机床典型部件设计学习资料.ppt

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1、机床典型部件设计二、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、电动机直接驱动等，可根据主轴的转速、所传递的扭矩，对运动平稳性等要求来进行传动方式的选择。1.齿轮传动结构简单、紧凑，传递扭矩较大，能适应变转速、变载荷下工作。其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.带传动结构简单，制造容易，成本低廉，特别适合于大中心距的两轴传动。皮带有弹性可吸振，故传动平稳，噪声小，适宜高速传动。由于带传动（除同步带外）是靠摩擦力传动，在过载中会打滑，能起过载保护作用，但其不能用在速比

2、要求准确的场合。同步齿形带是通过封闭环形带上的齿形与带轮上的轮齿相啮合来传递运动和动力，其齿形有两种：梯形齿和圆弧齿。与其它传动相比，同步带有下列特点：1）传动比准确，工作时无滑动；2）传动效率高，一般可达98%，与V带相比较，可节能10%以上；3）传动平稳，能吸收振动，噪声小；4）使用范围广，传动比可达1:10，高速达50m/s，传递功率高达100～300kW，且带轮直径小，不须多大的张紧力，故结构紧凑；5）维护方便，能在高温、灰尘、水及腐蚀介质环境中工作，而无需润滑；6）安装要求高，两带轮轴线平行，中心距要求严格；

3、7）带与带轮的制造工艺较复杂。3.电动机直接驱动方式——将主轴与电动机制成一体。三、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。该支承方式结构简单，制造装配方便，易保证精度。为提高其刚度，前后支承应消除间隙或预紧。某些机床由于结构设计上的原因，导致主轴箱长度较长，此时应增设中间支承来提高主轴部件的刚度和抗振性。但对三支承主轴而言，通常只有两个支承（其中一个为前支承）起主要作用，而另一个支承起辅助作用，即处于径向“浮动”状态，以保证主轴部件的刚度和旋转精度。统计结果表明，采用三支承的主轴，以

4、前、中支承为主要支承的约占80%；以前、后支承为主要支承的约占20%。（二）推力轴承位置配置型式主轴部件承受轴向力的推力轴承配置方式直接影响主轴的轴向位置精度。1.前端配置（前端定位）——主轴受热变形向后延伸，不影响轴向精度，但前支承结构复杂，轴承调隙不便，前支承处发热量大。适用于轴向精度和刚度要求较高的精密机床（如精密车床、精密铣床、坐标镗床、落地镗床等）或数控机床。2.后端配置（后端定位）其特点与上述相反。适用于普通精度机床（如立式铣床、多刀车床等）。3.两端配置主轴受热伸长后，影响主轴轴承的轴向间隙。常用于短主轴

5、（如组合机床主轴）或轴向间隙变化不影响主轴正常工作的机床（如钻床）。4.中间配置其特点与前端配置相近，但其主轴前端的悬伸量要比前端配置结构短些。（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，可改善主轴的受力情况，减小主轴变形，提高其抗振性。其主要原则是尽量使传动力引起的主轴弯曲变形要小；引起主轴前端在影响加工精度敏感方向上的位移要小。因此，主轴上的传动件应尽量靠近前支承布置，有多个传动件时，其中最大的传动件应靠近前支承。根据传动件在不同的轴向位置时及传动力Q在不同方

6、向作用时，分析其不同特点及应用范围。在切削力F的作用下，使主轴轴端产生位移，根据位移叠加原理，轴端总位移Y为式中：Y1——刚性支承上弹性主轴端部位移量；Y2——弹性支承上刚性主轴端部位移量；1）传动件布置在跨距之间大多数机床都采用这种布局，例如卧式车床、六角车床、卧式镗床和铣床主轴上齿轮的布置。当切削力F和传动力Q的方向相同时，其所引起的主轴前端变形可相互抵消一部分，则主轴前端总变形量减小，但主轴前支承受力较大，要求前轴承有较高的承载能力和较大的刚度。这种布局一般适用于精度较高或前支承刚度较高的机床。当切削力F和传动力

7、Q的方向相反，则主轴前端总变形量大，但前支承受力较小，故一般适用于精度较高的卧式机床。2）传动件布置在主轴尾部这种情况在外圆磨床、内圆磨床的砂轮主轴中常见。皮带轮安装在主轴尾部，则皮带拉力与切削力F同向，不能使切削力F和传动力Q所引起的主轴前端变形部分地相互抵消。所以，这种布局可用于皮带拉力较小的场合。若皮带拉力很大，则可考虑采用卸荷式结构。3）传动件布置在主轴前悬伸端当切削力F和传动力Q均作用在主轴前端时，可使两者方向相反，从而使其引起的主轴前端变形部分地相互抵消。此外，前支承反力也较小。切削力F和传动力Q均作用在主

8、轴前端，还可使主轴受扭长度较短，但传动件需要安装在前支承外面，增加了主轴的悬伸长度，结构上也较复杂。这种布局一般只适用于大型机床，如大型卧式车床、立式车床等的主轴组件。2.驱动主轴的传动轴位置的合理布置主轴受到的驱动力Q相对于切削力F的方向取决于驱动主轴的传动轴的空间位置。应尽可能将该驱动轴布置在合适的位置，使驱动力Q引起的主轴变