C6140車床主軸設(shè)計.doc

泰山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計泰 山 學(xué) 院本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計C6140車床主軸設(shè)計所 在 學(xué) 院 機(jī)械與工程學(xué)院 專 業(yè) 名 稱 土 木 工 程 申請學(xué)士學(xué)位所屬學(xué)科 工 學(xué) 年 級 二九級 學(xué)生姓名、學(xué)號 張霄霄2009170115 指導(dǎo)教師姓名、職稱 季紹坤 教授 完 成 日 期 2013年 5月 30日 摘要目前機(jī)床主軸的設(shè)計還是以經(jīng)驗或類比為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)（經(jīng)驗）設(shè)計方法。本文探索科學(xué)理論的應(yīng)用，科學(xué)地分析的處理經(jīng)驗，數(shù)據(jù)和資料，確定主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計方案：本畢業(yè)設(shè)計共章：包括車床歷史的發(fā)展及臥式床的相關(guān)知識；車床主軸的選材；C6140臥式車床主軸的加工精度及誤差分析；車床主軸的加工工藝；主軸的精度檢驗及調(diào)整；車床主軸的維修與保養(yǎng)及廢舊主軸的再利用等。關(guān)鍵詞： 主軸 結(jié)構(gòu)設(shè)計32ABSTRACTAt present the design of the machine tool spindle is based onexperience or comparison of traditional design method (experience). This article explores the application of scientific theory, scientific processing experience, analysis of data and information, determine the spindle structure design plan: Chapter this graduation design: including lathe history development and the related knowledge of horizontal bed; Lathe spindle selection; C6140 horizontal lathe spindle of machining precision and the error analysis; The processing technology of the lathe spindle; The spindle precision inspection and adjustment; Lathe spindle repair and maintenance and reuse of waste spindle. Keywords: Spindle Structure Design 1. 前言11.1簡介11.2主軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)11.3主軸的作用22. c6140車床主軸的選材22.1車床主軸的工作條件與技術(shù)要求22.1.1主軸的基本要求22.2主軸的選材與原因33. C6140車床主軸的加工工藝33.1基本加工路線33.2主軸加工工藝過程43.2.1主軸的基本要求43.2.2.主軸的主要技術(shù)條件73.2.3 .主軸加工工藝過程分析124.參數(shù)擬定134.1車床的規(guī)格系列和用處134.2確定極限轉(zhuǎn)速135.傳動設(shè)計135.1主傳動方案設(shè)定135.2傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇145.3確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目145.4傳動式的擬定145.5結(jié)構(gòu)式的擬定155.6轉(zhuǎn)速圖的擬定156.傳動件的估算166.1 V帶傳動的計算166.2傳動軸的估算196.2.1確定各軸的轉(zhuǎn)速197動力設(shè)計217.1主軸剛度計算217.1.1選定前段懸伸量C217.1.2主軸支撐跨距L的確定217.2軸承的校驗248.