主軸組件設(shè)計資料(全)PPT課件

1、2021/6/71 本ppt文檔包含以下內(nèi)容:(本ppt借鑒了許多老師成果) 主傳動系統(tǒng)方案的選擇確定 主軸組件設(shè)計計算 一、主軸組件設(shè)計要求 二、主軸組件結(jié)構(gòu)尺寸及材料確定 主軸前后直徑d1、d2的確定 主軸內(nèi)孔直徑d的確定 主軸懸伸量a的確定 主軸軸承支撐跨距L的確定 主軸端部結(jié)構(gòu)尺寸的確定 主軸材料選擇 三、主軸組件軸承選擇設(shè)計計算 （一 ）主軸組件軸承類型的選擇 （二）主軸組件軸承配置的選擇 （三）主軸組件軸承的精度 （四）主軸組件軸承的潤滑與密封 （五）主軸組件軸承預緊和間隙調(diào)整 2021/6/72 主軸組件設(shè)計 一、主軸組件應滿足的基本要求一、主軸組件應滿足的基本要求 1 1、旋轉(zhuǎn)

2、精度、旋轉(zhuǎn)精度 2 2、靜剛度、靜剛度 3 3、動剛度、動剛度 4 4、溫升與熱變形、溫升與熱變形 5 5、精度保持性、精度保持性 2021/6/73 主軸組件設(shè)計 二、主軸滾動軸承二、主軸滾動軸承 優(yōu)點優(yōu)點：（1 1）足夠的剛度、高旋轉(zhuǎn)精度、變轉(zhuǎn)速和變載荷）足夠的剛度、高旋轉(zhuǎn)精度、變轉(zhuǎn)速和變載荷 下工作平穩(wěn)；下工作平穩(wěn)； （2 2）質(zhì)量穩(wěn)定、成本低、經(jīng)濟性好；）質(zhì)量穩(wěn)定、成本低、經(jīng)濟性好； （3 3）容易潤滑。）容易潤滑。 缺點：缺點：（1 1）旋轉(zhuǎn)中徑向剛度變化大；）旋轉(zhuǎn)中徑向剛度變化大； （2 2）摩擦力大，阻尼??；）摩擦力大，阻尼?。?（3 3）徑向尺寸大）徑向尺寸大 1 1、軸承的特

3、點、軸承的特點 2021/6/74 二、主軸滾動軸承（續(xù)）二、主軸滾動軸承（續(xù)） 2 2、主軸滾動軸承的類型選擇、主軸滾動軸承的類型選擇 （1 1）雙列圓柱）雙列圓柱 滾子軸承滾子軸承 （2 2）雙列推力）雙列推力 角接觸球軸承角接觸球軸承 2021/6/75 二、主軸滾動軸承（續(xù)）二、主軸滾動軸承（續(xù)） 2 2、主軸滾動軸承的類型選擇、主軸滾動軸承的類型選擇 （3 3）角接）角接 觸球軸承觸球軸承 2021/6/76 二、主軸滾動軸承（續(xù)）二、主軸滾動軸承（續(xù)） 2 2、主軸滾動軸承的類型選擇、主軸滾動軸承的類型選擇 角接觸角接觸 球軸承球軸承 組合組合 2021/6/77 二、主軸滾動軸承

4、（續(xù)）二、主軸滾動軸承（續(xù)） 2 2、主軸滾動軸承的類型選擇、主軸滾動軸承的類型選擇 （4 4）雙）雙 列圓錐列圓錐 滾子軸滾子軸 承承 2021/6/78 二、主軸滾動軸承（續(xù)）二、主軸滾動軸承（續(xù)） 3 3、軸承的精度選擇、軸承的精度選擇 應采用應采用P2P2、P4P4、P5P5級和級和SPSP、UPUP級級 （1）切削力方向固定不變的主軸，旋轉(zhuǎn)精度決定于軸）切削力方向固定不變的主軸，旋轉(zhuǎn)精度決定于軸 承內(nèi)圈徑向跳動。承內(nèi)圈徑向跳動。 （2）切削力方向隨主軸旋轉(zhuǎn)同步變化的主軸，旋轉(zhuǎn)精）切削力方向隨主軸旋轉(zhuǎn)同步變化的主軸，旋轉(zhuǎn)精 度決定于外圈徑向跳動。度決定于外圈徑向跳動。 （3）前軸承的精

5、度對主軸的影響較大，前軸承的精度）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）應比后軸承高一級。（理論證明略） 2021/6/79 二、主軸滾動軸承（續(xù)）二、主軸滾動軸承（續(xù)） 3 3、軸承的精度選擇、軸承的精度選擇 應采用應采用P2P2、P4P4、P5P5級和級和SPSP、UPUP級級 （3）前軸承的精度對）前軸承的精度對 主軸的影響較大，前軸主軸的影響較大，前軸 承的精度應比后軸承高承的精度應比后軸承高 一級一級 a l a )1 ( 1 b l a 2 a l a )1 ( 1 2021/6/710 二、主軸滾動軸承（續(xù)）二、主軸滾動軸承（續(xù)） 4 4、軸

6、承剛度、軸承剛度 滾動軸承的剛度隨載荷的增加而增大。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。軸承，計算剛度時應考慮預緊力。 2021/6/711 三、主軸三、主軸 1 1、結(jié)構(gòu)及材質(zhì)選擇、結(jié)構(gòu)及材質(zhì)選擇 結(jié)構(gòu)：空心階梯軸結(jié)構(gòu)：空心階梯軸 材料：淬火鋼或滲碳淬火鋼，高頻淬硬。材料：淬火鋼或滲碳淬火鋼，高頻淬硬。 2 2、技術(shù)要求、技術(shù)要求( (略略) ) 2021/6/712 三、主軸三、主軸 2 2、技術(shù)要求、技術(shù)要求 2021/6/713 四、主軸組件四、主軸組件 1 1、傳動方式、傳動方

7、式 （1 1）帶）帶 傳傳 動：動：結(jié)構(gòu)簡單，中心距調(diào)整方便，結(jié)構(gòu)簡單，中心距調(diào)整方便， 噪聲低，平穩(wěn)，適于高速。（噪聲低，平穩(wěn)，適于高速。（V V帶、多楔帶和帶、多楔帶和 同步帶）同步帶） （2 2）齒輪傳動：）齒輪傳動：傳遞大扭矩，結(jié)構(gòu)緊湊，適傳遞大扭矩，結(jié)構(gòu)緊湊，適 合于變速傳動。合于變速傳動。 （3 3）電機直接驅(qū)動：）電機直接驅(qū)動：異步電機異步電機+ +連軸器、變頻連軸器、變頻 調(diào)速電機、電主軸等形式。調(diào)速電機、電主軸等形式。 2021/6/714 四、主軸組件四、主軸組件 2 2、傳動件的布置、傳動件的布置 （1 1）帶輪通常安裝在后支承的外側(cè)）帶輪通常安裝在后支承的外側(cè) （2 2

