第十章主軸組件

1、P1 主軸組件是機床的一個重要組成部分主軸組件是機床的一個重要組成部分 主軸部件：主軸部件：是由主軸、主軸軸承和安裝在主軸上的傳動是由主軸、主軸軸承和安裝在主軸上的傳動件、密封件和固定件等組成。件、密封件和固定件等組成。 功功 用：用： 安裝并支承安裝并支承帶動帶動工件或刀具完成表面成形運動；工件或刀具完成表面成形運動；傳遞轉(zhuǎn)矩、承受切削力和驅(qū)動力等載荷。傳遞轉(zhuǎn)矩、承受切削力和驅(qū)動力等載荷。 結(jié)構型式：結(jié)構型式：有臥式、立式和傾斜式的不同布置方式。有臥式、立式和傾斜式的不同布置方式。端面跳動o軸向竄動or徑向跳動r 對機床主軸的要求，有與一般傳動軸共同之處：都對機床主軸的要求，有與一般傳動軸共

2、同之處：都要要在一定的轉(zhuǎn)速下傳遞一定得轉(zhuǎn)矩，保證軸上的傳動件在一定的轉(zhuǎn)速下傳遞一定得轉(zhuǎn)矩，保證軸上的傳動件和軸承正常的工作條件和軸承正常的工作條件。 但是，主軸又是直接帶著工件或刀具進行切削的。但是，主軸又是直接帶著工件或刀具進行切削的。機床的機床的加工質(zhì)量加工質(zhì)量，在很大程度上，在很大程度上靠主軸組件保證靠主軸組件保證。 主軸直接承受切削力，通用機床主軸直接承受切削力，通用機床(包括數(shù)控機床包括數(shù)控機床)的的轉(zhuǎn)速變化范圍又往往很大轉(zhuǎn)速變化范圍又往往很大。因此，對于主軸組件，又有。因此，對于主軸組件，又有的許多特殊要求。的許多特殊要求。P2P3 機床在空載低速時，主軸前端安裝刀具或夾具部機床在

3、空載低速時，主軸前端安裝刀具或夾具部位的位的徑向跳動徑向跳動、端面跳動、軸向竄動端面跳動、軸向竄動和和角度擺動角度擺動。 主軸的旋轉(zhuǎn)軸線產(chǎn)生的跳動如圖：主軸的旋轉(zhuǎn)軸線產(chǎn)生的跳動如圖：P4 靜剛度：靜剛度：是指其在外界載荷的作用下抵抗變形的能力是指其在外界載荷的作用下抵抗變形的能力。 通常以主軸前端產(chǎn)生單位彈性變形時，在變形方向上通常以主軸前端產(chǎn)生單位彈性變形時，在變形方向上所加的作用力的大小來表示，比值越大，說明剛度越好。所加的作用力的大小來表示，比值越大，說明剛度越好。 如圖所示如圖所示 K= FK= F（牛（牛/ /微米）微米） P5 抗振性：抗振性：是指其是指其抵抗受迫振動和自激振動而保

4、持平穩(wěn)地抵抗受迫振動和自激振動而保持平穩(wěn)地運動的能力運動的能力。用主軸端部測得的最大振幅來衡量的。振。用主軸端部測得的最大振幅來衡量的。振幅越小，抗振性越好。幅越小，抗振性越好。 受迫振動：受迫振動：是由機床是由機床外部的振源外部的振源或機床其他部件振動及或機床其他部件振動及主軸部件本身所引起的。主軸部件本身所引起的。 自激振動：自激振動：是由切削過程引起的。是由切削過程引起的。 P6 機床在工作時，機床在工作時，各相對運動處的摩擦，攪油等耗損而各相對運動處的摩擦，攪油等耗損而發(fā)熱造成的溫差，發(fā)熱造成的溫差，稱為稱為溫升。溫升。 使主軸部件在形狀和位置上產(chǎn)生畸變使主軸部件在形狀和位置上產(chǎn)生畸變

5、，稱為，稱為熱變形熱變形。 熱變形是用主軸運轉(zhuǎn)一定時間和因發(fā)熱而造成的各部熱變形是用主軸運轉(zhuǎn)一定時間和因發(fā)熱而造成的各部分的位置上的變化來度量，也分的位置上的變化來度量，也可用溫升近似的表達可用溫升近似的表達。 一般滑動軸承的溫升一般滑動軸承的溫升，工作溫度，工作溫度 一般滾動軸承的溫升一般滾動軸承的溫升，工作溫度，工作溫度P7 耐磨性耐磨性又叫又叫精度保持性精度保持性：是主軸組件長期的保持其原：是主軸組件長期的保持其原始制造精度的能力，所以相對運動部件間都必須有一定的始制造精度的能力，所以相對運動部件間都必須有一定的硬度，對摩擦表面要進行熱處理和化學處理。硬度，對摩擦表面要進行熱處理和化學處

6、理。 綜合上述：綜合上述： 機床的工作精度機床的工作精度 - - 旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)精度 靜態(tài)工作精度靜態(tài)工作精度 - - 剛度剛度 動態(tài)工作精度動態(tài)工作精度 - - 抗振性抗振性 精度保持性精度保持性 - - 耐磨性耐磨性 - - 溫升和熱變形溫升和熱變形P8此外還有結(jié)構上的要求：此外還有結(jié)構上的要求： （1）主軸的）主軸的定位可靠定位可靠，軸向、徑向（在切削力和傳，軸向、徑向（在切削力和傳動力作用下）。動力作用下）。 （2）主軸端部的結(jié)構要保證工件或刀具的裝夾定位）主軸端部的結(jié)構要保證工件或刀具的裝夾定位可靠及足夠的可靠及足夠的定位精度定位精度。 （3）保持長期）保持長期可靠的運轉(zhuǎn)，潤滑與密封可

7、靠的運轉(zhuǎn)，潤滑與密封。 （4）結(jié)構工藝性好結(jié)構工藝性好，好造、好裝、好拆、好修。并，好造、好裝、好拆、好修。并降降低成本低成本。P9 一、主軸軸承的選擇一、主軸軸承的選擇 機床主軸用的軸承，有機床主軸用的軸承，有滾動滾動和和滑動滑動兩類。從旋轉(zhuǎn)精度兩類。從旋轉(zhuǎn)精度來看，兩類軸承都能滿足要求。其他指標相比，滾動軸承來看，兩類軸承都能滿足要求。其他指標相比，滾動軸承比滑動軸承的比滑動軸承的優(yōu)點是優(yōu)點是：（1）滾動軸承能在轉(zhuǎn)速和載荷變化幅度很大的條件下）滾動軸承能在轉(zhuǎn)速和載荷變化幅度很大的條件下穩(wěn)穩(wěn)定地工作定地工作。（2）滾動軸承能在）滾動軸承能在無間隙無間隙，甚至在預緊，甚至在預緊(有一定的過盈量