結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明258.1軸的設(shè)計258.2主軸組件設(shè)計268.3各部分尺寸的選擇278.4主軸軸承288.5潤滑及密封30參考文獻(xiàn)32致謝331. 前言1.1簡介C6140型普通車床是我國設(shè)計制造的新型產(chǎn)品。它具有良好的機(jī)械性能，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、外觀整潔等特點(diǎn)。C6140所代表的意義：C是代表類別，表示車床類，6是組別代號，代表臥式，1為系別代號，40為主參數(shù)，400mm為最大回轉(zhuǎn)直徑。1）主運(yùn)動傳動車床速度最高、消耗功率最大的運(yùn)動就是主傳動運(yùn)動。主運(yùn)動傳動鏈的兩個末端件是電機(jī)與主軸，它的功用是把動力源的運(yùn)動及動力傳遞給主軸，并由主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)主運(yùn)動，并滿足臥式車床主軸變速換向的要求。2）進(jìn)給運(yùn)動進(jìn)給運(yùn)動是保障切削運(yùn)動繼續(xù)下去的運(yùn)動。刀具縱向或橫向移動是由進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈實現(xiàn)的。在切削圓柱面和端面時，進(jìn)給傳動鏈為外聯(lián)系傳動鏈。我們通常用工件轉(zhuǎn)每轉(zhuǎn)刀架的移動量來計算進(jìn)給量。臥式車床在車削螺紋時，進(jìn)給傳動鏈為內(nèi)聯(lián)系傳動鏈。1.2主軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主軸是機(jī)床中最常見的一種旋轉(zhuǎn)類零件。主要由內(nèi)圓面、外圓面、內(nèi)外圓錐面、螺紋、花鍵和橫向孔等組成。1.3主軸的作用主軸是機(jī)床的執(zhí)行件，它的主要功能是支撐傳動件和傳遞轉(zhuǎn)矩、在運(yùn)作時，由它帶動工件直接參與表面成形運(yùn)動；同時還保證工件對機(jī)床其他部件有正確的相對位置。所以，主軸的性能對加工質(zhì)量和機(jī)床的生產(chǎn)效率有重要影響。另外，主軸的傳動方式是由皮帶傳動和齒輪傳動兩種方式結(jié)合的。 各種車床主軸部件有所不同，但他們的基本用途是相同的，在結(jié)構(gòu)和要求方面也是類似的。在工作性能上都必須與機(jī)床使用性能有相匹配的旋轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性和耐磨性等。車床的類型不同，主軸工作條件不同，結(jié)構(gòu)就有所不同。2. c6140車床主軸的選材2.1車床主軸的工作條件與技術(shù)要求2.1.1主軸的基本要求1.承受摩擦與磨損機(jī)床主軸的不同部位承受著不同程度的磨損，尤其是軸頸部分，由于某些軸承與軸頸配合時，摩損較大，所以此部位應(yīng)具有很高的硬度來增強(qiáng)耐磨性。但是某些軸頸與滾動軸承配合后磨損不大，因此不需要大的硬度。2.工作中時承受載荷在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，機(jī)床主軸要承受不同載荷的作用，如彎曲變形、沖壓，扭轉(zhuǎn)等。因此要求主軸必須有抵抗不同載荷的能力。主軸在載荷大轉(zhuǎn)速高時還要承受著很高的交變應(yīng)力。所以要求主軸具有較高的綜合力學(xué)性能和疲勞強(qiáng)度。2.2主軸的選材與原因45鋼即可滿足選材要求，因為承受的載荷不是很大，沖擊作用不大，轉(zhuǎn)速不高，所以具有一般的綜合力學(xué)性能就可以滿足要求。但因為在主軸大端的內(nèi)錐孔和外錐孔處經(jīng)常與頂尖，卡盤有相對摩擦，齒輪與花鍵部位有相對滑動，所以這些部位要求較高的耐磨性和硬度。 45鋼淬透性雖較差，但主軸工作時最大應(yīng)力分布在表面，粗車后， 軸的形狀較簡單，在調(diào)質(zhì)淬火時一般不會開裂。因此選擇合金調(diào)質(zhì)鋼，采用廉價、可鍛性和切割加工性能皆好的45鋼即可。并且可以節(jié)約原材料和減少加工工時。車床主軸直徑較大，階梯較多，宜選鍛件毛坯。