8、）齒輪位于兩支承之間則盡量使大齒輪靠近前）齒輪位于兩支承之間則盡量使大齒輪靠近前 支承支承 （3 3）齒輪位于后支承外側(cè)）齒輪位于后支承外側(cè) （4 4）齒輪外增設(shè)輔助支承）齒輪外增設(shè)輔助支承 2021/6/715 四、主軸組件四、主軸組件 3 3、主軸的軸向定位、主軸的軸向定位 （1 1）前端定位前端定位：適于軸：適于軸 向精度和剛度高的高精度向精度和剛度高的高精度 機床合數(shù)控機床；機床合數(shù)控機床； （2 2）后端定位后端定位：適于軸：適于軸 向精度不高的普通機床，向精度不高的普通機床， 臥車、立銑等；臥車、立銑等； （3 3）兩端定位兩端定位：用于短：用于短 主軸或軸向間隙變化不影主軸或軸向

9、間隙變化不影 響工作的機床，如鉆床、響工作的機床，如鉆床、 組合機床等。組合機床等。 五、主軸主要尺寸參數(shù)的確定（略）五、主軸主要尺寸參數(shù)的確定（略） 2021/6/716 主軸部件設(shè)計主軸部件設(shè)計 基本要求 旋轉(zhuǎn)精度和運動精度 剛度 抗振性 溫升和熱變形(熱穩(wěn)定性 ) 精度保持性 2021/6/717 旋轉(zhuǎn)精度和運動精度 旋轉(zhuǎn)精度:指裝配后的部件在無載或低速轉(zhuǎn)動條件下，主軸前端工作部 位的徑向跳動、端面跳動和軸向竄動的大小。主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度直 接影響機床的加工精度。 運動精度指主軸在工作狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)精度，這個精度通常和靜止或低 速狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)精度有較大差別，它表現(xiàn)在工作時主軸回轉(zhuǎn)中心位置的

10、不斷變化，即“主軸軸心漂移”現(xiàn)象。 旋轉(zhuǎn)精度主要取決于主軸及其軸承的制造、裝配、調(diào)整的精度；運動 狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)精度取決于主軸的工作速度、軸承性能和主軸部件的平 衡等因素。 2021/6/718 靜態(tài)剛度 主軸組件的靜態(tài)剛度是指受外力作用時，主軸組件抵抗變形的能力， 又分為抗彎和扭轉(zhuǎn)兩種剛度。數(shù)控機床多采用抗彎剛度作為衡量主 軸組件剛度的指標。通常以主軸前端產(chǎn)生單位位移時，在位移方向 上所施加的作用力大小來表示。 主軸剛度K=F/Y(N/Km) 2021/6/719 抗振性 抗振性包括抵抗受迫振動的能力和抵抗自激振動的能力。 有時也把抵抗受迫振動的能力稱為動剛度，此時，抗振性 僅指抵抗自激振動的

11、能力。若主軸組件抗振性差，工作時 容易產(chǎn)生振動，不僅降低加工質(zhì)量，而且限制了機床生產(chǎn) 率的提高，使刀具耐用度下降。 主要影響因素:部件的靜態(tài)剛度、質(zhì)量分布和阻尼，特別 是主軸前軸承的阻尼。設(shè)計時，要使主軸的固有頻率遠大 于工作時的激振頻率，使之不易發(fā)生共振。 2021/6/720 溫升和熱變形(熱穩(wěn)定性 ) 溫升過高會引起兩方面的不良后果：一是主軸組件和箱體 因熱膨脹而變形，主軸的回轉(zhuǎn)中心線和機床其他件的相對 位置會發(fā)生變化，直接影響加工精度；其次是軸承等元件 會因溫度過高而改變已調(diào)好的間隙和破壞正常潤滑條件， 影響軸承的正常工作。嚴重時甚至會發(fā)生“抱軸”。 提高主軸組件熱穩(wěn)定性的主要措施是減

12、少發(fā)熱、加快散熱、 隔離熱源以及采用盡可能合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以使熱變形能 得到補償和對加工的影響最小。 2021/6/721 主軸系統(tǒng)必須有足夠的耐磨性，以便能長期 保持精度。主軸上易磨損的地方是刀具或工 件的安裝部位以及移動式主軸的工作部位。 為了提高耐磨性，主軸的上述部位應該淬硬， 或者經(jīng)過氮化處理，以提高其硬度增加耐磨 性。主軸軸承也需有良好的潤滑，提高其耐 磨性。 精度保持性 2021/6/722 主軸部件的傳動方式 齒輪傳動 特點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，能傳遞較大的扭矩，能適應變轉(zhuǎn)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 1215m/s，不如帶傳動平穩(wěn)。 帶傳動 常用的

13、有平帶、三角帶、多楔帶和同步齒形帶等。帶傳動的特點 是靠摩擦力傳動（除同步齒形帶外）、結(jié)構(gòu)簡單、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。 電動機直接驅(qū)動方式 2021/6/723 電動機直接驅(qū)動方式 高速內(nèi)圓磨床電主軸 2021/6/724 2021/6/725 主軸部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 a)前端配置b)中間配置c）后端配置d), e)兩端配置 推力軸承位置配置型式推力軸承位置配置型式 2021/6/726 推力軸承位置配置型式 前端配置 前支承處軸

14、承較多，發(fā)熱大，溫升高；但主軸受熱后向后伸長，不 影響軸向精度，對提高主軸部件剛度有利。用于軸向精度和剛度要求較 高的高精度機床或數(shù)控機床。 后端配置 前支承處軸承較少，發(fā)熱小，溫升低；但是主軸受熱后向前伸長，影 響軸向精度。用于軸向精度要求不高的普通精度機床，如立銑、多刀車 床等。 兩端配置 當主軸受熱伸長后，影響主軸軸承的軸向間隙。為避免松動，可用彈 簧消除間隙和補償熱膨脹。常用于短主軸，如組合機床主軸。 中間配置 可減少主軸的懸伸量，并使主軸的熱膨脹向后；但前支承結(jié)構(gòu)較復 雜，溫升也可能較高。 2021/6/727 傳動件在主軸上軸向位置的合理布置 a:的傳動件放在兩個支承中間靠近前支

15、承處，受力情況較好，用得最為普遍； b:的傳動件放在主軸前懸伸端，主要用 于具有大轉(zhuǎn)盤的機床，如立式車床、 鏜床等，傳動齒輪直接安裝在轉(zhuǎn)盤上； c:的傳動件放在主軸的后懸伸端，較多 地用于帶傳動，為了更換傳動帶方便， 如磨床。 2021/6/728 主軸主軸 主軸是主軸組件的重要組成部分。它的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸、 制造精度、材料及其熱處理，對主軸組件的工作性能都有 很大影響。 主軸的結(jié)構(gòu)形狀 :主軸通常是一個前粗后細的階梯軸，即 軸徑尺寸從前軸頸起，向后逐漸縮小。這樣的結(jié)構(gòu)，是為 了適應主軸各段承受的不同載荷，以滿足剛度要求，同時 也為其上的多個零件提供足夠的安裝、定位及止推面，同 時也有利于加工

