNmmN n p T r i n n kWkWPP 808739 3 . 33 82 . 2 95500009550000 min/ 3 . 33 30 1000 82 . 2 94 . 0 0 . 3 1 1 1 1 1、初步確定軸的最小直徑 mmmm n P Ad49 3 . 33 82. 2 112 3 3 1 1 0min 主軸后端輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑取 d=55mm， 為了使所選

23、的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)： 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 mmNmmNTKT Aca .1051360.8087393 . 1 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn) GB/它 014-2003 或 ca T 手冊，選用 HL4 型彈性聯(lián)軸器。 這種聯(lián)軸器工作時(shí)轉(zhuǎn)矩和通過主動(dòng)軸上的鍵、半聯(lián)軸器、彈性柱銷、 另一半聯(lián)軸器及鍵而傳到從動(dòng)軸上去的。為了防止柱銷脫落，在半聯(lián)軸器的 外側(cè)，用螺釘固定了擋板。 這種聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩的 能力很大，結(jié)構(gòu)簡單，安裝、 制造方便，耐久 性好，彈性 柱銷有一定的緩 沖和吸振能 力，允許被連接兩 軸有一定 的軸向位移及少量 的徑向位 移和角位移，適

24、用 于軸向竄 動(dòng)較大、正反轉(zhuǎn)變 化較多和啟動(dòng)頻繁的場合， 由于尼龍柱銷對溫度較敏感， 故使用溫度限制在 -20+80的范圍內(nèi)。 其尺寸如下： 第四章、主軸組件設(shè)計(jì)第四章、主軸組件設(shè)計(jì) 主軸組件是機(jī)床的執(zhí)行件。它的功用是支承并帶動(dòng)工件或刀具，完成表面 成形運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還起傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩、承受切削力和驅(qū)動(dòng)力等載荷的作用。由 于主軸組件的工作性能直接影響到機(jī)床的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，因此它是機(jī)床中 的一個(gè)關(guān)鍵組件。 主軸組件是由主軸、主軸支承以及安裝在主軸上的傳動(dòng)件組成。主軸組件 的設(shè)計(jì)，其實(shí)主要就是這三個(gè)部件的設(shè)計(jì)，但它們既是獨(dú)立的，又是互相聯(lián)系 而不可分割的，因此設(shè)計(jì)時(shí)需要全面、綜合地加以分析。 4.

25、1.1 主軸組件的基本要求：主軸組件的基本要求： 對主軸組件總的要求是，保證在一定的載荷與轉(zhuǎn)速下，帶動(dòng)工件或刀具精 確而穩(wěn)定地繞其軸心線旋轉(zhuǎn)，并長期地保持這種性能，為此，對主軸組件提出 如下幾方面基本要求： 1、旋轉(zhuǎn)精度 主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度是指機(jī)床處于空載手動(dòng)或機(jī)床低速旋轉(zhuǎn)情況下，在 主軸前端安裝工件或刀具的基準(zhǔn)面上所測得的徑向跳動(dòng)、端面跳動(dòng)和軸向竄動(dòng) 的大小。旋轉(zhuǎn)精度取決于各主要件如主軸、軸承、殼體孔等的制造、裝配和調(diào) 整精度。工作轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)的精度還取決于主軸的轉(zhuǎn)速、軸承的設(shè)計(jì)和性能，潤 滑劑和主軸的平衡。 2、剛度 影響主軸組件剛度的因素很多，如主軸的尺寸和形狀，滾動(dòng)軸承的型號(hào)、 數(shù)量、預(yù)