3. C6140車床主軸的加工工藝3.1基本加工路線擬定機(jī)械零件的加工工藝路線是制定工藝的一項重要工作，擬定工藝路線時的幾個階段有：選定各表面的加工方法；劃分加工階段；安排工序的先后順序；確定工序的集中與分散程度。主軸的機(jī)械加工主要以外圓加工為主，基本加工路線可以分為三條。（1）粗車半精車精車。對于一般的材料，這是外圓表面加工采用的主要工藝路線。（2）粗車半精車粗磨精磨。加工黑色金屬材料時，表面粗糙度值要求小和精度要求高時，其后續(xù)工序只能采用磨削。（3）粗車半精車精車金剛石車。有色金屬用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，由于有色金屬一般比較軟，容易堵塞沙粒間的空隙，因此最終工序多用金剛石車和精車。3.2主軸加工工藝過程3.2.1主軸的基本要求 1.旋轉(zhuǎn)精度主軸的旋轉(zhuǎn)精度是指刀具部分和主軸前端夾持工件的端面跳動、徑向跳動和軸向竄動的大小。旋轉(zhuǎn)精度通常是在車床空載的情況下，用空轉(zhuǎn)和手動轉(zhuǎn)動主軸來進(jìn)行測量的。C6140的主軸旋轉(zhuǎn)精度根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GC2-60）作了規(guī)定，根據(jù)零件的加工精度而定。2. 剛度剛度指的是主軸部件的剛度，是指在外力作用下主軸抵抗變形的能力。對主軸部件的剛度目前沒有統(tǒng)一的規(guī)定，但是理論分析和實踐表明，在工件加工過程中，如果主軸前端的變形比較小，一般加工精度能夠保證、也會有良好的動態(tài)特性；因此，一般以靜剛度來估算主軸的剛度，也就是以主軸前端產(chǎn)生單位位移方向上所施加的作用力大小來表示主軸的剛度。當(dāng)作用力P（公斤），位移為y（微米），則主軸的剛度K為： K=P/y 公斤/微米3. 抗振性主軸的抗振性是指機(jī)床進(jìn)行切削時主軸保持平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)而不發(fā)生振動的能力?？拐裥圆?，主軸工作時容易產(chǎn)生振動，因此影響刀具的壽命和工件表面質(zhì)量，并加速機(jī)床零件的磨損，振動時的噪音影響工作環(huán)境。振源的頻率和主軸部件的固有頻率越接近，振動就越強(qiáng)烈。因此，一般要求主軸部件有較高的固有頻率，來減小主軸其他部件的振動。4. 溫升和熱變形主軸部件在運(yùn)轉(zhuǎn)時，由于攪油和摩擦等損耗從而產(chǎn)生熱量，這些熱量使箱體和主軸部件本身因熱膨脹而變形。造成主軸前端向前伸長，造成主軸旋轉(zhuǎn)中心線與機(jī)床其他部件的相對位置發(fā)生變化，直接影響加工精度；其次溫升過高，軸承間隙也會發(fā)生改變，影響正常的潤滑條件，影響軸承的正常工作，嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)生抱軸現(xiàn)象。一般規(guī)定，用潤滑軸承時，對一般機(jī)床而言，主軸軸承溫度不得超過60攝氏度，對特別精密的機(jī)床不得超過10攝氏度；用滾動軸承時允許溫度可參考下表：表1機(jī)床精度等級普通機(jī)床精密機(jī)床高精密機(jī)床特高精密機(jī)床軸承允許溫度50-5540-45354070%7表2注：1.單位為毫米。2.光潔度欄8為光潔度標(biāo)準(zhǔn)3.2.2.主軸的主要技術(shù)條件 1）主軸前端莫氏6號錐孔用來安裝工具錐柄或頂尖。避免錐孔軸線與支承軸線不同軸，從而引起加工工件出現(xiàn)相對位置誤差。 2）主軸前端端面和圓錐面安裝車床夾具或卡盤的定位表面。為了保證卡盤的定心精度，主軸的回轉(zhuǎn)線必須與端面垂直同時該圓錐表面必須與支承軸頸同軸。 3）主軸上的螺紋是用來調(diào)節(jié)和固定主軸軸承間隙的，有時會由于螺紋中徑對于支承軸頸歪斜，從而造成軸承位置發(fā)生變化和鎖緊螺母端面不垂直，引起主軸徑向圓跳動增大。 3.2.2.2.主軸的加工工藝過程表3表3 3.2.3 .主軸加工工藝過程分析1）.安排工序時，一切要粗精分開，先粗后精。因為主軸是階梯帶通孔的零件，加工掉大量金屬后，會引起殘余應(yīng)力重新分布而變形，主軸加工就是以最主要表面的粗加工、半精加工和精加工為主線，適當(dāng)穿插其它表面的加工工序而組成的工藝路線。粗加工開始前先準(zhǔn)備毛胚并正火（將鋼加熱到亞共析鋼或過共析鋼，保溫后在空氣中冷卻）；粗加工階段為切端面鉆中心孔、粗車外圓等；半精加工階段是半精半外圓、各輔助表面的加工與淬火；精加工階段是主要的表面精加工。