16、和裝配。 2021/6/729 主軸的材料和熱處理 一般機床主軸常用45鋼，調(diào)質(zhì)到200250HB左右， 主軸端部錐孔、定心軸頸或定心圓錐面等部位局部淬 硬到50 55 HRC。若支承采用滾動軸承，則軸頸可 不淬硬，但是為了防止敲碰損傷軸頸的配合表面，常 對主軸軸頸處進行淬硬。如果機床主軸有更高要求時， 宜選用合金鋼，如對耐磨性要求很高的主軸，常選用 38CrMoAlA，并經(jīng)氮化處理。 2021/6/730 主軸主要精度指標 前支承軸頸的同軸度約5 m左右；軸承軸頸 需按軸承內(nèi)孔“實際尺寸”配磨，且須保證 配合過盈15m；錐孔與軸承軸頸的同軸度 為35m，與錐面的接觸面積不小于80%， 且大端

17、接觸較好；裝NN3000K型調(diào)心圓柱滾 子軸承的1 12錐面，與軸承內(nèi)圈接觸面積不 小于85%。 2021/6/731 主軸部件中的軸承 滾動軸承 液體動壓軸承 液體靜壓軸承 空氣靜壓軸承 磁浮軸承 2021/6/732 主軸的滾動軸承 角接觸球軸承：既可以承受徑向載荷，又可承受軸向載 荷。常用的接觸角有兩種：=25和=15。 角接觸球軸承 2021/6/733 角接觸球軸承 角接觸球軸承多用于高速主軸。隨接觸角的不 同有所區(qū)別，=25的軸向剛度較高，但徑向 剛度和允許的轉(zhuǎn)速略低，應用較多；=15的 轉(zhuǎn)速可更高些，但軸向剛度較低，常用于不承 受軸向載荷的主軸的后軸承。 角接觸球軸承為點接觸，剛

18、度較低，為了提高 剛度和承載能力，一般采用多聯(lián)組配的方式。 2021/6/734 角接觸球軸承 (a)背靠背, (b)面對面,（c）同向組配(d)三聯(lián)組配 角接觸球軸承的組配 2021/6/735 角接觸球軸承 兩個軸承都能共同承受徑向載荷。背靠背和面對面組配都能承 受雙向軸向載荷；同向組配則只能承受單向軸向載荷。背靠背 與面對面組配相比，支承點（接觸線與軸線的交點）間的距離 AB，前者比后者大，因而能產(chǎn)生一個較大的抗彎力矩，即支承 剛度較大。運轉(zhuǎn)時，軸承外圈的散熱條件比內(nèi)圈好，因此，內(nèi) 圈的溫度將高于外圈，徑向膨脹的結(jié)果將使軸承的過盈加大。 軸向膨脹對背靠背組配將使過盈減小，可以補償一部分徑

19、向膨 脹，而對于面對面組配，將使過盈進一步增加?；谝陨戏治觯?主軸受有彎矩，又屬高速運轉(zhuǎn)，則主軸軸承必須采用背靠背組 配。 2021/6/736 雙列短圓柱滾子軸承 雙列圓柱滾子軸承 NN3000K（舊標準3182100)型軸承 NNU4900K（舊標準4482900)型軸承。兩排直徑和 長度相等的短圓柱滾子交錯排列，滾子數(shù)量為50 60個，載荷均布。 區(qū)別：滾道環(huán)槽的位置不同。滾道環(huán)槽開在內(nèi)圈上， 工藝性好，但調(diào)整間隙時易使內(nèi)圈滾道畸變。滾道 環(huán)槽開在外圈上，調(diào)整間隙時內(nèi)圈滾道不會發(fā)生畸 變，但工藝性復雜，不適于小規(guī)格的軸承。 軸承的間隙調(diào)整：軸向移動內(nèi)圈，改變其在主軸上 的位置。 特點：

20、徑向剛度和承載能力較大，旋轉(zhuǎn)精度高，徑 向結(jié)構(gòu)緊湊，壽命長，在主軸組件中應用廣泛。但 是它不能承受軸向載荷，而需配用推力軸承。 2021/6/737 圓錐滾子軸承 雙列圓錐滾子軸承 1,4一內(nèi)圈；2一外圈；3一隔套 修磨隔套3的厚度來調(diào)整間隙或預緊。 外圈有軸肩，一端抵住箱體或主軸套筒的 端面，另一端用法蘭壓緊，以實現(xiàn)軸向定 位。因此，箱體孔可做成通孔，便于加工。 既可以承受徑向載荷，又可以承受雙 向軸向載荷。由于滾子數(shù)量多，承載能力 和剛度都高，軸承制造精度較高，適用于 中低速、中等以上載荷的機床主軸的前支 承。但設(shè)計選用時，應考慮給予充分的潤 滑和冷卻條件 2021/6/738 滾動軸承配

21、置 配置形式：速度型、高剛度型和剛度速度型 主軸支承的配置速度型 (a)前、后支承均采用雙聯(lián)角接觸球軸承，該配置適用于高速、高精度、 中等負載的數(shù)控車床。 (b) 采用三聯(lián)或四聯(lián)角接觸球軸承，后支承用雙聯(lián)角接 觸球軸承，適用于高速、高精度和較高負載要求的數(shù)控機床。 2021/6/739 滾動軸承配置 主軸支承的配置高剛度型 (a):前支承是雙列圓柱滾子軸承加雙向角接觸球軸承，能承受較大的徑 向和軸向負載，后支承也采用了雙列圓柱滾子軸承。主軸部件具有很高的 剛性，且溫升對剛度、精度和壽命的影響較小，適用于要求中速偏高及有 強力切削要求的高剛度、較高精度的數(shù)控機床。 (b):前支承采用雙列圓錐 滾

22、子軸承，可承受高的軸向和徑向載荷，后支承采用單列圓錐滾子軸承， 但主軸轉(zhuǎn)速和精度的提高受到限制。適用于中、低速要求和中等精度、重 載要求的數(shù)控機床。 2021/6/740 滾動軸承配置 主軸支承的配置一速度剛度型 前支承采用三聯(lián)角接觸球軸承，承受徑向和軸向載荷，后支承采用 雙列短圓柱滾子軸承，具有較高的剛度，適用于要求高速、高精度和較 大負載的數(shù)控機床。 2021/6/741 幾種典型的主軸軸承配置型式 速度型 角接觸球軸承具有良好的高速性能，但它的承載能力較小，因而適用于 高速輕載或精密機床，如高速鏜削單元、高速CNC機床等。 2021/6/742 速度型 高速CNC車床主軸部件 2021/