8、有一定的過盈量)的條件下工作。的條件下工作。P10 一、主軸軸承的選擇 機床主軸用的軸承，有滾動和滑動兩類。從旋轉(zhuǎn)精度來看，兩類軸承都能滿足要求。其他指標相比，滾動軸承比滑動軸承的優(yōu)點是：（3）滾動軸承的）滾動軸承的摩擦系數(shù)小摩擦系數(shù)小，有利于減少發(fā)熱。，有利于減少發(fā)熱。（4）滾動軸承潤滑容易，可以用）滾動軸承潤滑容易，可以用脂潤滑脂潤滑，一次裝填一直，一次裝填一直用到修理時才換脂。如果用油潤滑，單位時間所需的油量用到修理時才換脂。如果用油潤滑，單位時間所需的油量也遠比滑動軸承小。也遠比滑動軸承小。（5）滾動軸承是由軸承廠生產(chǎn)，）滾動軸承是由軸承廠生產(chǎn)，可以外購可以外購。 缺點是：缺點是：（1

9、）滾動體的數(shù)量有限，所以在旋轉(zhuǎn)中的）滾動體的數(shù)量有限，所以在旋轉(zhuǎn)中的徑向剛度是變化徑向剛度是變化的。這是引起振動的原因之一。的。這是引起振動的原因之一。（2）輥動軸承的）輥動軸承的阻尼較低阻尼較低。（3）滾動軸承的）滾動軸承的徑向尺寸徑向尺寸比滑動軸承比滑動軸承大大。 在一般情況下應在一般情況下應盡量采用滾動軸承盡量采用滾動軸承。特別是大多數(shù)。特別是大多數(shù)立式主軸，用滾動軸承可以采用脂潤滑以避免漏油。只立式主軸，用滾動軸承可以采用脂潤滑以避免漏油。只有要求有要求加工表面粗糙度數(shù)值較小加工表面粗糙度數(shù)值較小，主軸又是水平的機床主軸又是水平的機床如外圓和平面磨床、高精度機床等才用滑動軸承如外圓和平

10、面磨床、高精度機床等才用滑動軸承。主軸。主軸組件的抗振性主要決定前軸承。因此，也有的主軸前支組件的抗振性主要決定前軸承。因此，也有的主軸前支承用滑動軸承，后支承和推力軸承用滾動軸承。承用滑動軸承，后支承和推力軸承用滾動軸承。最為常用的滑動軸承有下列類最為常用的滑動軸承有下列類: :深溝球軸深溝球軸圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承推力球軸推力球軸角接觸球軸承角接觸球軸承圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承P13二、主軸滾動軸承類型選擇二、主軸滾動軸承類型選擇 主軸較粗，主軸軸承的直徑較大。相對地說，軸承主軸較粗，主軸軸承的直徑較大。相對地說，軸承的負載較輕。因此，一般情況下，的負載較輕。因此，一

11、般情況下，承載能力承載能力和和疲勞壽命疲勞壽命不是選擇主軸軸承的主要指標不是選擇主軸軸承的主要指標。 主軸軸承，應主軸軸承，應根據(jù)精度根據(jù)精度、剛度剛度和和轉(zhuǎn)速選擇轉(zhuǎn)速選擇。為了提。為了提高精度和剛度，主軸軸承的間隙應該是可調(diào)的。這是主高精度和剛度，主軸軸承的間隙應該是可調(diào)的。這是主軸軸承主要的特點。線接觸的滾子軸承，比點接觸的球軸軸承主要的特點。線接觸的滾子軸承，比點接觸的球軸承剛度高，但一定溫升下允許的轉(zhuǎn)速較低。軸承剛度高，但一定溫升下允許的轉(zhuǎn)速較低。 1角接觸球軸承角接觸球軸承 這種軸承可承受這種軸承可承受徑向徑向和和軸向軸向載荷。載荷。 接觸角常見的有接觸角常見的有 15和和 25兩種

12、。兩種。 15接觸角多用于軸向載荷較小，轉(zhuǎn)速較高的地方，接觸角多用于軸向載荷較小，轉(zhuǎn)速較高的地方，如磨床主軸；如磨床主軸； 25的多用于軸向載荷較大的地方，如車床和加工中的多用于軸向載荷較大的地方，如車床和加工中心主軸。把內(nèi)、外圈相對軸向位移，可以調(diào)整間隙，實現(xiàn)心主軸。把內(nèi)、外圈相對軸向位移，可以調(diào)整間隙，實現(xiàn)預緊。這種軸承多用于高速主軸。預緊。這種軸承多用于高速主軸。P14P15 為了提高剛度和承栽能力，可以多個組合。下圖為三種基本組合為了提高剛度和承栽能力，可以多個組合。下圖為三種基本組合方式：圖方式：圖a為為背靠背背靠背組合，圖組合，圖b為為面對面面對面組合。圖組合。圖c為為同向同向組合

13、。這三種組合。這三種方式，兩個軸承都共同承擔徑向載荷；方式，兩個軸承都共同承擔徑向載荷；圖圖a和和b 承受雙向軸向載荷承受雙向軸向載荷圖圖c只承受一個方向的軸向載荷只承受一個方向的軸向載荷，但承載能力較大，軸向剛度較高。，但承載能力較大，軸向剛度較高。P162.圓錐孔雙列圓柱滾子軸承圓錐孔雙列圓柱滾子軸承 這種軸承具有這種軸承具有徑向尺寸較小徑向尺寸較小、制造精度較高制造精度較高、承載承載能力較大能力較大、靜剛度好靜剛度好以及以及允許的轉(zhuǎn)速高允許的轉(zhuǎn)速高等優(yōu)點，并等優(yōu)點，并能夠能夠調(diào)整軸承的徑向間隙調(diào)整軸承的徑向間隙，因此在機床主軸組件上得到廣泛，因此在機床主軸組件上得到廣泛應用。應用。P17

14、 3 3、雙向推力角接觸球軸承雙向推力角接觸球軸承 這種軸承的優(yōu)點是這種軸承的優(yōu)點是制造精度高制造精度高，允許轉(zhuǎn)速高允許轉(zhuǎn)速高，溫升較低溫升較低，抗振性高抗振性高于推力球軸承于推力球軸承8000型，型，裝配調(diào)整簡裝配調(diào)整簡單單，精度穩(wěn)定可靠精度穩(wěn)定可靠。與雙列圓柱滾。與雙列圓柱滾子軸承相配套，用于承受軸向載荷。子軸承相配套，用于承受軸向載荷。用來承受雙向軸向載荷，用來承受雙向軸向載荷，常與雙列常與雙列短圓柱滾子軸承配套使用短圓柱滾子軸承配套使用。 P18 4深溝球軸承深溝球軸承 這種軸承一般這種軸承一般不能調(diào)整間隙不能調(diào)整間隙，常用于，常用于精度和剛度要求精度和剛度要求不太高的地方不太高的地方

15、，如鉆床主軸。軸向載荷則由配套的推力軸，如鉆床主軸。軸向載荷則由配套的推力軸承承受承承受P195. 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 普通單列圓錐滾子軸承（普通單列圓錐滾子軸承（7000型），型），能能同時承受徑向和軸向載荷同時承受徑向和軸向載荷，承載能力承載能力和剛度較高和剛度較高，價格便宜價格便宜，支承簡單支承簡單，間間隙調(diào)整方便隙調(diào)整方便?？捎糜谥兴?、中載、一般?？捎糜谥兴佟⒅休d、一般精度的主軸組件。精度的主軸組件。 此外，角接觸球軸承、單向推力球軸承、滾針軸承及此外，角接觸球軸承、單向推力球軸承、滾針軸承及圓柱軸承等，可根據(jù)結(jié)構選取。圓柱軸承等，可根據(jù)結(jié)構選取。 P20 雙列圓錐滾子軸承由雙列