2）工序順序的安排應(yīng)注意以下幾點(diǎn):A.深孔加工的安排B.基準(zhǔn)先行C.次要表面加工的安排D.先大后小與先外后內(nèi)3） 主要工系加工方法A.中心孔的加工 用端面鉆中心孔機(jī)床來加工中心孔，還需要多次研磨。B.外圓的加工 外圓粗精車削后，在進(jìn)行磨削精加工。C.精磨錐孔 主軸錐孔對主軸支承軸頸是一項重要指標(biāo)，因此，采用專用夾具裝夾加工。D.花鍵加工 它是主軸零件上的典型表面，具有定心精度高，導(dǎo)向性能好、傳遞轉(zhuǎn)矩大、易于互換等優(yōu)點(diǎn)。加工方法是通用銑床加工，再進(jìn)行側(cè)面磨削加工。4.參數(shù)擬定4.1車床的規(guī)格系列和用處普通機(jī)床的規(guī)格和類型有系列型譜作為設(shè)計時應(yīng)該遵照的基礎(chǔ)。主要用于加工回轉(zhuǎn)體。4.2確定極限轉(zhuǎn)速由nmin=45，j=1.41 z=12 確定各級轉(zhuǎn)速，分別為1970、1400、710、500、355、250、180、125、90、63、45rmin合理的確定電機(jī)功率N，使機(jī)床既能充分發(fā)揮其使用性能，滿足生產(chǎn)需要，又不致使電機(jī)經(jīng)常輕載而降低功率。已知電動機(jī)的功率是4KW，根據(jù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)附錄表2-4選Y112M-4，額定功率4kw，滿載轉(zhuǎn)速1440 min r ，最大額定轉(zhuǎn)距2.2。5.傳動設(shè)計5.1主傳動方案設(shè)定擬定主傳動方案，包括傳動型式的選擇以及開停、制動、操縱等整個傳動系統(tǒng)的確定。傳動型式指的是變速和傳動的機(jī)構(gòu)、元件以及組成、安排不同特點(diǎn)的變速類型、傳動型式.5.2傳動結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)的選擇結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)對于分析和選擇簡單的串聯(lián)式的傳動是有用的方法，但對于分析復(fù)雜的傳動并想由此得出實際的方案，就并非十分有效。5.3確定傳動組及各傳動組中傳動副的數(shù)目數(shù)為Z的傳動系統(tǒng)由若干個順序的傳動組組成，各傳動組分別有Z1、z2傳動副。即z=z1z2z3由于結(jié)構(gòu)的限制傳動副中以2或3為合適，即變速級數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子： ，有三種方案： 12=322；12=232；12=223；5.4傳動式的擬定12級轉(zhuǎn)速傳動系統(tǒng)的傳動組，選擇傳動組安排方式時，考慮到機(jī)床主軸變速箱的具體結(jié)構(gòu)、裝置和性能。在軸如果安置換向摩擦離合器時，為減少軸向尺寸，第一傳動組的傳動副數(shù)不能多，以2為宜。主軸對工件的表面粗糙度、加工精度的影響很大，因此主軸上齒輪越少為好。最后一個傳動組的傳動副通常選用2。綜上所述，傳動式為12=232。5.5結(jié)構(gòu)式的擬定對12=232傳動式而言，有6種結(jié)構(gòu)網(wǎng)和對應(yīng)的結(jié)構(gòu)式。分別為：， ， ， 由于本次設(shè)計的機(jī)床I軸裝有摩擦離合器，在結(jié)構(gòu)上要求有一齒輪的齒根圓大于離合器的直徑。初選的方案。5.6轉(zhuǎn)速圖的擬定表4圖16.傳動件的估算6.1 V帶傳動的計算V帶傳動中，軸間距A可以加大。因為是靠摩擦傳遞，帶與輪槽之間會出現(xiàn)打滑，宜可得到震動的緩沖，使傳動平穩(wěn)。帶輪尺寸大但結(jié)構(gòu)簡單，常用做機(jī)床中電機(jī)輸出軸的定比傳動。(1)選擇V帶的型號根據(jù)公式式中P電動機(jī)額定功率，工作情況系數(shù)(取1.1)。 查機(jī)械設(shè)計圖5-10，所以選擇A型帶，尺寸參數(shù)為B=48mm，=11mm，h=8，。(2)確定帶輪的計算直徑，帶的彎曲應(yīng)力和帶輪的直徑成反比。為提高帶的壽命，小帶輪的直徑不能過小，即。查機(jī)械設(shè)計取主動輪基準(zhǔn)直徑=100。由公式 式中：-小帶輪轉(zhuǎn)速，-大帶輪轉(zhuǎn)速，-帶的滑動系數(shù)，取0.02。