23、6/743 剛度型 前支承采用雙列短圓柱滾子軸承承受徑向載荷，60角接觸雙列向心推力球 軸承承受軸向載荷，后支承采用雙列短圓柱滾子軸承。這種軸承配置的主軸部件， 適用于中等轉(zhuǎn)速和切削負載較大，要求剛度高的機床。如數(shù)控車床主軸、鏜削主 軸單元等。 2021/6/744 剛度型 CNC型車床主軸 2021/6/745 剛度速度型 前軸承的配置特點是：外側(cè)的兩個角接觸球軸承大口朝向主軸工作端，承受主 要方向的軸向力；第三個角接觸球軸承則通過軸套與外側(cè)的兩個軸承背靠背配置， 使三聯(lián)角接觸球軸承有一個較大支承跨，以提高承受顛覆力矩的剛度。 2021/6/746 剛度速度型 2021/6/747 配置圓錐

24、滾子軸承的機床主軸 結(jié)構(gòu)比采用雙列短圓柱滾子軸承簡化，承載能力和剛度比角接觸球軸承高。但是，因為圓 錐滾子軸承發(fā)熱大、溫升高，允許的極限轉(zhuǎn)速要低些。適用于載荷較大、轉(zhuǎn)速不太高的普通 精度的機床主軸。 2021/6/748 臥式鏜銑床主軸部件 1一齒輪 2-鏜主軸 3-銑主軸 4一雙鍵 5, 6-鏜主軸套 7-前軸承 銑主軸3的前軸承采用雙列圓錐滾子軸承，可以承受雙向軸向力和徑向力，承載能力大，剛 性好，結(jié)構(gòu)簡單。主運動傳動齒輪1裝在銑主軸3上。銑主軸軸端可裝銑刀盤或平鏇盤，進行銑 削加工或車削加工。鏜主軸可在銑主軸內(nèi)軸向移動，通過雙鍵4傳動，用于孔加工。 2021/6/749 搖臂鉆床主軸部件

25、 1一主軸 2 一主軸套筒 3-鍵 4-擋油蓋 5-螺母 6一進給齒輪 采用推力球軸承承受兩個方向軸向力 的主軸部件，其軸向剛度很高，適用于承 受軸向載荷大的機床主軸。 2021/6/750 滾動軸承精度等級的選滾動軸承精度等級的選 擇擇 bb aa L a L aL 1 1 a）前軸承偏移量的影響 b）后軸承偏移量的影響 c)前、后軸承的綜合影響 前支承的精度比后支承對主軸部件的旋轉(zhuǎn)精度 影響大。因此軸承精度選取時，前軸承的精度要 選得高一點，一般比后軸承精度高一級。 2021/6/751 思考題 左圖中：左圖中： 1、a)、b)所示情形下，前后軸所示情形下，前后軸 承偏移引起主軸端部的偏移

26、總量承偏移引起主軸端部的偏移總量 是多少？是多少？ 2、c)中的中的2是多少是多少？ 2021/6/752 滾動軸承精度等級的選擇 機床主軸軸承的精度除P2, P4, P5, P6 （相當于舊標準的B, C, D, E）四級外， 新標準中又補充了SP和UP級。SP和 UP級的旋轉(zhuǎn)精度，分別相當于P4和P2 級，而內(nèi)、外圈尺寸精度則分別相當于 P5級和P4級。隨著機床向高速、高精 度發(fā)展，目前普通機床主軸軸承都趨向 于取P4 (SP）級，P6（舊E級）級軸承 在新設(shè)計的機床主軸部件中已很少采用。 主軸軸承精度 2021/6/753 主軸滾動軸承的預緊 適當預緊可提高軸承的剛度和壽命。但是，過度預

27、緊會使?jié)L動體 和滾道的變形太大，將導致軸承溫升的提高，并降低軸承壽命。 角接觸球軸承的預緊 :角接觸球軸承一般必須在軸向有預加載荷 條件下才能正常工作。 預載荷分為輕、中、重三種，代號為A,B,C。輕預緊適用于高速 主軸，中預緊適用于中、低速主軸；重預緊用于分度主軸。 2021/6/754 雙列短圓柱滾子軸承 用螺母軸向移動軸承 內(nèi)圈，因內(nèi)圈孔1:12 的錐孔，使內(nèi)圈徑向 漲大，而實現(xiàn)預緊； 采用過盈套替代螺母 實現(xiàn)預緊。 過盈套的結(jié)構(gòu) 2021/6/755 角接觸球軸承的預緊 a)修磨軸承內(nèi)圈側(cè)面 b）修磨調(diào)整環(huán) c)由彈簧自動預緊 2021/6/756 主軸滑動軸承 滑動軸承因具有良好的抗

28、振性，旋轉(zhuǎn)精度高，運動 平穩(wěn)等特點，應用于高速或低速的精密、高精密機 床和數(shù)控機床中。 滑動軸承按產(chǎn)生油膜的方式，可以分為動壓軸承和 靜壓軸承兩類。 滑動軸承按流體介質(zhì)不同可分為液體滑動軸承和氣 體滑動軸承。 2021/6/757 動壓軸承 工作原理：當主軸旋轉(zhuǎn)時，帶動潤滑油從間隙 大處向間隙小處流動，形成壓力油楔而產(chǎn)生油 膜壓力將主軸浮起。 動壓軸承按油楔數(shù)分為單油楔和多油楔。 多油楔軸承有固定多油楔和活動多油楔兩類。 2021/6/758 固定多油楔滑動軸 承 a)主軸組件 b)軸瓦 c)軸承工作原理 1一軸瓦 2, 5一止推環(huán) 3一轉(zhuǎn)動螺母 4-螺母 6一軸承 2021/6/759 活動

29、多油楔滑動軸承 a), b)軸承結(jié)構(gòu)示意圖 c)軸承工作原理 2021/6/760 液體靜壓軸承 液體靜壓軸承系統(tǒng)由一套專用供油系統(tǒng)、節(jié)流器和軸承三部分組成。 靜壓軸承由供油系統(tǒng)供給一定壓力油，輸進軸和軸承間隙中，利用油 的靜壓力支承載荷，軸頸始終浮在壓力油中。 軸承油膜壓強與主軸轉(zhuǎn)速無關(guān)，承載能力不隨轉(zhuǎn)速而變化。 靜壓軸承與動壓軸承相比有如下優(yōu)點：承載能力高；旋轉(zhuǎn)精度高；油 膜有均化誤差的作用，可提高加工精度；抗振性好；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；既能 在極低轉(zhuǎn)速下工作，也能在極高轉(zhuǎn)速下工作；摩擦小，軸承壽命長。 主要的缺點是需要一套專用供油設(shè)備，軸承制造工藝復雜、成本較高。 2021/6/761 液體靜壓軸