16、圓錐滾子軸承由外圈外圈2 2 、兩個兩個內(nèi)圈內(nèi)圈1 1 和和隔套隔套3 3 （也有的無隔套）組成。（也有的無隔套）組成。修磨隔套修磨隔套3 就可以調(diào)整間隙或進行預緊就可以調(diào)整間隙或進行預緊。軸承內(nèi)圈僅在滾子的大端有擋邊，內(nèi)圈軸承內(nèi)圈僅在滾子的大端有擋邊，內(nèi)圈擋邊與滾子之間為滑動摩擦，所以擋邊與滾子之間為滑動摩擦，所以發(fā)熱發(fā)熱較多較多，允許的最高轉(zhuǎn)速低于同尺寸的圓，允許的最高轉(zhuǎn)速低于同尺寸的圓柱滾子軸承。柱滾子軸承。 能夠同時承受徑向載荷和雙向軸向能夠同時承受徑向載荷和雙向軸向載荷，承載能力、剛度及抗振能力較高，載荷，承載能力、剛度及抗振能力較高，適用于中速、徑向載荷大，軸向載荷中適用于中速、徑

17、向載荷大，軸向載荷中等、一般精度的機床主軸組件。等、一般精度的機床主軸組件。6.雙列圓錐滾子軸承雙列圓錐滾子軸承主軸滾動軸承可按下列原則選擇：主軸滾動軸承可按下列原則選擇：中等轉(zhuǎn)速，較大載荷，要求剛度較高時，可用中等轉(zhuǎn)速，較大載荷，要求剛度較高時，可用線接觸線接觸的軸承；的軸承；雙列向心短圓柱滾子雙列向心短圓柱滾子軸承允許的轉(zhuǎn)速更高一些，使用軸承允許的轉(zhuǎn)速更高一些，使用時最好配以時最好配以6060度角接觸雙向推動向心球軸承；度角接觸雙向推動向心球軸承； 高速時可用高速時可用向心推力球軸承向心推力球軸承，載荷加大時，可用兩個，載荷加大時，可用兩個以上的軸承以軸向力為主。要求精度不太高的主軸，可以

18、上的軸承以軸向力為主。要求精度不太高的主軸，可用單列向心球軸承，配推力軸承。用單列向心球軸承，配推力軸承。 徑向尺寸受到限制時，可用徑向尺寸受到限制時，可用滾針軸承滾針軸承； 主軸軸承常用主軸軸承常用輕系列輕系列、特輕系列特輕系列和和超輕系列超輕系列，以特，以特輕系列為主，軸承越輕系列為主，軸承越“輕輕”滾動體的直徑越小，但滾動體滾動體的直徑越小，但滾動體的數(shù)量越多，雖然基本額定動靜載荷遞減，但剛度變化卻的數(shù)量越多，雖然基本額定動靜載荷遞減，但剛度變化卻不大，主軸軸承的實際載荷，相對于其基本額定載荷，是不大，主軸軸承的實際載荷，相對于其基本額定載荷，是較低的。承載能力通常都有富余。較低的。承載

19、能力通常都有富余。 三、主軸滾動軸承的精度三、主軸滾動軸承的精度 主軸軸承精度應采用主軸軸承精度應采用P2 P2 、P4 P4 、P5P5級，級，前后軸承的精前后軸承的精度對主軸旋轉(zhuǎn)精度的影響是不同的度對主軸旋轉(zhuǎn)精度的影響是不同的。 由于軸承的工作精度主要決定于由于軸承的工作精度主要決定于旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)精度，殼體孔和，殼體孔和主軸徑是根據(jù)一定間隙和過盈要求配作的，因此，內(nèi)外圈主軸徑是根據(jù)一定間隙和過盈要求配作的，因此，內(nèi)外圈的尺寸精度即使較低，也不影響工作，但可以降低成本。的尺寸精度即使較低，也不影響工作，但可以降低成本。 軸承的精度不僅影響主軸組件的回轉(zhuǎn)精度，而且精度軸承的精度不僅影響主軸組件

20、的回轉(zhuǎn)精度，而且精度越高，各滾動體受力越均勻，有利于提高剛度，提高抗振越高，各滾動體受力越均勻，有利于提高剛度，提高抗振性、減少磨損和提高壽命。性、減少磨損和提高壽命。 主軸的前后軸承的精度選擇對主軸精度影響很大，一主軸的前后軸承的精度選擇對主軸精度影響很大，一般影響主軸精度主要是般影響主軸精度主要是前軸承的精度前軸承的精度。它。它對主軸精度影響對主軸精度影響大一些，應選高一些。大一些，應選高一些。前軸承精度比后軸承精度高一級前軸承精度比后軸承精度高一級， 主軸滾動軸承內(nèi)外圈的旋轉(zhuǎn)精主軸滾動軸承內(nèi)外圈的旋轉(zhuǎn)精度見表度見表10-1、表、表10-2、表、表10-3。P25 四、轉(zhuǎn)速四、轉(zhuǎn)速 軸承是

21、以軸承是以 dmn 值值(mm.r/min)作為衡量轉(zhuǎn)速性能的指標的。作為衡量轉(zhuǎn)速性能的指標的。 dm是軸承的中徑是軸承的中徑(mm)，是內(nèi)徑與外徑的平均值，是內(nèi)徑與外徑的平均值，n為轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速(r/min)。 dmn值與滾動體的值與滾動體的公轉(zhuǎn)線速度成正比公轉(zhuǎn)線速度成正比。同樣的。同樣的d，不同的直徑系列，不同的直徑系列(輕、輕、特輕、超輕特輕、超輕)，外徑是不同的。，外徑是不同的。 因此因此， dmn值同時反映了值同時反映了轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速、內(nèi)徑內(nèi)徑和和直徑直徑系列。系列。 軸承都規(guī)定了軸承都規(guī)定了極限轉(zhuǎn)速，極限轉(zhuǎn)速，指的普通精度級軸承，在輕負荷下運轉(zhuǎn)，指的普通精度級軸承，在輕負荷下運轉(zhuǎn)，達到規(guī)定

22、穩(wěn)定溫度時的轉(zhuǎn)速。這些條件各廠有自己的規(guī)定，且一般不公達到規(guī)定穩(wěn)定溫度時的轉(zhuǎn)速。這些條件各廠有自己的規(guī)定，且一般不公開。主軸軸承的使用條件，與軸承廠的測試條件不一定一致，故開。主軸軸承的使用條件，與軸承廠的測試條件不一定一致，故規(guī)定的規(guī)定的極限轉(zhuǎn)速只能供參考。極限轉(zhuǎn)速只能供參考。 軸承的最高轉(zhuǎn)速決定于軸承的類型，負荷，間隙的調(diào)整軸承的最高轉(zhuǎn)速決定于軸承的類型，負荷，間隙的調(diào)整，允許的，允許的溫升，選用的潤滑劑和潤滑方式可通過試驗決定。溫升，選用的潤滑劑和潤滑方式可通過試驗決定。五、主軸滾動軸承的壽命五、主軸滾動軸承的壽命主軸軸承的失效形式：主軸軸承的失效形式：（1 1）表層疲勞發(fā)生）表層疲勞發(fā)