26、緊和配置形式，前后支承的距離和主軸前端的懸伸量，傳動(dòng)件的布置 方式，主軸組件的制造和裝配質(zhì)量等。 3、抗振性 主軸組件的振動(dòng)會(huì)影響工件的表面質(zhì)量，刀具的耐用度和主軸軸承的壽 命，還會(huì)產(chǎn)生噪聲，影響工作環(huán)境。如果產(chǎn)生切削自激振動(dòng)，將嚴(yán)重影響加工 質(zhì)量，甚至使切削無法進(jìn)行下去。 影響抗震性的，是主軸組件的靜剛度、質(zhì)量分布和阻尼。主軸的固有頻率應(yīng)遠(yuǎn) 大于激振力的頻率，使它不易發(fā)生共振。 4、溫升和熱變形 主軸組件工作時(shí)因各相對運(yùn)動(dòng)處的的摩擦和攪油等而發(fā)熱，產(chǎn)生了溫升。 溫升使主軸組件的形狀和位置發(fā)生畸變，熱變形應(yīng)以主軸組件運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后 各部分位置的變化來度量。 主軸組件溫升和熱變形，使機(jī)床各部件間

27、相對位置精度遭到破壞，影響 工件的加工精度，高精度機(jī)床尤為嚴(yán)重；熱變形造成主軸彎曲，使傳動(dòng)齒輪和 軸承的工作狀態(tài)變壞；熱變形還使主軸和軸承，軸承與軸承坐之間已經(jīng)調(diào)整好 的間隙和配合發(fā)生變化，影響軸承的正常工作，間隙過小將加速齒輪和軸承等 零件的磨損，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)哼軸承抱軸現(xiàn)象。 5、精度保持性 主軸組件的精度保持性是指長期地保持其原始制造精度的能力，為此，主 軸組件中的各滑動(dòng)表面，包括主軸軸頸和滑動(dòng)軸承的配合面，鉆鏜床軸向移動(dòng) 的主軸組件的導(dǎo)向表面及主軸前端部和內(nèi)錐孔等都必須有一定的硬度和耐磨性。 滾動(dòng)和滑動(dòng)軸承的磨損，不僅使主軸組件喪失原有的旋轉(zhuǎn)精度，而且將降 低剛度和抗振性，因此必須保證這

28、些表面的耐磨性和有調(diào)整間隙的可能，其影 響因素主要是主軸。軸承的材料與熱處理，軸承的類型及潤滑方式等。 4.1.2 主軸組件的布局主軸組件的布局 機(jī)床主軸有前、后兩支承和前、中、后三個(gè)支承兩種，以前者較多。兩支 承主軸軸承的配置型式，包括主軸軸承的選型、組合以及布置，主要根據(jù)對所 設(shè)計(jì)主軸組件在轉(zhuǎn)速、承載能力、剛度以及精度等方面的要求，并考慮軸承的 供應(yīng)、經(jīng)濟(jì)性等具體情況，加以確定。 （1） 適應(yīng)剛度和承載能力的要求 主軸軸承選型應(yīng)滿足所要求的剛度和承載能力。徑向載荷較大時(shí)，可選 用滾子軸承；較小時(shí)，可選用球軸承。雙列滾動(dòng)軸承的徑向剛度和承載能力， 比單列的大。同一支承中多采用多個(gè)軸承的支承剛

29、度和承載能力，比采用單個(gè) 軸承的大。 （2） 適應(yīng)轉(zhuǎn)速要求 由于結(jié)構(gòu)和制造方面的原因，不同型號(hào)和規(guī)格的軸承所允許的最高轉(zhuǎn)速 是不同的。軸承規(guī)格越大，精度等級(jí)越低，允許的最高轉(zhuǎn)速越低。在承受徑向 載荷的軸承當(dāng)中，圓柱滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速，比圓錐滾子軸承的高。在承受軸 向載荷的軸承當(dāng)中，向心推力球軸承的極限轉(zhuǎn)速最高；推力球軸承次之；圓錐 滾子軸承最低。但承載能力與上述次序相反。因此，應(yīng)綜合考慮轉(zhuǎn)速和承載能 力兩方面要求來選擇軸承型式。 （3） 適應(yīng)精度要求 起止推作用的軸承的布置有三種方式：（1）前端定位止推軸承集中 布置在前支承；（2）后端定位止推軸承集中布置在后支承；（3）兩端定 位分別布置在前