30、承 定壓式靜壓軸承 2021/6/762 空氣靜壓軸承 用空氣作為介質(zhì)的靜壓軸承稱為氣體靜壓軸承，也稱 為氣浮軸承或空氣軸承，其工作原理與液體靜壓軸承 相同。由于空氣的粘度比液體小得多，摩擦小，功率 損耗小，能在極高轉(zhuǎn)速或極低溫度下工作，振動、噪 聲特別小，旋轉(zhuǎn)精度高，（一般0.1m以下），壽命 長，基本上不需要維護，用于高速、超高速、高精度 機床主軸部件中。 2021/6/763 空氣靜壓軸承 具有徑向圓柱與平面止推型軸承的主軸部件 CUPE高精度數(shù)控金剛石車床 1一低膨脹材料 2-聯(lián)軸節(jié) 3、5、9、10徑向軸承 4驅(qū)動電動機 11、6一止推軸承 7一冷卻裝置 8一熱屏蔽裝置 12一金剛石

31、砂輪 2021/6/764 空氣靜壓軸承 采用雙半球形氣體靜壓軸承 大型超精加工車床的主軸部件。 此種軸承的特點是氣體軸承的 兩球心連線就是機床主軸的旋 轉(zhuǎn)中心線，它可以自動調(diào)心， 前后軸承的同心性好，采用多 孔石墨，可以保證剛性達300N /m以上，回轉(zhuǎn)誤差在0. 1m以 下。 CUPE的PG1505空氣靜壓軸承 2021/6/765 空氣靜壓軸承 前端為球形，后端為圓柱形或半球形 1一徑向軸承 2一壓縮空氣 3一軸 4-球體 5-壓縮空氣 6一球面軸承 7一球面座 2021/6/766 l磁浮軸承主要由以下三部分組成： 電磁驅(qū)動機構(gòu)，傳感器，控制器 及算法。磁浮軸承的結(jié)構(gòu)與馬達 類似，電磁

32、鐵除了產(chǎn)生力矩以外， 還產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子懸浮的吸引力。轉(zhuǎn) 子與定子的間隙一般為0.5mm 2mm。主軸位置傳感器用于給控 制系統(tǒng)提供反饋，一般情況下設(shè) 置四個徑向傳感器一個軸向傳感 器?？刂破魍ㄟ^對電流大小的調(diào) 節(jié)而控制主軸的位置。 磁浮軸承磁浮軸承 2021/6/767 2021/6/768 磁浮軸承的特點 無機械磨損，理論上無速度限制；運轉(zhuǎn)時無噪聲，溫升低、 能耗??；不需要潤滑，不污染環(huán)境，省掉一套潤滑系統(tǒng)和 設(shè)備；能在超低溫和高溫下正常工作，也可用于真空、蒸 汽腐蝕性環(huán)境中。裝有磁浮軸承的主軸可以適應控制，通 過監(jiān)測定子線圈的電流，靈敏地控制切削力，通過檢測切 削力微小變化控制機械運動，以提高

33、加工質(zhì)量。因此磁浮 軸承特別適用于高速、超高速加工。國外已有高速銑削磁 力軸承主軸頭和超高速磨削主軸頭，并已標準化。 2021/6/769 磁浮軸承高速主軸 2021/6/770 主軸組件設(shè)計主軸組件設(shè)計 2021/6/771 3.1主軸組件的基本要求主軸組件的基本要求 3.2主軸軸承的選擇與配置主軸軸承的選擇與配置 3.3主軸主軸 3.4主軸組件的計算主軸組件的計算 3.5提高主軸組件性能的措施提高主軸組件性能的措施 2021/6/772 3.1主軸組件的基本要求主軸組件的基本要求 旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)精度 靜剛度靜剛度 抗振性抗振性 熱變形熱變形 耐磨性耐磨性 2021/6/773 1旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)

34、精度 主軸作旋轉(zhuǎn)運動時線速度為零的點的連線稱 為主軸的旋轉(zhuǎn)中心線。 在理想狀態(tài)下，該線即為主軸的幾何中心線， 其位置是不隨時間而變化的。 由于制造和裝配等誤差的影響，主軸旋轉(zhuǎn)時， 該線的空間位置每時每刻都在發(fā)生著變化。 瞬時旋轉(zhuǎn)中心線相對于理想旋轉(zhuǎn)中心線在空 間位置上的偏差，即主軸旋轉(zhuǎn)時的瞬時誤差 （旋轉(zhuǎn)誤差），其范圍就為主軸的旋轉(zhuǎn)精度， 2021/6/774 1旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)精度 主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度是指專機在空載低 速轉(zhuǎn)動時，在主軸前端定位面上測得的 徑向圓跳動、端面圓跳動和軸向竄動值 的大小。 主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度是在靜態(tài)無載條件 下測出的。如果在工作條件下，則旋轉(zhuǎn) 精度就會有所不同，這種精度

35、稱為運動 精度，是動態(tài)的旋轉(zhuǎn)精度。 2021/6/775 主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度 軸承精度和間隙 與軸承相配合零件（箱體、主軸本身） 的精度 軸承安裝、調(diào)整 主軸轉(zhuǎn)速 軸承組合設(shè)計 軸承的性能 2021/6/776 2.靜剛度靜剛度 靜剛度簡稱為剛度。 主軸組件的剛度是指在外加載荷作用 下抵抗變形的能力。 指在主軸工作端部作用一個靜態(tài)力F （或扭矩M）時，F(xiàn)與主軸在F作用方向 上所產(chǎn)生的變形y之比 徑向剛度 、軸向剛度 、扭轉(zhuǎn)剛度 對于大多數(shù)專機來說，主軸的徑向剛 度是主要的。 2021/6/777 影響主軸組件剛度的主要因影響主軸組件剛度的主要因 素素 主軸的結(jié)構(gòu)型式及尺寸 軸

36、承的類型、配置及預緊 傳動件的布置方式 主軸組件的制造與裝配質(zhì)量 2021/6/778 3 3抗振性抗振性 主軸組件的抗振性是指機器工作時主 軸組件抵抗振動、保持主軸平穩(wěn)運轉(zhuǎn) 的能力。 主軸組件的振動會影響工件的表面質(zhì) 量、刀具的耐用度和主軸軸承的壽命， 還會產(chǎn)生噪聲而影響工作環(huán)境。 2021/6/779 4 4熱變形熱變形 主軸組件的熱變形是指機器工作時，因 各相對運動處的摩擦和攪油等耗損而發(fā) 熱造成的溫差，使主軸組件在形狀和位 置上產(chǎn)生的畸變。 熱變形可在主軸組件運轉(zhuǎn)一段時間后因 發(fā)熱而造成的各部分位置變化來度量， 也可以用溫升近似地表示。 主軸組件的熱變形會使主軸伸長，使軸 承的間隙發(fā)生