23、生點蝕點蝕 （重載和高速主軸）；（重載和高速主軸）；（2 2）因）因磨損磨損降低精度。降低精度。 對一般機床，由于主軸較粗，載荷相對來說不大，對一般機床，由于主軸較粗，載荷相對來說不大，往往以磨損后精度下降作為失效的依據(jù)的。往往以磨損后精度下降作為失效的依據(jù)的。 當軸承精度因磨損而降低時，我們認為它失效當軸承精度因磨損而降低時，我們認為它失效。 決定主軸滾動軸承壽命的是精度，失效原因是磨損。決定主軸滾動軸承壽命的是精度，失效原因是磨損。 六、滾動軸承的剛度六、滾動軸承的剛度 孔徑增大會削弱主軸剛度，孔徑增大會削弱主軸剛度，主軸端部的剛度與截面慣性主軸端部的剛度與截面慣性矩成正比。矩成正比。 當

24、當d d/ /D D0 00.50.5時，空心主軸的剛度降低較??；時，空心主軸的剛度降低較??； 當當d d/ /D D0 0=0.7=0.7時，空心主軸的剛度降低了時，空心主軸的剛度降低了2424； 一般應取一般應取d d/ /D D0 00.70.7。 滾動軸承的剛度不是一個定值，而是載荷的函數(shù)。滾動軸承的剛度不是一個定值，而是載荷的函數(shù)。它隨它隨載荷的增加而增長。計算時，如外載荷無法確定，可取額定載荷的增加而增長。計算時，如外載荷無法確定，可取額定動裁荷動裁荷(可查樣本可查樣本)的的110作為輪承的載荷，計算的結(jié)果一作為輪承的載荷，計算的結(jié)果一般地代表軸承的剛度。般地代表軸承的剛度。 P2

25、8 第三節(jié)第三節(jié) 主主 軸軸一、主軸結(jié)構形狀要求一、主軸結(jié)構形狀要求 主軸的結(jié)構和形狀主要取決于主軸所安裝的刀具、主軸的結(jié)構和形狀主要取決于主軸所安裝的刀具、夾具、傳動件、軸承及密封裝置等的類型、數(shù)目、位置夾具、傳動件、軸承及密封裝置等的類型、數(shù)目、位置和安裝方法，同時還要考慮主軸的加工和裝配工藝性。和安裝方法，同時還要考慮主軸的加工和裝配工藝性。主軸頭部已標準化，見主軸頭部已標準化，見機床設計手冊機床設計手冊第第3 3冊。冊。 為了提高剛度，主軸的直徑應盡量大些。前軸承至為了提高剛度，主軸的直徑應盡量大些。前軸承至主軸前端面的距離稱為主軸前端面的距離稱為懸伸懸伸。懸伸量應盡可能地小懸伸量應盡

26、可能地小些。些。 P29圖圖(a)(a)為車床的主軸端部。圖為車床的主軸端部。圖(b)(b)為銑、鏜類機床的主軸端部。為銑、鏜類機床的主軸端部。圖圖(c)(c)為外圓磨床砂輪主軸的端部。圖為外圓磨床砂輪主軸的端部。圖(d)(d)為內(nèi)圓磨床砂輪主為內(nèi)圓磨床砂輪主軸的端部。圖軸的端部。圖(e)(e)、(f)(f)為鉆床主軸的端部。為鉆床主軸的端部。 P30主軸的外形為階梯軸主軸的外形為階梯軸 主軸端部的形狀與尺寸已經(jīng)標準化。主軸端部的形狀與尺寸已經(jīng)標準化。內(nèi)孔：用于通過棒料、拉桿和取出頂尖。內(nèi)孔：用于通過棒料、拉桿和取出頂尖。主軸材料的選擇依據(jù)主軸材料的選擇依據(jù)二、主軸的材料及熱處理二、主軸的材料

27、及熱處理耐磨性耐磨性熱處理方法熱處理方法熱處理后的變形大小熱處理后的變形大小 保證足夠的剛度和強度保證足夠的剛度和強度便于軸上零件的裝卸便于軸上零件的裝卸得到足夠多的止推面得到足夠多的止推面 P31 常用：結(jié)構鋼，常用：結(jié)構鋼，15#15#，20#20#，45#45#。 合金鋼，合金鋼，20Cr, 40Cr, 50Mn, 65Mn.20Cr, 40Cr, 50Mn, 65Mn. 球墨鑄鐵也開始應用。球墨鑄鐵也開始應用。 （2 2）熱處理方法：滑動軸承支承，前端定位表面，淬硬）熱處理方法：滑動軸承支承，前端定位表面，淬硬HRC5055HRC5055； 低碳鋼，滲碳淬火；合金可以化學處理。低碳鋼，

28、滲碳淬火；合金可以化學處理。 三、主軸的技術條件 主軸的精度是根據(jù)機床的精度來提出技術要求，主軸的精度是：尺寸精主軸的精度是根據(jù)機床的精度來提出技術要求，主軸的精度是：尺寸精度，形狀精度，以及支承軸頸與殼心表面之間的位置精度和光潔度。度，形狀精度，以及支承軸頸與殼心表面之間的位置精度和光潔度。 支承軸頸為主軸基準，是工藝基準和測量基準，技術條件可以根據(jù)機床支承軸頸為主軸基準，是工藝基準和測量基準，技術條件可以根據(jù)機床手冊和同等精度機床主軸圖紙上的條件確定。手冊和同等精度機床主軸圖紙上的條件確定。 主軸的材料，應根據(jù)主軸的主軸的材料，應根據(jù)主軸的耐磨性、熱處理方法耐磨性、熱處理方法和和熱熱處理后

29、的變形處理后的變形來選擇。來選擇。 強度不是選材的依據(jù)，強度不是選材的依據(jù)，因為因為主軸的載荷相對來說不大，主軸的載荷相對來說不大，引起的應力通常小于鋼的強度極限。引起的應力通常小于鋼的強度極限。 剛度也不是選材的依據(jù)，剛度也不是選材的依據(jù)，因為各種鋼材的彈性模量幾因為各種鋼材的彈性模量幾乎沒有多少差別。乎沒有多少差別。 主軸的剛度與材料的彈性模量主軸的剛度與材料的彈性模量E值有關，材料的剛性是值有關，材料的剛性是通過彈性模量通過彈性模量E反映的，鋼的反映的，鋼的E值較大值較大2.1106 kg/cm , 剛剛性好性好，承載能力大承載能力大，耐磨性好耐磨性好，加工性能好加工性能好， 熱處熱處

30、理變形理變形小小，價格便宜價格便宜。所以一。所以一 般般主軸材料首選鋼材。主軸材料首選鋼材。P32 普通機床主軸可選用中碳鋼普通機床主軸可選用中碳鋼（如（如45 鋼）。調(diào)質(zhì)處理后，鋼）。調(diào)質(zhì)處理后，在主軸端部、錐孔、定心軸頸或定心錐面等部位進行局部在主軸端部、錐孔、定心軸頸或定心錐面等部位進行局部高頻淬硬高頻淬硬。以提高其耐磨性。以提高其耐磨性。 特殊要求時，才考慮選用合金鋼特殊要求時，才考慮選用合金鋼。當載荷大和有沖擊。當載荷大和有沖擊時，或精密機床需要減小熱處理后的變形時。時，或精密機床需要減小熱處理后的變形時。 支承為滑動軸承，則軸頸也需淬硬，以提高耐磨性。支承為滑動軸承，則軸頸也需淬硬

