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1、第三章機床主要部件的設計第一節(jié)主軸組件設計一、主軸組件應滿足的基本要求1、旋轉精度2、靜剛度3、動剛度4、溫升與熱變形5、精度保持性第一節(jié)主軸組件設計二、主軸滾動軸承優(yōu)點：（1）足夠的剛度、高旋轉精度、變轉速和變載荷下工作平穩(wěn)；（2）質量穩(wěn)定、成本低、經濟性好；（3）容易潤滑。缺點：（1）旋轉中徑向剛度變化大；（2）摩擦力大，阻尼?。唬?）徑向尺寸大1、軸承的特點二、主軸滾動軸承（續(xù)）2、主軸滾動軸承的類型選擇（1）雙列圓柱滾子軸承（2）雙列推力角接觸球軸承二、主軸滾動軸承（續(xù)）2、主軸滾動軸承的類型選擇（3）角接觸球軸承二、主軸滾動軸承（續(xù)）
2、2、主軸滾動軸承的類型選擇角接觸球軸承組合二、主軸滾動軸承（續(xù)）2、主軸滾動軸承的類型選擇（4）雙列圓錐滾子軸承二、主軸滾動軸承（續(xù)）3、軸承的精度選擇應采用P2、P4、P5級和SP、UP級（1）切削力方向固定不變的主軸，旋轉精度決定于軸承內圈徑向跳動。（2）切削力方向隨主軸旋轉同步變化的主軸，旋轉精度決定于外圈徑向跳動。（3）前軸承的精度對主軸的影響較大，前軸承的精度應比后軸承高一級。（理論證明略）二、主軸滾動軸承（續(xù)）3、軸承的精度選擇應采用P2、P4、P5級和SP、UP級（3）前軸承的精度對主軸的影響較大，前軸承的精度應比后軸承高一級二、
3、主軸滾動軸承（續(xù)）4、軸承剛度滾動軸承的剛度隨載荷的增加而增大。線接觸軸承的剛度可忽略預緊載荷；點接觸軸承，計算剛度時應考慮預緊力。三、主軸1、結構及材質選擇結構：空心階梯軸材料：淬火鋼或滲碳淬火鋼，高頻淬硬。2、技術要求(略)三、主軸2、技術要求四、主軸組件1、傳動方式（1）帶傳動：結構簡單，中心距調整方便，噪聲低，平穩(wěn)，適于高速。（V帶、多楔帶和同步帶）（2）齒輪傳動：傳遞大扭矩，結構緊湊，適合于變速傳動。（3）電機直接驅動：異步電機+連軸器、變頻調速電機、電主軸等形式。四、主軸組件2、傳動件的布置（1）帶輪通常安裝在后支承的外側（2）齒輪
4、位于兩支承之間則盡量使大齒輪靠近前支承（3）齒輪位于后支承外側（4）齒輪外增設輔助支承四、主軸組件3、主軸的軸向定位（1）前端定位：適于軸向精度和剛度高的高精度機床合數(shù)控機床；（2）后端定位：適于軸向精度不高的普通機床，臥車、立銑等；（3）兩端定位：用于短主軸或軸向間隙變化不影響工作的機床，如鉆床、組合機床等。五、主軸主要尺寸參數(shù)的確定（略）第二節(jié)支承件設計一、支承件應滿足的基本要求1、足夠的剛度和較高的固有頻率2、良好的動態(tài)特性3、結構合理，形狀穩(wěn)定，熱變形小4、排屑通暢，工藝性好，成本低二、支承件受力分析1、中小型機床：以切削力為主；2、精
5、密和高精度機床：以移動部件的重量和熱應力為主；3、大型機床：工件重力、移動部件重力和切削力模型簡化：1、梁或柱2、板3、箱體三、支承件結構設計截面形狀選擇1、空心薄壁大截面支承件剛度大；2、方截面抗彎強度高于圓截面，抗扭剛度低于圓截面；3、不封閉截面剛度遠小于封閉截面剛度，抗扭剛度下降大。三、支承件結構設計截面形狀選擇四、提高支承件靜剛度的措施1、隔板和加強筋四、提高支承件靜剛度的措施2、開口后的剛度補償3、提高接觸剛度五、支承件的材料1、鑄3、預應力鋼筋混凝土2、鋼材4、樹脂混凝土六、提高支承件動剛度2、提高動剛度措施：（1）提高靜剛度和固有
6、頻率（2）增加阻尼1、機床的常見振動：（1）整機搖晃振動（2）結合面間的相對振動（3）零部件的本體振動六、提高支承件動剛度2、提高動剛度措施：（1）提高靜剛度和固有頻率（2）增加阻尼六、提高支承件動剛度2、提高動剛度措施：（1）提高靜剛度和固有頻率（2）增加阻尼第三節(jié)導軌設計一、導軌的功用和基本要求1、功用：支承并引導運動部件沿一定的軌跡運動。（1）按運動性質：主運動導軌：相對運動速度較高進給運動導軌：相對運動速度較低移置導軌：用于調整部件間相對位置，工作中無相對運動2、分類：（2）按摩擦性質：滑動導軌：相對運動速度較高,分靜壓滑動導軌和動壓滑
7、動導軌；靜壓滑動導軌：多用于高精度機床的進給導軌；動壓滑動軸承：適用于高速主運動導軌滾動導軌：相對運動速度較低2、分類（續(xù)）：2、分類（續(xù)）：（3）按受力狀態(tài)：開式導軌：不能承受顛翻力矩，適用于大型機床的水平導軌；閉式導軌：可以承受較大的顛翻力矩。3、導軌應滿足的基本要求（1）導向精度（2）精度保持性（3）剛度（4）低速運動平穩(wěn)性（5）結構簡單，工藝性好二、滑動導軌結構設計1、導軌的截面形狀二、滑動導軌結構設計1、導軌的截面形狀二、滑動導軌結構設計1、導軌的截面形狀優(yōu)點缺點應用雙矩形導軌結構簡單，易制造，剛度和承載能力大，安裝和調整方便磨損后不
8、能自動應有間隙調整機構補償普通精度機床、中型機床三角形和矩形導軌組合導向性好、制造方便、剛度高三角形導軌加工困難廣泛用于常用機床的床身導軌燕尾形和矩形