37、變化，軸心位置偏移等； 潤滑油溫度升高后，使黏度下降，從而 降低軸承的承載能力。 2021/6/780 影響主軸組件溫升和熱變形的主要因影響主軸組件溫升和熱變形的主要因 素素 軸承的類型、配置方式和預緊力的大小 潤滑方式 散熱條件 2021/6/781 一般規(guī)定，使用滑動軸承時，主軸軸 承溫度不得超過60，對于高精度機 床不得超過室溫10。滾動軸承的允 許溫度可參閱表31(在室溫為20 的條件下）。 2021/6/782 5耐磨性耐磨性 主軸組件的耐磨性是指長期地保持其原始制 造精度的能力，即精度的保持性。 主軸組件的各滑動表面（包括主軸端部定位 面、錐孔與滑動軸承配合的軸頸表面，軸向 移動的

38、主軸組件的導向表面等）都必須具有 很高的硬度，以保持其耐磨性。 滑動和滾動軸承的磨損不僅使主軸組件喪失 了原有的運轉(zhuǎn)精度，而且將降低剛度和抗振 性，因此必須保證這些部分的耐磨性和具有 調(diào)整的可能性。 2021/6/783 影響耐磨性的主要因素影響耐磨性的主要因素 主軸、軸承的材料與熱處理 軸承（或襯套）類型 潤滑方式 2021/6/784 3.2主軸軸承的選擇與配主軸軸承的選擇與配 置置 3.2.13.2.1主軸滾動軸承的類型主軸滾動軸承的類型 3.2.23.2.2主軸滾動軸承的配置型式主軸滾動軸承的配置型式 3.2.33.2.3滾動軸承的剛度確定滾動軸承的剛度確定 3.2.43.2.4滾動軸

39、承間隙的調(diào)整和預緊滾動軸承間隙的調(diào)整和預緊 2021/6/785 3.2.13.2.1主軸滾動軸承的類型主軸滾動軸承的類型 2021/6/786 1雙列圓柱滾子軸承雙列圓柱滾子軸承 2021/6/787 2.雙向推力角接觸球軸承雙向推力角接觸球軸承 2021/6/788 3.雙列圓錐滾子軸承雙列圓錐滾子軸承 2021/6/789 4.加梅（加梅（Gamet）軸承）軸承 2021/6/790 3.2.23.2.2主軸滾動軸承的配置型式主軸滾動軸承的配置型式 2021/6/791 3.2.23.2.2主軸滾動軸承的配置型主軸滾動軸承的配置型 式式 v載荷較大 2021/6/792 3.2.23.2

40、.2主軸滾動軸承的配置型主軸滾動軸承的配置型 式式 v載荷中等 2021/6/793 3.2.23.2.2主軸滾動軸承的配置型主軸滾動軸承的配置型 式式 v載荷較小 2021/6/794 3.2.33.2.3滾動軸承的剛度確定滾動軸承的剛度確定 2021/6/795 3.2.43.2.4滾動軸承間隙的調(diào)整和滾動軸承間隙的調(diào)整和 預緊預緊 滾動軸承具有合適的間隙或過盈量，不僅能 提高主軸組件的工作性能，而且還可以保證 軸承有較長的壽命。因此，主軸組件中應設(shè) 有間隙調(diào)整機構(gòu)，以保證主軸軸承保持合理 的間隙或過盈量。 主軸軸承在裝配時要進行預緊、調(diào)整間隙， 在使用時會出現(xiàn)間隙或過盈量的變化，還應 該

41、進行重新調(diào)整。因此，采用間隙調(diào)整的方 法來保持各類軸承合理的間隙或過盈是十分 必要的，并必須力求調(diào)整方便、可靠。 2021/6/796 常見的滾動軸承間隙調(diào)整的結(jié)常見的滾動軸承間隙調(diào)整的結(jié) 構(gòu)：構(gòu)： 1.對于帶錐孔的雙列圓柱滾子軸承 （NN3000K ) 它是移動軸承內(nèi)圈使其錐孔與軸頸外錐 面作相對移動，從而使內(nèi)圈產(chǎn)生徑向彈 性變形來調(diào)整軸承的間隙或過盈量。 2.對于角接觸軸承 它是通過使其內(nèi)、外圈產(chǎn)生相對位移來 實現(xiàn)間隙調(diào)整的。 2021/6/797 3.33.3主軸主軸 3.3.1主軸的結(jié)構(gòu)主軸的結(jié)構(gòu) 3.3.2主軸的材料和熱處理主軸的材料和熱處理 3.3.3主軸的技術(shù)要求主軸的技術(shù)要求

42、2021/6/798 3.3.13.3.1主軸的結(jié)構(gòu)主軸的結(jié)構(gòu) 在一般情況下，軸的設(shè)計取決于剛度， 而不是其機械強度。因此，主軸的構(gòu) 造和形狀主要取決于軸上所安裝的傳 動件和軸承等零件的類型、數(shù)量、位 置和安裝方法等。同時，還應考慮主 軸的加工和裝配的工藝性。為了便于 裝配，常把主軸做成階梯形。 主軸端部的形狀與尺寸，必須相配于 工作機構(gòu)。對于通用機床主軸端部的 形狀和尺寸已標準化，可參見“金屬 切削機床設(shè)計手冊”得出。 2021/6/799 3.3.23.3.2主軸的材料和熱處理主軸的材料和熱處理 沒有特殊要求時應優(yōu)先選用價格便宜的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu) 鋼，如45鋼或60鋼，調(diào)質(zhì)到220一250 HB。

43、在端部 錐孔、定心軸頸或定心錐面等部位，采用高頻淬火至 5055 HRC。裝滾動軸承處的軸頸可不淬硬。裝滑 動軸承的軸頸處需高頻淬硬，以保證其耐磨性。 中等精度、轉(zhuǎn)速 40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼，調(diào)質(zhì)、淬火 高精度軸 軸承鋼GCr15、彈簧鋼65Mn，調(diào)質(zhì)、淬火 高轉(zhuǎn)速、重載 20CrMnTi、20Cr，38CrMoAlA 滲碳淬火或氮化 2021/6/7100 3.3.33.3.3主軸的技術(shù)要求主軸的技術(shù)要求 主軸的精度直接影響到主軸組件的旋轉(zhuǎn) 精度。主軸和軸承、齒輪等零件相連接 處的表面幾何形狀誤差和表面粗糙度關(guān) 系到接觸精度。因此，主軸的技術(shù)要求， 應根據(jù)專機精度標準有關(guān)的項目制定。 具體的技