31、，以提高耐磨性。 主軸常用材料及熱處理要求主軸常用材料及熱處理要求 P33 三、三、 主軸的技術要求主軸的技術要求 主軸的技術要求，應根據(jù)機床精度標準有關項目制定。主軸的技術要求，應根據(jù)機床精度標準有關項目制定。 首先制定出滿足主軸首先制定出滿足主軸旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)精度所必需的技術要求，所必需的技術要求，如如主軸前后軸承軸頸主軸前后軸承軸頸的的同軸度同軸度，錐孔相對于前后軸頸中心連錐孔相對于前后軸頸中心連線線的的徑向圓跳動徑向圓跳動，定心軸頸及其定位軸肩相對于前后軸頸定心軸頸及其定位軸肩相對于前后軸頸中心連線中心連線的的徑向圓跳動徑向圓跳動和和端面圓跳動端面圓跳動等。等。 再再考慮其它性能所需的要

32、求，考慮其它性能所需的要求，如如表面粗糙度，表面硬表面粗糙度，表面硬度度等。等。 主軸的技術要求要滿足設計要求、工藝要求、檢測主軸的技術要求要滿足設計要求、工藝要求、檢測方法的要求，應盡量做到設計、工藝、檢測的基準相統(tǒng)一。方法的要求，應盡量做到設計、工藝、檢測的基準相統(tǒng)一。 P34 主軸各部位的主軸各部位的尺寸公差尺寸公差、形位公差形位公差、表面粗糙度表面粗糙度和和表面硬度表面硬度等具體數(shù)值應根據(jù)機床的類型、規(guī)格、精度等等具體數(shù)值應根據(jù)機床的類型、規(guī)格、精度等級及主軸軸承的類型來確定。級及主軸軸承的類型來確定。 P351、軸頸、軸頸A和和B的圓度的圓度 ： A0.003， B0.00252、莫

33、氏錐孔和、莫氏錐孔和A、B面用涂色法檢查接觸率面用涂色法檢查接觸率 ： 703、莫氏錐孔對軸頸、莫氏錐孔對軸頸A、B的徑向圓跳動的徑向圓跳動 ： 近軸端近軸端 0.005 300mm處處0.0104)短錐短錐C對軸頸對軸頸A、B的徑向圓跳動的徑向圓跳動 ： 0.0055)端面端面D對軸頸對軸頸A、B的端面圓跳動的端面圓跳動 ： 0.010P36 可選用接觸角為可選用接觸角為 250 的球軸承；軸向切削分力較小時，的球軸承；軸向切削分力較小時，可選用接觸角為可選用接觸角為 150 的球軸承。在相同的工作條件下，前者的球軸承。在相同的工作條件下，前者的軸向剛度比后者大一倍。的軸向剛度比后者大一倍。

34、1、速度型、速度型 當軸向切削分當軸向切削分力較大時主軸前后軸力較大時主軸前后軸承都采用承都采用角接觸球軸角接觸球軸承承，（兩聯(lián)或三聯(lián)）。，（兩聯(lián)或三聯(lián)）。P37 角接觸球軸承具有角接觸球軸承具有良好的高速性能良好的高速性能，但它的，但它的承載承載能力較小能力較小，因而適用于，因而適用于高速輕載高速輕載或或精密機床精密機床，如高速鏜，如高速鏜削單元、高速削單元、高速CNC 車床等。車床等。P38( 2 ）剛度型）剛度型 前支承采用前支承采用雙列圓柱滾子軸承承受徑向載荷雙列圓柱滾子軸承承受徑向載荷和和 600 角接觸雙列推力球軸承角接觸雙列推力球軸承承受軸向載荷，后支承采用承受軸向載荷，后支承采

35、用雙列雙列圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承。P39 這種軸承配置的主軸部件，適用于這種軸承配置的主軸部件，適用于中等轉(zhuǎn)速中等轉(zhuǎn)速和和切削負切削負載較大載較大，要求，要求剛度高剛度高的機床，如數(shù)控車床主軸、鏜削主軸的機床，如數(shù)控車床主軸、鏜削主軸單元等。單元等。 由于結(jié)構設計的原因，導致主軸箱長度較長，應由于結(jié)構設計的原因，導致主軸箱長度較長，應增增加一個支承來提高主軸組件的剛度和抗振性加一個支承來提高主軸組件的剛度和抗振性。三支承主軸組件三支承主軸組件典型結(jié)構典型結(jié)構主支承主支承輔助支承輔助支承P41 ( 3 )剛度速度型剛度速度型 前軸承采用前軸承采用三聯(lián)角接觸球軸承三聯(lián)角接觸球軸承，后支承采用，后

36、支承采用雙列圓柱滾子軸承雙列圓柱滾子軸承。主。主軸的動力從后端傳入，后軸承要承受較大的傳動力，所以采用軸的動力從后端傳入，后軸承要承受較大的傳動力，所以采用雙列圓柱雙列圓柱滾子軸承滾子軸承。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。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距外側(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距，以提高承受顛覆力矩的剛度。，以提高承受顛覆力矩的剛度。

37、軸向力方向軸向力方向P42 下圖是采用圓錐滾子軸承的主軸部件，其結(jié)構比采用下圖是采用圓錐滾子軸承的主軸部件，其結(jié)構比采用雙列圓柱滾子軸承簡化，承載能力和剛度比角接觸球軸雙列圓柱滾子軸承簡化，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。的極限轉(zhuǎn)速要低些。適用于載荷較大，轉(zhuǎn)速不太高的普適用于載荷較大，轉(zhuǎn)速不太高的普通精度的機床主軸通精度的機床主軸。P43 下圖是臥式鏜銑床主軸部件，由鏜主軸下圖是臥式鏜銑床主軸部件，由鏜主軸2 和銑主軸和銑主軸3 組組成。銑主軸成。銑主軸3 的前軸承采用雙列圓錐滾子軸承，

38、可以的前軸承采用雙列圓錐滾子軸承，可以承受承受雙向軸向力雙向軸向力和和徑向力徑向力，承載能力大承載能力大，剛性好剛性好，結(jié)構簡單結(jié)構簡單。主運動傳動齒輪主運動傳動齒輪1 裝在銑主軸裝在銑主軸3 上。銑主軸軸端可裝銑刀上。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，通過雙鍵軸內(nèi)軸向移動，通過雙鍵4 傳動，用于孔加工。傳動，用于孔加工。P44 右圖是采用右圖是采用推力球推力球軸承承受兩個方向軸向軸承承受兩個方向軸向力力的主軸部件，其的主軸部件，其軸向軸向剛度很高剛度很高，適用于承受，適用于承受軸向載荷大的機床主

