資源描述：
《第3章_典型部件設計(主軸、支承件、導軌).ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、3.1主軸部件設計功用：支承并帶動工件或刀具選擇進行切削，承受切削力和驅動力等載荷，完成表面成形運動。主軸部件由主軸及其支承軸承、傳動件、密封環(huán)及定位元件等組成。3.1.1主軸部件應滿足的基本要求(1)旋轉精度主軸的旋轉精度是指主軸在低速、空載時，主軸前端定位面的徑向跳動、端面跳動和傾角擺動。主軸以工作轉速旋轉時，主軸回轉軸線在空間的漂移量即為運動精度。(2)剛度主軸組件的剛度K是指其在承受外載荷時抵抗變形的能力，如圖所示，即K=F/y(單位為N/im)，剛度的倒數(shù)y/F稱為柔度。動剛度指機床在額定載荷下切削時，主軸組件抵抗變形的能力。動剛度與靜剛
2、度成正比，在共振區(qū)，與阻尼（振動的阻力）近似成正比，故可通過增加靜剛度、增加阻尼比來提高動剛度。主軸組件的剛度是綜合剛度，它與主軸結構尺寸、所選用的軸承類型和配置及其預緊、支承跨距和主軸前端懸伸量、傳動件的布置方式、主軸部件的制造和裝配質量等有關。(3)抗振性主軸部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)運轉的能力。主軸部件不僅受靜載荷的作用，同時也受沖擊載荷和交變載荷的作用，使主軸產(chǎn)生振動。隨著機床向高精度、高效率方向發(fā)展，對抗振性要求越來越高。影響抗振性的主要因素有：主軸部件的剛度、固有頻率、阻尼特性等。(4)溫升和熱變形主軸部件工作時
3、由于摩擦形成熱源以及切削熱和齒輪嚙合熱的傳遞使主軸組件出現(xiàn)溫度升高的情況。溫升使主軸部件的形狀和位置發(fā)生變化，稱之為熱變形。主軸熱變形會引起軸承間隙變化，軸心位置偏移，嚴重影響加工精度。各類機床對溫升都有一定限制，在室溫為20℃，連續(xù)運轉時：高精度機床允許溫升為8~10℃；精密機床為15~20℃；普通機床為30~40℃。在室溫不是20℃時，溫升的計算公式為：Tt=T20+Kt(t-20)影響主軸部件溫升、熱變形的主要因素有：軸承的類型和布置方式，軸承間隙及預緊力的大小，潤滑方式和散熱條件等。(5)耐磨性（精度保持性）主軸部件的耐磨性是指長期保持其原
4、始精度的能力，即精度的保持性。主要磨損有：主軸軸承的疲勞磨損，主軸軸頸表面、裝卡刀具的定位基面的磨損等。磨損的速度與摩擦性質、摩擦副的結構特點、摩擦副材料的硬度、摩擦面積、摩擦面表面精度以及潤滑方式等有關。3.1.2主軸部件的傳動方式1．齒輪傳動齒輪傳動的特點是結構簡單、緊湊，能傳遞較大的扭矩，能適應變轉速、變載荷工作，應用最廣。它的缺點是線速度不能過高，通常小于12～15m／s，不如帶傳動平穩(wěn)。2．帶傳動由于各種新材料及新型傳動帶的出現(xiàn)，帶傳動的應用日益廣泛。常用有平帶、三角帶、多楔帶和同步齒形帶等。特點是靠摩擦力傳動(除同步齒形帶外)、結構簡單
5、、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。缺點是有滑動，不能用在速比要求準確的場合。3.1.2主軸部件的傳動方式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、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。3.1.2主軸部件的傳
6、動方式3.電動機直接驅動方式電動機轉子軸就是主軸，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構，有較寬的調速范圍；有較大的驅動功率和扭矩；便于組織專業(yè)化生產(chǎn)。廣泛地用于精密機床、高速加工中心和數(shù)控車床中。3.1.3主軸部件結構設計3.1.3.1主軸部件的支承數(shù)目(1)前后兩個支承優(yōu)點：構造簡單，制造裝配方便，容易保證精度。缺點：主軸剛度和抗振性不高。3.1.3主軸部件結構設計3.1.3.1主軸部件的支承數(shù)目(2)三個支承缺點：對三個支承孔的同心度要求較高，制造裝配復雜。輔助支承一般不預緊?！锴昂笾С袨橹?，中間支承為輔?！锴爸兄С袨橹?，后支
7、承為輔。(使用較多)3.1.3.2推力軸承位置配置形式（重點）切削力→軸向受力→推力軸承(1)前端配置缺點：前支承結構復雜，發(fā)熱大，溫升高優(yōu)點：主軸受熱后向后延伸，不影響軸向精度，精度高，可提高主軸部件剛度應用：高精度機床和數(shù)控機床(2)后端配置優(yōu)點：前支承結構簡單，發(fā)熱小，溫升低缺點：主軸受熱后向前延伸，影響軸向精度應用：普通立式銑床、多刀車床3.1.3.2推力軸承位置配置形式(3)兩端配置缺點：主軸受熱伸長后，影響主軸軸承的軸向間隙，必須有消隙機構和熱膨脹補償機構應用：常用于短主軸，如組合機床主軸(4)中間配置優(yōu)點：可減少主軸的懸伸量，并使主軸
8、的熱膨脹向后缺點：前支承復雜，溫升大3.1.3.3主軸傳動件位置的合理布置(1)傳動件在主軸上軸向位置的合理布置在力Q作用