44、術(shù)要求可參閱有關(guān)的主軸組件 而確定。 2021/6/7101 3.43.4主軸組件的計算主軸組件的計算 3.4.1主軸組件計算時支承的簡化主軸組件計算時支承的簡化 3.4.2主軸結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定主軸結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 3.4.3傳動件的布置傳動件的布置 3.4.4主軸組件的兩支承的最佳跨距的計主軸組件的兩支承的最佳跨距的計 算算 3.4.5主軸組件采用三支承的跨距的確定主軸組件采用三支承的跨距的確定 3.4.6主軸組件的剛度校核主軸組件的剛度校核 2021/6/7102 3.4.13.4.1主軸組件計算時支承的簡化主軸組件計算時支承的簡化 深溝球軸承、單列或 雙列圓柱滾子軸承， 簡化后的支承點在軸

45、承中部。 圓錐滾子軸承或角接 觸球軸承，則支承點 在接觸線與軸線交點 處，如圖3.9b,c。因 此，這類軸承應使大 口朝外，以使主軸前 端的懸伸量減少。 2021/6/7103 3.4.13.4.1主軸組件計算時支承的簡化主軸組件計算時支承的簡化 如一支承上安裝兩個軸 承時，對于角接觸軸承 采用反裝法可以提高其 支承剛度，而支承點應 在前端軸承的接觸線與 軸線交點處，如圖3.9d所 示。 對于接觸角為0的向心軸 承，則支承點在前端一 個軸承中部，如圖3.9e所 示。其理由為預緊發(fā)生 在前面一列滾子（或滾 珠）與后軸承之間。 2021/6/7104 3.4.13.4.1主軸組件計算時支承的簡化主

46、軸組件計算時支承的簡化 如三聯(lián)角接觸球軸承， 前兩軸承為同向組合， 接觸線朝前（大口朝 外），后軸承與之背 靠背（反裝），則支 承點應在前面第一個 軸承的接觸線與軸線 交點處，如圖3.9f所 示。數(shù)控車床主軸的 前支承常采用三聯(lián)軸 承組合安裝。 2021/6/7105 3.4.23.4.2主軸結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定主軸結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 主軸結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括 主軸前后支承軸頸D1 , D2 、 主軸內(nèi)孔直徑d(指空心主軸）、 前端的懸伸量a 主軸的支承跨距L 2021/6/7106 1主軸直徑的確定主軸直徑的確定 根據(jù)材料力學可知，主軸的剛度與其慣性矩成 正比，而慣性矩與軸的直徑的4次方成正比。 主軸直徑

47、越大，剛度值越大，但直徑越大后， 會使材料增加，重量增大，使主軸上的傳動件 和軸承以及主軸箱尺寸增大；而且由于軸承線 速度提高，增加了軸承的發(fā)熱量。因此，主軸 直徑D1或D2應在合理范圍內(nèi)盡量選大些，以滿 足剛度的要求，并兼顧結(jié)構(gòu)緊湊。 為便于安裝傳動件及支承件，主軸通常為階梯 形，各段直徑向尾端逐漸減小。各段直徑中最 重要的，并對主軸結(jié)構(gòu)尺寸有決定性影響的是 同主軸前軸承相配合的軸頸直徑D1。 2021/6/7107 2.主軸內(nèi)孔直徑主軸內(nèi)孔直徑d的確定的確定 對于空心主軸，內(nèi)孔直徑d的大小， 應在滿足主軸的剛度前提下盡量取大 值。 2021/6/7108 3.主軸前端部懸伸量的確定主軸前端

48、部懸伸量的確定 主軸前端懸伸量a是指主軸前支承徑向支 反力作用點到前端受力作用點之間的距 離。 懸伸量a一般取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)型式 和尺寸、主軸軸承的布置形式及密封形 式。經(jīng)分析可得，縮短懸伸量a可以明顯 地提高主軸組件的剛度和抗振性。 設(shè)計時，在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下應盡 可能取小值，以提高主軸的剛度。 2021/6/7109 3.4.33.4.3傳動件的布置傳動件的布置 主軸組件一般都由帶或齒輪來傳動。通 常，主軸前端受到工作載荷（力或扭矩） 的作用，而主軸中間或后端受到齒輪或 帶傳動的力的作用。在這些力（或扭矩） 作用下，主軸產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，各 支承受到壓力。在結(jié)構(gòu)允許的條件下， 合

49、理地布置這些傳動件的位置和傳動力 的方向，可以減少主軸的受力和變形， 提高主軸組件的剛度和抗振性。同時， 主軸組件的剛度還與支承跨距L有關(guān)。 2021/6/7110 1傳動件的位置傳動件的位置 帶傳動裝置多半裝在后軸承的外側(cè)，以防止膠 帶沾油和便于膠帶更換。為了改善主軸的受力 變形情況，有時可采用卸荷式帶輪結(jié)構(gòu)，這樣， 傳動力對主軸只產(chǎn)生扭矩而不產(chǎn)生彎矩，消除 了傳動力所引起的主軸彎曲變形。 主軸上的傳動齒輪一般安裝在各主軸支承之間。 為了減少主軸的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形，應盡可 能縮短主軸受扭部分的長度，即將齒輪安置在 靠近主軸前支承處。當主軸上的傳動齒輪有兩 個時，應使傳遞扭矩大的那個齒輪更靠

50、近前支 承。 2021/6/7111 2.傳動力的位置和方向傳動力的位置和方向 先假定工作載荷F與傳動力FQ作用在同 一平面內(nèi)，這樣主軸端部上引起的撓度 為最大，是一種最差的狀態(tài)。 主軸受力變形時，其端部的撓度和支承 上受力的大小與作用在主軸上的傳動力 的位置和方向有關(guān) 2021/6/7112 1）如圖3.10a所示，帶輪安裝在主軸后 軸承外側(cè)，F(xiàn)Q與F同向，不能使作用力F 和傳動力FQ所引起的主軸前端變形部分 地相互抵消。所以，這種布局可用于膠 帶拉力較小的場合。若膠帶拉力很大， 則可考慮采用卸荷式帶輪結(jié)構(gòu)。 2021/6/7113 2）如圖3. 10b所示，當作用力F和傳動 力FQ均作用在

51、主軸前端，二者方向相反 時，能使引起的主軸前端變形部分地抵 消。此外，前支承支反力也較小，主軸 受扭長度也較短，但是傳動件需要安裝 在前支承外側(cè)，增加了主軸的懸伸長度， 結(jié)構(gòu)上也較復雜。 2021/6/7114 3）如圖3.10c,d所示，大多數(shù)機床或?qū)Ｓ脵C床 均采用這種布局。圖3. 10c所示的F與FQ的方 向相同，能使引起的主軸前端變形抵消一部分， 但前軸承的受力較大，要求前軸承有較高的承 載能力和剛度。在一般設(shè)計中，前軸承直徑通 常大于后軸承，因而前、后軸承的壽命反而比 較接近。圖310d所示的F與FQ的方向相反， 則主軸前端的變形較大，而前軸承受力卻較小。 2021/6/7115 3.