39、軸軸向載荷大的機床主軸，如鉆床。，如鉆床。 二、磨床類主軸組件二、磨床類主軸組件1 1、這種主軸組件是一個獨立的單元，由專門工廠制造、這種主軸組件是一個獨立的單元，由專門工廠制造( (見圖).2 2、主軸的轉(zhuǎn)動由電動機、主軸的轉(zhuǎn)動由電動機(P(P1 13kW)3kW)經(jīng)平帶輸入主軸左端平帶輪，主軸經(jīng)平帶輸入主軸左端平帶輪，主軸的右端裝砂輪桿。主軸兩端載荷都較大，故前后支承都配置的右端裝砂輪桿。主軸兩端載荷都較大，故前后支承都配置兩個同向角兩個同向角接觸球軸承接觸球軸承。若載荷較小時，兩端支承各裝一個軸承，由于磨削時軸向。若載荷較小時，兩端支承各裝一個軸承，由于磨削時軸向載荷為左右對稱而且又不大

40、，故軸承采用載荷為左右對稱而且又不大，故軸承采用背靠背組配背靠背組配也是對稱方式，其也是對稱方式，其接觸角接觸角 =15=15 P46 三、主軸滾動軸承的預緊三、主軸滾動軸承的預緊 主軸滾動軸承的主軸滾動軸承的間隙量（游隙量）大小對主軸組件工作間隙量（游隙量）大小對主軸組件工作性能及軸承壽命有重要影響性能及軸承壽命有重要影響。滾動軸承保持合理間隙量，是。滾動軸承保持合理間隙量，是提高主軸組件旋轉(zhuǎn)精度、剛度和抗振性的一項重要措施。提高主軸組件旋轉(zhuǎn)精度、剛度和抗振性的一項重要措施。 所謂預緊就是采用預加載荷的方法消除軸承間隙，而所謂預緊就是采用預加載荷的方法消除軸承間隙，而且有一定的過盈量，使?jié)L動

41、體和內(nèi)外圈接觸部分產(chǎn)生預變且有一定的過盈量，使?jié)L動體和內(nèi)外圈接觸部分產(chǎn)生預變形，增加接觸面積，提高支承剛度和抗振性。主軸部件的形，增加接觸面積，提高支承剛度和抗振性。主軸部件的主要支承軸承都要預緊，預緊有主要支承軸承都要預緊，預緊有徑向徑向和和軸向軸向兩種。兩種。 預緊力通常分為三級：輕預緊、中預緊和重預緊，代預緊力通常分為三級：輕預緊、中預緊和重預緊，代號為號為A 、B 、C 。輕預緊適用于高速主軸輕預緊適用于高速主軸，中預緊適用于中預緊適用于中、低速主軸中、低速主軸；重預緊用于分度主軸重預緊用于分度主軸。P47 1. 1.雙列圓柱滾動軸承預緊雙列圓柱滾動軸承預緊 機床主軸組件不僅在裝配時需

42、要調(diào)整軸承間隙，在使用一段時間機床主軸組件不僅在裝配時需要調(diào)整軸承間隙，在使用一段時間后，軸承有了磨損，還需要重新調(diào)整。后，軸承有了磨損，還需要重新調(diào)整。軸承的間隙調(diào)整一般是通過擰軸承的間隙調(diào)整一般是通過擰緊螺母推動軸承的某一圈（內(nèi)圈、外圈或緊圈），緊螺母推動軸承的某一圈（內(nèi)圈、外圈或緊圈），因內(nèi)圈孔是因內(nèi)圈孔是1 : 12 的的錐孔，使內(nèi)圈徑向漲大，錐孔，使內(nèi)圈徑向漲大，來實現(xiàn)來實現(xiàn)預緊預緊。 徑向預緊軸承的間隙（過盈）量控制方式徑向預緊軸承的間隙（過盈）量控制方式 ：(a).(a).無控制裝置無控制裝置 (b).(b).控制螺母控制螺母 (c).(c).控制環(huán)控制環(huán) P48 2 2、角接觸

43、球軸承軸向的預緊、角接觸球軸承軸向的預緊 這類軸承都是通過內(nèi)、外圈之間的相對軸向位移來調(diào)整間隙的。這類軸承都是通過內(nèi)、外圈之間的相對軸向位移來調(diào)整間隙的。 （a a）修磨內(nèi)圈修磨內(nèi)圈 （b b）內(nèi)、外隔套內(nèi)、外隔套 （c c）無控制裝置無控制裝置 （d d）彈簧預緊彈簧預緊 四、主軸組件的傳動四、主軸組件的傳動 1、傳動方式、傳動方式 主軸上用的傳動件，主要有主軸上用的傳動件，主要有齒輪齒輪和和帶帶。 齒輪齒輪能傳遞較大的轉(zhuǎn)距，傳動比準確，是一般機床最常用的傳能傳遞較大的轉(zhuǎn)距，傳動比準確，是一般機床最常用的傳動副。缺點是線速度不能很高，傳動也不夠平穩(wěn)。動副。缺點是線速度不能很高，傳動也不夠平穩(wěn)

44、。 轉(zhuǎn)速較高的主軸，用轉(zhuǎn)速較高的主軸，用帶傳動帶傳動可使運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。傳動帶易拉長和磨可使運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。傳動帶易拉長和磨損，設計時必須注意能調(diào)節(jié)中心距；磨損后易于更換，有可靠的防損，設計時必須注意能調(diào)節(jié)中心距；磨損后易于更換，有可靠的防護設備以防止與油接觸受侵蝕。當線速度護設備以防止與油接觸受侵蝕。當線速度V 30ms時，可用時，可用v型型帶、多楔帶或帶、多楔帶或同步齒形帶同步齒形帶；V 30ms時，可用橡膠成皮革平帶，時，可用橡膠成皮革平帶，V35ms時可用絲時可用絲(天然絲、錦綸絲或滌綸絲天然絲、錦綸絲或滌綸絲)織帶。織帶。P49 除以上兩種傳動件外：除以上兩種傳動件外： 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n3000r/

45、min 時可用時可用工頻異步電動機工頻異步電動機； 高速時可用高速時可用中頻電動機中頻電動機，如內(nèi)圓磨頭。，如內(nèi)圓磨頭。 有變速要求時，可用有變速要求時，可用變極的多速電動機變極的多速電動機或或交流調(diào)頻交流調(diào)頻電動機電動機。 目前巳出現(xiàn)既可調(diào)頻、又能變極的目前巳出現(xiàn)既可調(diào)頻、又能變極的內(nèi)裝電機式主軸單內(nèi)裝電機式主軸單元元，內(nèi)裝式電動機轉(zhuǎn)子軸就是主軸，無中間傳動環(huán)節(jié)，可，內(nèi)裝式電動機轉(zhuǎn)子軸就是主軸，無中間傳動環(huán)節(jié)，可使主軸不受傳動彎矩。具有較大的恒功率變速范圍，用于使主軸不受傳動彎矩。具有較大的恒功率變速范圍，用于加工中心。加工中心。P50P51電動機直接驅(qū)動電動機直接驅(qū)動F 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速3000（