因此 ，由機(jī)械設(shè)計V帶帶輪基準(zhǔn)直徑的標(biāo)準(zhǔn)系列，取圓整為140mm。實際的傳動比為 傳動比誤差相對值為 一般允許誤差5%，所選大帶輪直徑可選。(3)確定三角帶速度由公式 v在525m/s之間，滿足要求。(4)初定中心距通常根據(jù)機(jī)床的總體布局來選定帶輪的中心距，一般在下列范圍內(nèi)選?。?根據(jù)經(jīng)驗公式 即 ，得到：取=320mm.(5)V帶的計算基準(zhǔn)長度 由機(jī)械設(shè)計表5-4，可選取基準(zhǔn)長度為。(6)確定實際中心距(7)驗算小帶輪包角，主動輪上包角合適。(8)確定V帶根數(shù)由式 查表5-6，5-5得= 0.15KW,= 1.32KW查表5-7，=0.99；查表5-8，=0.96 所以取根.(10)計算帶的張緊力和壓軸力查機(jī)械設(shè)計表5-1，q=0.1kg/m單根帶的張進(jìn)力 帶輪軸的壓軸力 6.2傳動軸的估算傳動軸既要滿足剛度要求又要滿足剛強(qiáng)度要求，強(qiáng)度要求保證軸在反復(fù)載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞。而剛度要求保證軸在載荷作用下不發(fā)生過大的變形。所以，必須保證傳動軸有足夠的剛度機(jī)床主傳動系統(tǒng)精度要求較高，不允許有較大變形。除了載荷很大的情況外，其他情況不必驗算軸的強(qiáng)度。6.2.1確定各軸的轉(zhuǎn)速(1) 確定主軸轉(zhuǎn)速：主軸的轉(zhuǎn)速為(2) 各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速： 軸可從主軸90r/min按22/88的傳動副傳動，軸的計算轉(zhuǎn)速125r/min；軸的計算轉(zhuǎn)速為500r/min；軸的計算轉(zhuǎn)速為710r/min。(3) 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 主軸各級實際轉(zhuǎn)速值用下式計算： 式中 分別為第一、第二、第三變速組齒輪傳動比，取0.02 。正傳實際轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速誤差是用主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速相對誤差的絕對值表示：% 其中為主軸標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速。正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速誤差表表5主軸轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速456390125180250實際轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速誤差%0.302.340.382.370.422.37主軸轉(zhuǎn)速n7n8n9n10n11n12標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速355500710100014001970實際轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速誤差%0.942.300.942.300.940.94 轉(zhuǎn)速誤差滿足要求。 7動力設(shè)計7.1主軸剛度計算7.1.1選定前段懸伸量C參考機(jī)械裝備設(shè)計P121，根據(jù)主軸端部的結(jié)構(gòu)，前支承軸承配置和密封裝置的型式和尺寸，這里選定C=120mm.7.1.2主軸支撐跨距L的確定一般最佳跨距 ，考慮到結(jié)構(gòu)以及支承剛度因磨損會不斷降低，應(yīng)取跨距L比最佳支承跨距大一些，再考慮到結(jié)構(gòu)需要，取L=600mm。7.1.3計算C點(diǎn)撓度(1）軸向切削力的計算: 其中,故，故。(2）驅(qū)動力Q的計算:參考車床主軸箱指導(dǎo)書，其中所以(3）軸承剛度的計算: 這里選用4382900系列雙列圓柱滾子軸承 根據(jù)得到：(4）確定彈性模量，慣性距I；和長度。 軸的材產(chǎn)選用40Cr，查簡明機(jī)械設(shè)計手冊P6，有 主軸的慣性距I為： 主軸C段的慣性距Ic可近似地算： 切削力P的作用點(diǎn)到主軸前支承支承的距離S=C+W，對于普通車床，W=0.4H （H是車床中心高，設(shè)H=200mm)。 