30、、后支承 型式承載支 承 發(fā)熱變 形 承載變 形 間隙調(diào) 整 主軸前 端懸置 量 前支承后支承應(yīng)用范 圍 前端定 位 前支承前支承 發(fā)熱、 溫升高， 但主軸 受熱膨 脹后向 后伸長， 不影響 軸向精 度 主軸承 受軸向 載荷部 分較短， 變形小， 精度高。 由于前 支承結(jié) 構(gòu)限制， 間隙調(diào) 整較為 不便。 推力軸 承在前 支承兩 側(cè)的較 長，均 在同一 側(cè)的可 短。 復(fù)雜簡單對軸向 精度和 剛度要 求較高 的精密 機(jī)床， 但對前 支承結(jié) 構(gòu)要求 散熱性 能良好。 （4） 適應(yīng)結(jié)構(gòu)要求 當(dāng)要求主軸組件在性能上有較高的剛度和一定的承載能力，而在結(jié)構(gòu)上 徑向尺寸要求緊湊時(shí)，則可在一個(gè)支承中配置兩個(gè)或

31、兩個(gè)以上的軸承。對于軸 間距很小的多主軸機(jī)床，由于結(jié)構(gòu)限制，宜采用滾針軸承來承受徑向載荷，用 推力球軸承來承受軸向載荷，并使軸承錯(cuò)位 排開。 （5） 適應(yīng)經(jīng)濟(jì)性要求 確定主軸軸承配置型式，除應(yīng)考慮滿足性能和結(jié)構(gòu)方面要求外，還應(yīng)做 經(jīng)濟(jì)分析，使經(jīng)濟(jì) 效果好。 4.1.3 主軸主軸 1、主軸的結(jié)構(gòu) 主軸的結(jié)構(gòu)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、位置和安裝定位方法，同時(shí)還要考慮主軸加工和裝配的 工藝性。一般在機(jī)床主軸上裝有較多的零件，為了滿足剛度要求和能得到足夠 的止推面以及便于裝配，常把主軸設(shè)計(jì)成階梯軸，即軸徑從前軸頸起向后遞減。 主軸是空心的或者是實(shí)心的，

32、主要取決與機(jī)床的類型。 主軸端部是指主軸前端，它的形狀決定于機(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，裝卸方便和能傳遞一定的扭 矩。由于夾具和刀具都已標(biāo)準(zhǔn)化，因此通用機(jī)床主軸端部的形狀和尺寸也已標(biāo) 準(zhǔn)化。下圖所示為普通機(jī)床和數(shù)控機(jī)床所通用的幾種主軸端部的結(jié)構(gòu)形式。 (a)車床主軸端部；(b)銑、鏜類機(jī)床主軸端部；(c)外圓磨床砂輪主軸端 部； (d)內(nèi)圓磨床砂輪主軸端部；(e)普通鏜桿裝在鉆床主軸上的端部；(f)組合機(jī) 床主軸端部 4.1.5 主軸的材料和熱處理主軸的材料和熱處理 特征工作條件使用機(jī)床材料牌號(hào)熱處理硬度 滾動(dòng)軸承輕中負(fù)荷銑 45調(diào)質(zhì)HB22025

33、0 4.1.6 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到主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度。主軸和軸承、齒輪等零件相 連接處的表面幾何形狀誤差和表面粗糙度，關(guān)系到接觸剛度，零件接觸表面形 狀愈準(zhǔn)確、表面粗糙度愈低，則受力后的接觸變形愈小。因此，對主軸設(shè)計(jì)必 須提出一定的技術(shù)要求。 （1） 軸頸 （2） 內(nèi)錐孔 （3） 裝夾卡盤或刀具的定位基面 （4） 安裝傳動(dòng)件的定位基面 （5） 定位軸肩 （6） 鍵槽 （7） 螺紋 （8） 自由表面 4.2 主軸組件的計(jì)算主軸組件的計(jì)算 4.2.1 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：主軸的平均直徑 D（初選時(shí)常用主軸前 軸頸的直徑 D1 來表示）

