典型部件设计ppt课件.ppt

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1、第三章金属切削机床设计3.6主轴部件设计一、主轴部件应满足的基本要求二、主轴部件的传动方式三、主轴部件结构设计上一页下一页退出返回主页四、主轴滚动轴承返回本章五、主轴滑动轴承1第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页未完待续……3.6.1主轴部件应满足的基本要求主轴部件是机床的执行件，由主轴及其支承轴承、传动件、密封件及定位元件等组成。基本要求：（1）旋转精度：是指装配后，在无载荷、低速转动条件下，在安装工件或刀具的主轴部位的径向和轴向跳动。旋转精度取决于主轴、轴承、箱体孔等的制造、装配和调整精度。（2）刚度：是指主轴部件在外加载荷作用下抵抗变性的能力。主轴部件的刚度是综合刚度，它是

2、主轴、轴承等刚度的综合反映。2第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页下一页3.6.1主轴部件应满足的基本要求基本要求：（3）抗振性：是指抵抗受迫振动和自激振动的能力。（4）温升和热变性：主轴部件运转时，因各相对处的摩擦生热，切削区的切削热等使主轴部件的温度升高，形状尺寸和位置发生变化，造成主轴部件的所谓热变性。（5）精度保持性：是指长期地保持其原始制造精度的能力。3第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页未完待续……3.6.2主轴部件的传动方式主轴部件的传动方式主要有齿轮传动、带传动、电机直接驱动等。（1）齿轮传动：特点是结构简单、紧凑，能够传递较大的扭矩，能适应变转速、变载荷工

3、作，应用最广。缺点是线速度不能过高，通常小于12~15m/s，不如带传动平稳。（2）带传动：特点是靠摩擦力传动（除同步齿形带外）、结构简单、制造容易、成本低，特别适用于中心距较大的两轴间传动。皮带有弹性可吸振，传动平稳，噪声小，适宜高速传动。带传动在过载中会打滑，能起到过载保护作用。缺点是有滑动，不能用在速比要求准确的场合。4第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页下一页3.6.2主轴部件的传动方式（2）带传动：同步齿形带/52是通过带上的齿形与带轮上的轮齿相啮合传递运动和动力。同步齿形带的齿形有两种:梯形齿和圆弧齿。（3）电动机直接驱动方式：特点是主轴单元大大简化了结构，有效地提高

4、了主轴部件的刚度，降低了噪声和振动；有较宽的调速范围；有较大的驱动功率和扭矩；便于组织专业化生产。广泛应用于精密机床、高速加工中心和数控车床中。高速内圆磨床电主轴/535第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页下一页3.6.3主轴部件结构设计（一）主轴部件的支承数目多数机床的主轴采用前、后两个支承。为提高刚度和抗振性，有的机床采用三个支承。三个支承中可以前、后支承为主要支承，中间支承为辅助支承，图24；也可以前、中支承为主要支承，后支承为辅助支承，图30。且后者应用较多。6第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页未完待续……3.6.3主轴部件结构设计（二）推力轴承的位置配置型式（1

5、）前端配置：两个方向的推力轴承都布置在前支承外。这类配置方案在前支承处轴承较多，发热大，温升高；但主轴受热后向后伸长，不影响轴向精度，精度高，对提高主轴部件刚度有利。用于轴向精度和刚度要求较高的高精度机床或数控机床。（2）后端配置：两个方向的推力轴承都布置在后支承处。这类配置方案前支承处轴承较少，发热小，温升低；但主轴受热后向前伸长，影响轴向精度。用于轴向精度要求不高的普通精度机床，如立铣、多刀车床等。7第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页下一页3.6.3主轴部件结构设计（二）推力轴承的位置配置型式（3）两端配置：两个方向的推力轴承分别布置在前后两个支承处。这类配置方案当主轴受热

6、伸长后，影响主轴轴承的轴向间隙。为避免松动，可用弹簧消除间隙和补偿热膨胀。常用于短主轴，如组合机床主轴。（4）中间配置：两个方向的推力轴承在前支承的后侧。这类配置方案可减少主轴的悬伸量，并使主轴的热膨胀向后；但前支承结构较复杂，温升也可能较高。以上四种推力轴承配置型式/548第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页下一页3.6.3主轴部件结构设计（三）主轴传动件位置的合理布置（1）传动件在主轴上轴向位置的合理布置合理布置传动件在主轴上的轴向位置，可以改善主轴的受力情况，减少主轴变形，提高主轴的抗振性。主轴上传动件轴向布置时，应尽量靠近前支承，有多个传动件时，其中最大传动件应靠近前支承

7、。传动件轴向布置的几种情况/55（2）驱动主轴的传动轴位置的合理布置主轴受到的驱动力相对于切削力的方向取决于驱动主轴的传动轴位置。9第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页下一页3.6.3主轴部件结构设计（四）主轴主要结构参数的确定主轴的主要结构参数有主轴前、后轴径直径D1和D2，主轴内孔直径d，主轴前端悬伸量a和主轴主要支承间的跨距L，这些参数将直接影响主轴旋转精度和主轴刚度。（1）主轴前轴径直径D1的选取（2）主轴内孔直径d的确定（3）主