則： 根據(jù)軸承、齒輪寬度以及結(jié)構(gòu)要求，取b=60mm 計算切削力P作用在S點(diǎn)引起主軸前端C點(diǎn)的撓度 代入數(shù)據(jù)并計算得=0.03525mm。 計算驅(qū)動力Q作用在兩支承之間時，主軸前端C點(diǎn)的撓度 計算得：=-0.002192mm 求主軸前端C點(diǎn)的終合撓度 水平坐標(biāo)Y軸上的分量代數(shù)和為，計算得：=0.0396mm.。綜合 撓度。綜合撓度方向角，又。因為，所以此軸滿足要求。7.2軸承的校驗軸選用了角接觸軸承7206 其基本額定負(fù)荷為30.5KN 由于該軸的轉(zhuǎn)速是定值所以齒輪越小越靠近軸承，對軸承的要求越高。根據(jù)要求，應(yīng)該對軸末端的滾子軸承進(jìn)行校核。 齒輪的直徑 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 Nm 齒輪受力 N 根據(jù)受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為 N N 因軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，又由于不受軸向力，按機(jī)械設(shè)計表10-5查得 為1.2到1.8，取，則有： N N 軸承的壽命 因為，所以按軸承1的受力大小計算： h 故該軸承能滿足要求。8.結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明8.1軸的設(shè)計將運(yùn)動帶入變速箱的帶輪一般都安裝在軸端，軸端變形較大，結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意軸的剛度的加強(qiáng)。I軸上裝有摩擦離合器，由于組成離合器的零件很多，裝配很不方便，一般都是在箱外組裝好I軸再整體裝入箱內(nèi)。我們采用的卸荷裝置一般是把軸承裝載法蘭盤上，通過法蘭盤將帶輪的拉力傳遞到箱壁上。在確定軸向尺寸時，摩擦片不壓緊時，應(yīng)留有0.20.4的間隙，間隙應(yīng)能調(diào)整。離合器及其壓緊裝置中有三點(diǎn)值得注意：1） 摩擦片的軸向定位：由兩個帶花鍵孔的圓盤實現(xiàn)。其中一個圓盤裝在花鍵上，另一個裝在花鍵軸上的一個環(huán)形溝槽里，并轉(zhuǎn)過一個花鍵齒，和軸上的花鍵對正，然后用螺釘把錯開的兩個圓盤連接在一起。這樣就限制了軸向的兩個自由度，起了定位作用。2） 摩擦片的壓緊由加力環(huán)的軸向移動實現(xiàn)，在軸系上形成了彈性力的封閉系統(tǒng)，不增加軸承軸向負(fù)荷。3） 結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)使加力環(huán)推動擺桿和鋼球的運(yùn)動是不可的，即操縱力撤消后，有自鎖作用。I軸上裝有摩擦離合器，兩端的齒輪是空套在軸上，當(dāng)離合器接通時才和軸一起轉(zhuǎn)動。但脫開的另一端齒輪，與軸回轉(zhuǎn)方向是相反的，二者的相對轉(zhuǎn)速很高（約為兩倍左右）。結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮這點(diǎn)。齒輪與軸之間的軸承可以用滾動軸承也可以用滑動軸承?；瑒虞S承在一些性能和維修上不如滾動軸承，但它的徑向尺寸小?？仗X輪需要有軸向定位，軸承需要潤滑。8.2主軸組件設(shè)計主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。安裝工件（車床）或者刀具（銑床、鉆床等）的主軸參與切削成形運(yùn)動，因此它的精度和性能直接影響加工質(zhì)量（精度和表面粗糙度），設(shè)計時主要圍繞著保證精度、剛度和抗振性，減少溫升和熱變形等幾個方面考慮。8.3各部分尺寸的選擇主軸形狀與各部分尺寸不僅和強(qiáng)度、剛度有關(guān)，而且涉及多方面的因素。1） 內(nèi)孔直徑車床主軸由于要通過棒料，安裝自動卡盤的操縱機(jī)構(gòu)及通過卸頂尖的頂桿，必須是空心軸。為了擴(kuò)大使用范圍，加大可加工棒料直徑，車床主軸內(nèi)孔直徑有增大的趨勢。2） 軸頸直徑前支撐的直徑是主軸上一主要的尺寸，設(shè)計時，一般先估算或擬定一個尺寸，結(jié)構(gòu)確定后再進(jìn)行核算。