34、 ；主軸內(nèi)孔直徑 d；主軸前端的懸置量 a；以及主軸的 支承跨距 L 等。一般步驟是，首先根據(jù)機(jī)床主電機(jī)功率或機(jī)床的主參數(shù)來選取 D1;在滿足主軸本身剛度的前提下按照工藝要求來確定 d（空心主軸） ；根據(jù)主 軸前端部結(jié)構(gòu)形狀和前支承的結(jié)構(gòu)形式來確定 a；最后，根據(jù) D、a 和主軸前支 承的支承剛度 c1 來確定 L。應(yīng)當(dāng)指出，主軸軸承的配置形式對主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的 確定很有關(guān)系，故在設(shè)計(jì)過程中常需要交叉進(jìn)行，最終以主軸組件剛度等性能 來衡量其設(shè)計(jì)的合理性。 （1） 主軸直徑的選擇 主軸直徑對主軸組件剛度的影響很大，直徑越大，主軸本身的變形和軸承 變形引起的主軸前端位移就越小，即主軸組件的剛度越高。

35、 但主軸前端軸頸 直徑 D1 越大，與之配套的軸承等零件的尺寸越大，要達(dá)到相同的允差則制造 越困難，重量也增加。同時(shí)，加大直徑還受到軸承所允許的極限轉(zhuǎn)速的限制， 甚至為機(jī)床結(jié)構(gòu)所不允許。 主軸前軸頸直徑 D1 的選擇 車 銑 電動(dòng)機(jī)功率為 P=3.0kw，主軸前端直徑 D1=90mm 主軸后端直徑 D2 和前端直徑 D1 的關(guān)系，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來定： D2=(0.70.85)D1 取 D2=65mm （2） 主軸內(nèi)孔直徑 很多機(jī)床的主軸具有內(nèi)孔，主要用來通過棒料或安裝工具。主軸內(nèi)孔直徑 在一定范圍內(nèi)，對主軸剛度的影響很小，可以不計(jì)，若超過此范圍則能使主軸 剛度急劇下降。主軸內(nèi)孔直徑與機(jī)床類型有

36、關(guān)，一般主軸內(nèi)孔直徑為主軸后軸 頸的直徑所限制。 J 空/J 實(shí)=I 空/I 實(shí)= 4 4 4 44 11 64/ 64/ D d D dD 取 d=32mm （3） 主軸前端懸置量 主軸懸伸量 a 指的是主軸前支承反力的作用點(diǎn)到主軸前端受力作用點(diǎn)之間 的距離。主軸懸伸量 a 取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸，一般應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選取。 有時(shí)為了提高主軸剛度或定位精度，可不按標(biāo)準(zhǔn)取。另外，懸伸量 a 與前支承 中軸承的類型及組合形式、工件或工件夾具的夾緊方式以及前支承的潤滑與密 封裝置的結(jié)構(gòu)尺寸等有關(guān)。因此，在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，應(yīng)盡可能減少懸 伸量 a，以利于提高主軸組件的剛度。 主軸懸伸量與直徑之

37、比 類型機(jī)床和主軸的類型a/D1 I 通用和精密車床，自動(dòng) 車床和短主軸端銑床， 用滾動(dòng)軸承支承，適用 于高精度和普通精度要 求。 0.61.5 II 中等長度和較長軸端的 車床和銑床，懸伸不太 長（不是細(xì)長）的機(jī)密 鏜床和內(nèi)圓磨床，用滾 動(dòng)和滑動(dòng)軸承支承，適 用于絕大部分普通生產(chǎn) 的要求。 1.252.5 孔加工機(jī)床，專用加工 III 細(xì)長深孔的機(jī)床，由加 工技術(shù)決定需要有常的 懸伸刀桿或主軸可移動(dòng)， 由于切削較重而不適用 于有高精度化要求的機(jī) 床。 2.5 （考慮密封裝置的結(jié)構(gòu)尺寸）暫取考慮密封裝置的結(jié)構(gòu)尺寸）暫取 a=100mm (4)、主軸支承跨距 主軸跨距與懸伸量 主軸支承跨距 L