52、4.43.4.4主軸組件的兩支承的最佳跨主軸組件的兩支承的最佳跨 距的計算距的計算 主軸組件所承受的外力通常是作用在主 軸前端的徑向力F和力偶矩M以及作用在 主軸某處的傳動力FQ。這些作用力將使 主軸端部發(fā)生撓度，它直接影響主軸組 件的工作性能。它是由主軸本身的剛度 及其主軸支承的剛度所決定。 根據(jù)力的獨立性原理，分別考慮在F, M、 凡的單獨作用下求出主軸前端的撓度， 然后進行向量合成，得出前端的撓度。 當L=L。（主軸組件的最佳跨距）時， 主軸端部的總撓度為最?。╕=Ymin）， 即主軸組件具有最大的剛度。 2021/6/7116 3.4.53.4.5主軸組件采用三支承的跨距主軸組件采用三

53、支承的跨距 的確定的確定 大多數(shù)的主軸組件采用前后兩支承。如 果前后軸承間距太大（L遠大于L。）， 可以加第三支承以提高剛度而成為三支 承主軸組件。 三支承主軸有兩種情況： v前、后支承為主，中間支承為輔； v前、中支承為主，后支承為輔。 2021/6/7117 3.4.53.4.5主軸組件采用三支承的跨距主軸組件采用三支承的跨距 的確定的確定 在三支承中，“主”支承應消除間隙或 預緊，“輔”支承則應保留游隙以至選 用較大的游隙，且不能預緊，決不能三 個軸承都預緊，否則會發(fā)生干涉。 在一般情況下，前支承必須為主支承， 否則會影響到主軸前端的旋轉(zhuǎn)精度。 “主”支承既可用圓柱滾子軸承，也可 用圓錐

54、滾子軸承?！拜o”支承通常用深 溝球軸承或圓柱滾子軸承。 2021/6/7118 3.4.53.4.5主軸組件采用三支承的跨距主軸組件采用三支承的跨距 的確定的確定 當傳動力對主軸的作用點較靠近中支承 時，以前、中支承為主要支承可以提高 主軸組件的剛度的抗振性； 當傳動力對主軸的作用點靠近后支承時， 宜以前、后支承為主要支承； 當傳動力對主軸的作用點靠近前支承時， 可以前、中支承為主要支承，也可以前、 后支承為主要支承 有資料推薦：當L12L0p時，可取 L12=0.42L13。L12為前、中支承的跨距； L13為前、后支承的跨距；L0p為兩支承的 最佳跨距。 2021/6/7119 3.4.6

55、3.4.6主軸組件的剛度校核主軸組件的剛度校核 對一般設(shè)備中的主軸，主要進行剛度驗 算。 通常，如果能滿足剛度要求，也就能滿 足強度要求。只有對重載荷（如粗加工） 的主軸才需進行強度驗算； 對于高速主軸，有時需要進行臨界轉(zhuǎn)速 的驗算，以防發(fā)生共振。 2021/6/7120 3.53.5提高主軸組件性能的措施提高主軸組件性能的措施 3.5.1 3.5.1徑向圓跳動量的測定徑向圓跳動量的測定 3.5.23.5.2滾動軸承的定向誤差裝配滾動軸承的定向誤差裝配 2021/6/7121 3.5.1 3.5.1徑向圓跳動量的測定徑向圓跳動量的測定 對于深溝球軸承等：被測定軸承放在V型 鐵上，如圖3.15所

56、示。測量表頭指向軸承 內(nèi)孔最低點，然后轉(zhuǎn)動內(nèi)圈，測出最高點 并在內(nèi)圈端面上用硫酸銅溶液標記。 對于NN3000等軸承：測量時，應將軸承 平放在平臺上，并將外圈固定，測量方法 同上，找出內(nèi) 圈的最高點，并在內(nèi)圈端面 上用硫酸銅溶液標記 對主軸內(nèi)錐孔：以主軸軸頸為定位面，將 主軸固定在V型鐵上，插入主軸錐孔的測 量心棒，就可測出錐孔相對于軸頸的最低 點，其值為中心線的偏移量。 2021/6/7122 3.5.23.5.2滾動軸承的定向誤差裝配滾動軸承的定向誤差裝配 主軸的前端必須要有定位表面（外圓柱 表面或前錐孔表面）。在安裝軸承前， 必須首先測出軸承內(nèi)圈及定位表面的徑 向圓跳動量，然后再按定向裝

57、配法來裝 配軸承，便可達到提高主軸的旋轉(zhuǎn)精度 的目的。 2021/6/7123 謝謝！ 2021/6/7124 軸向竄動 徑向圓跳動 角度擺角 2021/6/7125 主軸旋轉(zhuǎn)誤差綜合 2021/6/7126 2021/6/7127 2021/6/7128 2021/6/7129 2021/6/7130 2021/6/7131 2021/6/7132 2021/6/7133 一、數(shù)控車床主軸部件的結(jié)構(gòu)與調(diào)整一、數(shù)控車床主軸部件的結(jié)構(gòu)與調(diào)整 （1)1)主軸部件結(jié)構(gòu)主軸部件結(jié)構(gòu) CK7815型數(shù)控車床主軸部件結(jié)構(gòu)如圖所示，該主軸 工作轉(zhuǎn)速范圍為15-5 000 r/min。主軸9前端采用三個角接

58、觸軸承12，通過前支承套14支套，由螺母11預緊。后端采 用圓柱滾子軸承15支承徑向間隙由螺母3和螺母7調(diào)整。螺 母8和螺母10分別用來鎖緊螺母7和螺母11，防止螺母7和 11的回松。帶輪2直接安裝在主軸9上（不卸荷）。同步帶 輪1安裝在主軸9后端支承與帶輪之間，通過同步帶和安裝 在主軸脈沖發(fā)生器4軸上的另一同步帶輪相連，帶動主軸 脈沖發(fā)生器4和主軸同步運動。在主軸前端，安裝有液壓 卡盤或其他夾具。 2021/6/7134 CK7815型數(shù)控車床主軸部件結(jié)構(gòu)圖 2021/6/7135 知識拓展 角接觸球軸承角接觸球軸承可以同時承受徑向載荷徑向載荷和 軸向載荷軸向載荷，也可以承受純軸向載荷純軸向載荷，其軸 向載荷能力由接觸角僅（載荷作用線與軸承 徑向平面之間的夾角）決定，接觸角越大接觸角越大 ，承受軸向載荷的能力也越大，承受軸向載荷的能力也越大。角接觸球 軸承的裝球數(shù)量比深溝球軸承多，因而載荷 容量在球軸承中最大，剛性也大，且可預剛性也大，且可預 凋，工藝性好，公差等級是球軸承中最高凋，工藝性好，公差等級是球軸承中最高 的類型之一的類型之一，尤其適用于高速、高精度高速、高精度的 場合。 此類軸承適用于支承間距不大，雙支承 軸上，如