3） 前錐孔直徑前錐孔用來裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏錐孔。4） 支撐跨距及懸伸長度為了提高剛度，應(yīng)盡量縮短主軸的外伸長度。選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇?，一般推薦?。?=35，跨距小時，軸承變形對軸端變形的影響大。所以，軸承剛度小時，應(yīng)選大值，軸剛度差時，則取小值?？缇嗟拇笮。艽蟪潭壬鲜芷渌Y(jié)構(gòu)的限制，常常不能滿足以上要求。安排結(jié)構(gòu)時力求接近上述要求。8.4主軸軸承1）軸承類型選擇一般選用的主軸前軸承有兩種類型：雙列短圓柱滾子軸承。承載能力大，可同時承受徑向力和軸向力，結(jié)構(gòu)比較簡單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低。與雙列短圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的軸承有三種：600角雙向推力向心球軸承。是一種新型軸承，在近年生產(chǎn)的機(jī)床上廣泛采用。具有承載能力大，承受極限轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)。外徑比同規(guī)格的雙列圓柱滾子軸承小一些。在使用中，這種軸承不承受徑向力。推力球軸承。承受軸向力的能力最高，但允許的極限轉(zhuǎn)速低，容易發(fā)熱。向心推力球軸承。允許的極限轉(zhuǎn)速高，但承載能力低，主要用于高速輕載的機(jī)床。2）軸承的配置一般機(jī)床主軸采用兩個支撐，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但為了提高主軸剛度也有用三個支撐的。三支撐結(jié)構(gòu)要求箱體上三支撐孔具有良好的同心度，否則溫升和空載功率增大，效果不一定好。三孔同心在工藝上難度較大，可以用兩個支撐的主要支撐，第三個為輔助支撐。輔助支撐軸承（中間支撐或后支撐）保持比較大的游隙（約0.030.07），只有在載荷比較大、軸產(chǎn)生彎曲變形時，輔助支撐軸承才起作用。軸承配置時，除選擇軸承的類型不同外，推力軸承的布置有很大差別。推力軸承布置在前軸承、后軸承還是分別布置在前、后軸承，影響著溫升后軸的伸長方向以及結(jié)構(gòu)的負(fù)載程度，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的實際要求確定。在配置軸承時，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 每個支撐點(diǎn)都要能承受經(jīng)向力。 兩個方向的軸向力應(yīng)分別有相應(yīng)的軸承承受。 徑向力和兩個方向的軸向力都應(yīng)傳遞到箱體上，即負(fù)荷都由機(jī)床支撐件承受。3）軸承的精度和配合主軸軸承精度要求比一般傳動軸高。前軸承的誤差對主軸前端的影響最大，所以前軸承的精度一般比后軸承精度選擇高一級。普通精度級機(jī)床的主軸，前軸承的選或級，后軸承選或級。選擇軸承的精度時，既要考慮機(jī)床精度要求，又要考慮經(jīng)濟(jì)性。軸承與軸和軸承與箱體孔之間，一般都采用過盈配合。另外軸承的內(nèi)外環(huán)都是薄壁件，軸和孔的形狀誤差都會反映到軸承滾道上去。如果配合精度選的太低，會降低軸承的回轉(zhuǎn)精度，所以軸和孔的精度應(yīng)與軸承精度相匹配。4)軸承間隙的調(diào)整為了提高主軸的回轉(zhuǎn)精度和剛度，主軸軸承的間隙應(yīng)能調(diào)整。把軸承調(diào)到合適的負(fù)間隙，形成一定的預(yù)負(fù)載，回轉(zhuǎn)精度和剛度都能提高，壽命、噪聲和抗震性也有改善。預(yù)負(fù)載使軸承內(nèi)產(chǎn)生接觸變形，過大的預(yù)負(fù)載對提高剛度沒有明顯的效果，而磨損發(fā)熱量和噪聲都會增大，軸承壽命將因此而降低。軸承間隙的調(diào)整量，應(yīng)該能方便而且能準(zhǔn)確地控制，但調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不能太復(fù)雜。雙列短圓柱滾子軸承內(nèi)圈相對外圈可以移動，當(dāng)內(nèi)圈向大端軸向移動時，由于1：12的內(nèi)錐孔，內(nèi)圈將脹大消除間隙。其他軸承調(diào)整也有與主軸軸承相似的問題。特別要注意：調(diào)整落幕的端面與螺紋中心線的垂直度，