38、是指主軸前-后或前-中支承反力作用點(diǎn)之間的距離，它是 決定主軸組件剛度的主要因素之一，因?yàn)橹鬏S組件的剛度主要取決于主軸本身 的剛度和主軸支承的剛度，而前者與支承跨距 L 有關(guān)。 主軸組件的剛度與主軸受力后的端部變形有關(guān)。主軸端部受力后，主軸和 主軸的支承都會(huì)產(chǎn)生彈性變形，使主軸端部產(chǎn)生位移，根據(jù)位移疊加原理，主 軸端部位移 y 由兩部分組成 21 yyy 式中：y1-剛性支承（假定支承不變形）上彈性主軸端部的位移。 y2-彈性支承上剛性主軸（假定主軸不變形）端部的位移。 （1）剛性支承上彈性主軸端部的位移 y1 根據(jù)材料力學(xué)中兩支撐點(diǎn)梁和懸臂梁的撓度公式，可得： y1=a+= （厘米） EI3

39、 PaL EI3 Pa3 1 33 1 3 2 a L EI Pa aLPa EI 式中：E主軸材料的彈性模量； I 主軸截面的平均慣性矩。當(dāng)主軸平均直徑為 D,內(nèi)孔直徑為 d 時(shí)， I=；當(dāng)無孔時(shí)，; 64 44 dD 64 4 D I (2)彈性支承上剛性主軸端部的位移 y2 設(shè)前、后支承的剛度分別為，前后支承的彈性變形剛度分別為 21,c c 21, 2 2 1 1 , c R c R B A 式中：前支承的支反力， A R l a PRA1 后支承的支反力， B R l a PRB 因此， ， l a c P 1 1 1 l a c P 2 2 用相似三角形定理可求得： 2 2 2 1

40、 212 11 l a c P l a c P l a l a y 整理后可得： 1 2 1 2 2 1 1 2 l a l a c c c P y 主軸端部位移： 1 2 11 3 2 2 1 1 3 21 l a l a c c c P a l EI Pa yyy 合理的跨距可根據(jù)上式確定，最小撓度的條件為，這時(shí)的 應(yīng)為合理跨0 dl dy l 距，式中用表示： 0 l 0 22 1 1 3 3 0 3 0 2 2 1 1 3 l a l a c c c P aEI Pa 整理后得： 01 66 2 1 1 0 1 3 0 c c c EI l ac EI l 可以證明，該三次代數(shù)方程式只

41、存在唯一的正實(shí)根，求解此方程較麻煩，為此 可考慮用計(jì)算線圖來定，令綜合變量，代入上式，可解出： 0 l 3 1a c EI 16 1 2 10 3 0 c c a la l 系無量綱量，它表示抗彎剛度 EI 與主軸前支承剛度及懸伸量 a 的三次方的 1 c 比值，由上式可知，僅是比值和的函數(shù)，故可用為參變量，為變 a l0 2 1 c c 2 1 c c a l0 量，做出的計(jì)算圖。如下圖 +主軸最佳跨距計(jì)算圖 將 D=90mm，d=65mm，a=90mm 及前后軸承的剛度代入上述方程得： 54 . 0 91086 6 . 169102 35 7 3 1 ac EI 查上圖得： 6 . 2 0

42、 a l 所以 mmal2346 . 2 0 2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1） 擬定軸上零件裝配方案 4.2.2 主軸組件的驗(yàn)算主軸組件的驗(yàn)算 對一般機(jī)床主軸，主要進(jìn)行剛度驗(yàn)算。通常，如果能滿足剛度要求，也就 能滿足強(qiáng)度要求。只有對粗加工、重載荷的主軸，才需進(jìn)行強(qiáng)度校核。對某些 高速主軸，有時(shí)還需要進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算，以防止發(fā)生共振。 （1） 對主軸組件的剛度要求 對于一定的機(jī)床，在規(guī)定的切削條件下，存在一個(gè)不出現(xiàn)切削激振動(dòng)的最 大切削寬度。在設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)，可以根據(jù)機(jī)床的尺寸和性能，規(guī)定一個(gè)極限切 lim b 削寬度，從而求的對機(jī)床的剛度要求。機(jī)床系統(tǒng)在切削處沿 x 軸（橫向）的剛 度要求可按下式計(jì)算：