46、r/min） 的主軸的主軸F異步電動機變極調(diào)速異步電動機變極調(diào)速內(nèi)內(nèi)圓圓磨磨床床電電主主軸軸 定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子后軸承后軸承主軸主軸前軸承前軸承P52 (1).(1).主軸不承受傳動力主軸不承受傳動力 高精度或精密機床的主軸上，高精度或精密機床的主軸上，往往采用往往采用“卸荷式卸荷式”傳動件，只傳動件，只傳遞轉(zhuǎn)矩而卸掉徑向力。傳遞轉(zhuǎn)矩而卸掉徑向力。 (2).(2).主軸尾端承受傳動力主軸尾端承受傳動力 將帶輪裝在主軸的外伸尾端將帶輪裝在主軸的外伸尾端上，使主軸承受傳動力。上，使主軸承受傳動力。 2、主軸傳動件布置、主軸傳動件布置 多數(shù)主軸是由齒輪傳動的。齒輪可位于前軸承之前多數(shù)主軸是由齒輪傳動的

47、。齒輪可位于前軸承之前或后軸承之后，也可位于前、后軸承之間?；蚝筝S承之后，也可位于前、后軸承之間。 P53(4).主軸兩支承間承受傳動力主軸兩支承間承受傳動力 為了減小主軸的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形，提高固有頻為了減小主軸的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形，提高固有頻率，應將傳動齒輪布置在率，應將傳動齒輪布置在靠近前支承靠近前支承的位置上，兩種的位置上，兩種情況如下：情況如下： (3).主軸前端承受傳動力主軸前端承受傳動力 將帶輪裝在主軸的前端上，主將帶輪裝在主軸的前端上，主軸前端懸伸部分同時承受傳動力軸前端懸伸部分同時承受傳動力Q和切削力和切削力F時，時，應使應使Q、F方向相反方向相反。P54一、提高精度一、提

48、高精度 在保證在保證主軸主軸制造精度，保證制造精度，保證軸承軸承精度的同時，采用精度的同時，采用定定向誤差裝配法向誤差裝配法可進一步提高主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度。可進一步提高主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度。 如圖主軸的三項誤差都是矢量，因此這三項誤差按一如圖主軸的三項誤差都是矢量，因此這三項誤差按一定方向裝配，可使誤差相互抵消。定方向裝配，可使誤差相互抵消。 隨著技術的發(fā)展，主軸轉(zhuǎn)速將越來越高。但主軸溫升，卻不能超隨著技術的發(fā)展，主軸轉(zhuǎn)速將越來越高。但主軸溫升，卻不能超過規(guī)定值。過規(guī)定值。球軸承允許的轉(zhuǎn)速比滾子軸承高球軸承允許的轉(zhuǎn)速比滾子軸承高。角接觸球軸承中，。角接觸球軸承中，接觸接觸角小的轉(zhuǎn)速高角小的轉(zhuǎn)速高

49、。用油霧或油氣潤滑比用脂潤滑轉(zhuǎn)速高用油霧或油氣潤滑比用脂潤滑轉(zhuǎn)速高。輕預緊比中預輕預緊比中預緊轉(zhuǎn)速高。緊轉(zhuǎn)速高。為了加強軸承的冷卻，可把軸承的外圈裝在套筒內(nèi)，套筒為了加強軸承的冷卻，可把軸承的外圈裝在套筒內(nèi)，套筒外有螺旋油溝，外有螺旋油溝，內(nèi)通冷卻油來冷卻軸承內(nèi)通冷卻油來冷卻軸承。 軸承在高速運轉(zhuǎn)時，滾動體作用于外圈滾道很大一個離心力。從軸承在高速運轉(zhuǎn)時，滾動體作用于外圈滾道很大一個離心力。從而產(chǎn)生很大的接觸變形，并發(fā)熱。為降低離心力，目前有兩個辦法：而產(chǎn)生很大的接觸變形，并發(fā)熱。為降低離心力，目前有兩個辦法： (1)采用小直徑鋼球采用小直徑鋼球，使得鋼球數(shù)增加了，軸承剛度還可有所提高。，使得

50、鋼球數(shù)增加了，軸承剛度還可有所提高。 (2)采用氮化硅采用氮化硅(si3N4)陶瓷球陶瓷球。氮化硅的密度約為鋼的。氮化硅的密度約為鋼的40，彈性模，彈性模量為量為151，因此也還可提高剛度。這種軸承的套圈，仍為鋼制。，因此也還可提高剛度。這種軸承的套圈，仍為鋼制。P55 通常，主軸組件的固有頻率是相當高的。遠高于主軸通常，主軸組件的固有頻率是相當高的。遠高于主軸的最高轉(zhuǎn)速。一般可以不必考慮共振問題，按靜態(tài)處理。的最高轉(zhuǎn)速。一般可以不必考慮共振問題，按靜態(tài)處理。但是，但是，高速主軸，特別是帶內(nèi)裝式電動機的高速主軸高速主軸，特別是帶內(nèi)裝式電動機的高速主軸(電電動機轉(zhuǎn)子是一個集中質(zhì)量，將使固有頻率下

51、降動機轉(zhuǎn)子是一個集中質(zhì)量，將使固有頻率下降)，有可能，有可能發(fā)生共振。改善動態(tài)特性，可采取下列措施：發(fā)生共振。改善動態(tài)特性，可采取下列措施： (1)使主軸組件的固有頻率避開激振力的頻率。使主軸組件的固有頻率避開激振力的頻率。通常應通常應使固有頻率高于激振力頻率使固有頻率高于激振力頻率30以上。如果發(fā)生共振的那以上。如果發(fā)生共振的那階模態(tài)屬于主軸的剛體振動，則可提高軸承的剛度。階模態(tài)屬于主軸的剛體振動，則可提高軸承的剛度。P56 (2)提高軸承阻尼。提高軸承阻尼。主軸軸承，特別是前軸承的阻尼，對主軸軸承，特別是前軸承的阻尼，對主軸組件的抗振性影響很大。如果要求得到很光的加工表主軸組件的抗振性影響

52、很大。如果要求得到很光的加工表面，主軸又是水平的，則可用滑動軸承。例如外圓磨床和面，主軸又是水平的，則可用滑動軸承。例如外圓磨床和臥軸平面磨床。臥軸平面磨床。 (3)采用三支承采用三支承 。三支承主軸中，輔助支承的作用，與三支承主軸中，輔助支承的作用，與其說是為了提高剛度，毋寧說是為了提高抗振性。其說是為了提高剛度，毋寧說是為了提高抗振性。 (4)采用消振裝置采用消振裝置 。可以用加消振裝置的辦法來提高抗。可以用加消振裝置的辦法來提高抗振性。振性。P57P58 機床主軸組件采用的機床主軸組件采用的滑動軸承滑動軸承，根據(jù)其流體介質(zhì)的，根據(jù)其流體介質(zhì)的不同，可分為不同，可分為液體液體滑動軸承滑動軸

53、承和和氣體氣體滑動軸承滑動軸承。液體滑動。液體滑動軸承按其油膜壓力的形成方式，又可分為軸承按其油膜壓力的形成方式，又可分為液體液體動壓動壓滑動滑動軸承軸承和和液體液體靜壓靜壓滑動軸承滑動軸承。一、主軸液體一、主軸液體動壓動壓滑動軸承滑動軸承 機床主軸動壓軸承與一般動壓軸承不盡相同，對主機床主軸動壓軸承與一般動壓軸承不盡相同，對主軸的旋轉(zhuǎn)精度和油膜剛度有著更高的要求。軸的旋轉(zhuǎn)精度和油膜剛度有著更高的要求。 P591、固定多油楔軸承、固定多油楔軸承 這種成形多油楔軸承的這種成形多油楔軸承的油囊加工油囊加工比較困難比較困難，但軸承工作時的尺寸精度、，但軸承工作時的尺寸精度、接觸狀況及油楔參數(shù)等較為穩(wěn)