43、 x K （3-1） cos 12 lim bK K cb x 式中： -切削系數(shù)（N/um.mm） cb K -極限切削寬度（mm） lim b -機(jī)床系統(tǒng)的阻尼比 -作用力與工件切削表面垂直線的夾角，見下圖 a F 對于一定的機(jī)床和一定的切削方式，、都是一定的。但是不同的切 削速度 v 和不同的進(jìn)給量 s，是不同的?？紤]到實(shí)際使用時(shí)的切削用量是各 cb K 種各樣的，所以取穩(wěn)定性的下限來決定極限切削寬度。從實(shí)驗(yàn)得出，當(dāng) lim b v=50m/min，s=0.1mm/r 左右時(shí)，最大，即要求的最大。這時(shí)偏安全的， cb K x K 這時(shí)的=2.46N/（um.mm） ， cb K o 8

44、.68 式（3-1）計(jì)算出的是整個(gè)機(jī)床系統(tǒng)在 x 方向的剛度要求?？紤]到自 x K 激振動(dòng)主要是主軸的振動(dòng)，因此就近似地把主軸系統(tǒng)的阻尼比代入式中的， 計(jì)算出的就作為主軸組件的剛度要求，這樣的計(jì)算是近似的，主軸組件的阻 x K 尼比：主軸前端為雙列圓柱滾子軸承或角接觸球軸承，=0.020.03；主軸前 端為雙列圓柱滾子軸承與推力軸承的組合或圓錐滾子軸承，=0.030.04。三支 承時(shí)取大值。對于滑動(dòng)軸承，=0.040.06。 根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)手冊推薦，車床的切削穩(wěn)定性指標(biāo)如下： 工件材料45 鋼，懸置安裝，橫向切削（切槽或切斷） 。工件尺寸為： 直徑,長度，為最大回轉(zhuǎn)直徑。刀具材料硬 MAX Dd

45、2 . 0 max 3 . 0 DL max D 質(zhì)合金，。切削參數(shù)為：v=50m/min，s=0.10.2mm/r，要求的指 oo 5,6 標(biāo)為穩(wěn)定性良好，穩(wěn)定性一般或輕型機(jī)床， maxlim 02 . 0 01 . 0 Db 。 maxlim 005 . 0 Db 以上計(jì)算出的，是切削處（如下圖的 B 點(diǎn)處）的剛度，主軸組件的剛度， 規(guī)定為在主軸端部（A 處） 。因此需把 B 點(diǎn)處的剛度折算為 A 點(diǎn)處的剛度 B K ?？捎孟铝薪品椒ㄟM(jìn)行估算。 A K 考慮到主軸前懸伸端較粗較短，其變形可以忽略。根據(jù)對許多機(jī)床計(jì)算 和測定的結(jié)果，主軸端部由主軸產(chǎn)生的變形量占主軸組件總變形量的 50%70

46、%，平均為 60%；由支承產(chǎn)生的變形量占 30%50%，平均 40%。故 2 2 2 2 /1 /1 4 . 06 . 0 la la a a KK A B A B BA 主軸本身端部的剛度 A A S K K K66 . 1 6 . 0 (2)主軸組件計(jì)算時(shí)支承的簡化 (3)受彎主軸的剛度計(jì)算 主軸的計(jì)算見圖如下圖 主軸在工作中的受力情況較嚴(yán)重，而允許的變形則很微小，決定主軸尺寸的基 本因素是所允許的變形的大小，因此主軸的計(jì)算主要是剛度的驗(yàn)算，與一般軸 著重于強(qiáng)度的情況不同，通常能滿足剛度要求的主軸也能滿足強(qiáng)度的要求，只 有對粗加工、重載荷機(jī)床的主軸才需要進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，對高速主軸在必要時(shí)需 進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速驗(yàn)算。 （1） 主軸組件受力分析 （2） 主軸組件彎曲剛度驗(yàn)算： 驗(yàn)算內(nèi)容有兩項(xiàng)：其一，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；其二