54、定；拆接觸狀況及油楔參數(shù)等較為穩(wěn)定；拆裝后的變化小，維修較方便，因此可裝后的變化小，維修較方便，因此可用于高精度磨床。用于高精度磨床。 對于動壓滑動軸承，入口間隙對于動壓滑動軸承，入口間隙h1與出口間隙與出口間隙h2所形成的油楔角大小，所形成的油楔角大小，對其承載能力有很大影響。根據(jù)最佳對其承載能力有很大影響。根據(jù)最佳間隙比可得入口間隙為間隙比可得入口間隙為h1h2=2.2 ,=0.033mm。油囊最有利。油囊最有利深度深度h=h1/2=0.018mm。 P60 2 2、活動多油楔軸承、活動多油楔軸承 這種軸承是由三個或五個瓦塊所組成。如圖示三瓦式活動多油楔軸這種軸承是由三個或五個瓦塊所組成。

55、如圖示三瓦式活動多油楔軸承，三個短瓦承，三個短瓦4 4各由一個球頭螺釘所支承。各由一個球頭螺釘所支承。 優(yōu)點：優(yōu)點：結(jié)構簡單、制造和維修方便，軸瓦與箱體孔不接觸，故對箱體孔結(jié)構簡單、制造和維修方便，軸瓦與箱體孔不接觸，故對箱體孔加工無特殊要求加工無特殊要求。缺點：缺點：軸瓦僅靠螺釘?shù)那蛐晤^支承，雖然要求其接觸面不少于軸瓦僅靠螺釘?shù)那蛐晤^支承，雖然要求其接觸面不少于8080（配（配對研磨），但接觸剛度仍比油膜剛度低得多，故使軸承的綜合剛度下降。對研磨），但接觸剛度仍比油膜剛度低得多，故使軸承的綜合剛度下降。 這種軸承廣泛應用于各種外圓磨床和臥軸平面磨床上。這種軸承廣泛應用于各種外圓磨床和臥軸平面

56、磨床上。 P61二、主軸液體靜壓軸承二、主軸液體靜壓軸承 是是利用軸承各個油腔中的利用軸承各個油腔中的靜壓力靜壓力和和節(jié)流器節(jié)流器的調(diào)壓作用，而把軸頸推的調(diào)壓作用，而把軸頸推向軸承中央位置的。向軸承中央位置的。 在靜壓軸承常用的在靜壓軸承常用的定壓供油系統(tǒng)定壓供油系統(tǒng)（向各個油腔的供油壓（向各個油腔的供油壓p ps s為一定）為一定）中，每個油腔之前必須串聯(lián)一個起調(diào)壓作用的中，每個油腔之前必須串聯(lián)一個起調(diào)壓作用的節(jié)流器節(jié)流器，否則軸承就會失，否則軸承就會失去承載能力。其調(diào)壓作用是指當主軸受載偏移后，能使軸承在載荷方向去承載能力。其調(diào)壓作用是指當主軸受載偏移后，能使軸承在載荷方向上的兩個油腔產(chǎn)生

57、壓力差以支承載荷，從而使靜壓軸承在液體摩擦狀態(tài)上的兩個油腔產(chǎn)生壓力差以支承載荷，從而使靜壓軸承在液體摩擦狀態(tài)下具有承載能力。下具有承載能力。 P62一、滾動支承主軸組件設計步驟一、滾動支承主軸組件設計步驟 1 1）根據(jù)機床類型、主軸的工作條件和使用要求，）根據(jù)機床類型、主軸的工作條件和使用要求，初步選擇主軸組件的初步選擇主軸組件的基本型式?；拘褪健?2 2）初步確定主軸組件的尺寸參數(shù)初步確定主軸組件的尺寸參數(shù)，進行，進行主軸組件的初步設計主軸組件的初步設計（軸向結(jié)（軸向結(jié)構及空間位置），并對上述尺寸參數(shù)予以修正。構及空間位置），并對上述尺寸參數(shù)予以修正。 3 3）對）對主軸組件進行必要的驗算

58、主軸組件進行必要的驗算，根據(jù)驗算結(jié)果對設計進行適當修改；，根據(jù)驗算結(jié)果對設計進行適當修改；確定采用三支承結(jié)構的必要性。確定采用三支承結(jié)構的必要性。 4 4）選擇軸承的精度等級選擇軸承的精度等級。 5 5）完成主軸組件的整體設計完成主軸組件的整體設計（包括主軸、主軸支承及傳動件等）。（包括主軸、主軸支承及傳動件等）。 6 6）確定軸承的安裝間隙等。確定軸承的安裝間隙等。 P63二、主軸組件結(jié)構尺寸二、主軸組件結(jié)構尺寸 主軸上的結(jié)構尺寸主要是主軸上的結(jié)構尺寸主要是外徑外徑D、孔徑孔徑d、懸伸量懸伸量a和支承和支承跨距跨距L。 1.主軸外徑主軸外徑D 主軸外徑的大小對主軸組件的性能有較大影響。主軸外

59、徑的大小對主軸組件的性能有較大影響。 主軸的外徑尺寸，關鍵是主軸主軸的外徑尺寸，關鍵是主軸前軸頸前軸頸（前軸承處）的直徑（前軸承處）的直徑D D1 1，可可根據(jù)根據(jù)傳遞功率傳遞功率，并參考同類機床的主軸軸徑尺寸確定。，并參考同類機床的主軸軸徑尺寸確定。 D D1 1選定后，其他部位選定后，其他部位的外徑可隨之而定。后軸承的直徑的外徑可隨之而定。后軸承的直徑D D2 2往往小于前軸承的直徑往往小于前軸承的直徑D D1 1。 一般：一般： D D2 2 = =（0.7-0.90.7-0.9） D D1 1 主軸前軸頸直徑主軸前軸頸直徑 P642.主軸孔徑主軸孔徑d 主軸孔徑主要從中通過的棒料或主軸

60、孔徑主要從中通過的棒料或拉桿，當它直徑拉桿，當它直徑過大或過小都受到限制過大或過小都受到限制， 1）結(jié)構限制）結(jié)構限制 孔徑增大就會減小主軸的壁厚，如果軸壁過薄，就要影響主軸正?？讖皆龃缶蜁p小主軸的壁厚，如果軸壁過薄，就要影響主軸正常工作，加工中也會變形。工作，加工中也會變形。 對于中型機床的主軸，后軸頸的直徑與孔徑之差不要小于對于中型機床的主軸，后軸頸的直徑與孔徑之差不要小于2025mm，主軸尾端，主軸尾端最薄處的直徑差不要小于最薄處的直徑差不要小于1015mm。 2）剛度限制）剛度限制 孔徑增大會削弱主軸剛度，主軸端部的剛度孔徑增大會削弱主軸剛度，主軸端部的剛度與截面慣性矩成正比與截面慣