1、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)主講: 楊建軍第四章主軸組件設(shè)計(jì)4-1 主軸組件的功用及要求一、功用、組成及特點(diǎn)： 1、主軸組件的功用 支承并帶動(dòng)工件或刀具，完成表面成形運(yùn)動(dòng)。 傳遞運(yùn)動(dòng)和功率，承受切削力和驅(qū)動(dòng)力等載荷的作用。2、主軸組件的組成 由主軸、主軸軸承和安裝在主軸上的傳動(dòng)件、固定件、潤滑密封件等組成。4-1 主軸組件的功用及要求b懸伸短CA61403、特點(diǎn) 主軸組件的工作性能直接影響到機(jī)床的加工精度和生產(chǎn)率，是機(jī)床最關(guān)鍵的部件之一。 具有高剛度、高精度、高穩(wěn)定性的特點(diǎn)。4-1 主軸組件的功用及要求二、主軸組件的基本要求 主軸組件應(yīng)能在一定載荷、轉(zhuǎn)速下，帶動(dòng)工件或刀具精確地穩(wěn)定的繞其軸心線旋轉(zhuǎn)，并長期

2、保持這種性能。1、旋轉(zhuǎn)精度主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度是指機(jī)床處于空載手動(dòng)或機(jī)動(dòng)低速旋轉(zhuǎn)情況下，在主軸前端安裝工件或刀具的基準(zhǔn)面上所測得的徑向跳動(dòng)r，端面跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)O的大小。4-1 主軸組件的功用及要求4-1 主軸組件的功用及要求主軸旋轉(zhuǎn)精度是主軸組件工作質(zhì)量的最基本的指標(biāo)，也是機(jī)床的一項(xiàng)主要精度指標(biāo)，它直接影響被加工零件的幾何精度和表面粗糙度。主軸的旋轉(zhuǎn)精度，直接受軸承精度和間隙的影響，同時(shí)也和其他零件（箱體、主軸本身）的精度有關(guān)。4-1 主軸組件的功用及要求4-1 主軸組件的功用及要求1）滾動(dòng)軸承精度的影響 內(nèi)外圈滾道的徑向跳動(dòng)、偏心，使主軸產(chǎn)生徑向跳動(dòng)； 滾動(dòng)體直徑、形狀誤差，引起主軸徑向跳動(dòng)

3、； 滾道的端面跳動(dòng)將引起主軸的端面跳動(dòng)；4-1 主軸組件的功用及要求4-1 主軸組件的功用及要求2）主軸本身和支承座等零件精度的影響 主軸軸頸的尺寸、形狀誤差，使軸承內(nèi)外圈（薄壁彈性件）滾道變形，降低了旋轉(zhuǎn)精度 前后支承座或主軸前、后軸頸的同軸誤差，引起徑向跳動(dòng)、軸向竄動(dòng)； 固定、調(diào)整間隙用的螺母、過渡套、墊圈和主軸軸肩端面與軸心的垂直度，將使軸承裝配后因受力不勻而造成滾道畸變。4-1 主軸組件的功用及要求2、靜剛度（簡稱剛度） 抗彎、抗扭、抗拉壓剛度 主軸組件的剛度是指其在外加載荷作用下抵抗變形的能力。 4-1 主軸組件的功用及要求 抗彎剛度 K 通常以主軸前端部產(chǎn)生一個(gè)單位的彈性變形（m）

4、時(shí)，在變形方向上所施加的作用力（N）的大小來表示即： （N/m）PK aLP4-1 主軸組件的功用及要求 抗扭剛度 Km式中： Mn：作用的扭矩 L：扭矩的作用距離（m） ：扭轉(zhuǎn)角（rad）)/(2radmNMnLLMnKmLMn4-1 主軸組件的功用及要求影響剛度的主要因素有： 主軸的結(jié)構(gòu)尺寸、軸承的類型及配置，軸承間隙的大小，傳動(dòng)件類型及布置方式，主軸組件的制造與裝配質(zhì)量等等。 4-1 主軸組件的功用及要求3、抗振性 主軸組件的抗振性是指其抵抗受迫振動(dòng)和自激振動(dòng)而保持平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)的能力。主軸組件的振動(dòng)影響被加工表面的質(zhì)量，限制機(jī)床的生產(chǎn)率，降低刀具的耐用度和機(jī)床的壽命，發(fā)出噪聲，影響工作環(huán)境

5、等。4-1 主軸組件的功用及要求受迫振動(dòng) 受迫振動(dòng)的主要干擾力，主軸、傳動(dòng)件、所裝的工件或刀具的偏心質(zhì)量引起的離心力；傳動(dòng)件運(yùn)動(dòng)速度不均勻而產(chǎn)生的慣性力；斷續(xù)切削產(chǎn)生的周期性變化的切削力。4-1 主軸組件的功用及要求自激振動(dòng) 機(jī)床工件刀具彈性系統(tǒng)振動(dòng)對(duì)切削過程的反饋?zhàn)饔?，使刀具與工件之間發(fā)生了周期性的強(qiáng)烈的相對(duì)振動(dòng)。4-1 主軸組件的功用及要求4、熱變形 主軸組件相對(duì)運(yùn)動(dòng)處的摩擦和攪油，電主軸繞組發(fā)熱，切削熱等產(chǎn)生溫升。使主軸組件的形狀和位置發(fā)生畸變。 使主軸組件和機(jī)床各部件間相對(duì)位置精度降低； 使軸承間隙變大或變小，改變了主軸的工作狀況。允許溫升：高精度機(jī)床 810 精密機(jī)床 15 30 普

6、通機(jī)床 30 40 4-1 主軸組件的功用及要求5 、精度保持性 （ 耐磨性 ）主軸組件必須有足夠的耐磨性，以便長期保持精度。4-1 主軸組件的功用及要求三、主軸組件的布局 依精度、剛度、承載能力、轉(zhuǎn)速等要求確定主軸組件組成部分的配置。1、主軸組件的支承形式 兩支承：前后支承，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛 三支承：前中后支承，剛度高，工藝難度大，應(yīng) 用少4-1 主軸組件的功用及要求兩支承主軸的定位形式：軸的定位形式，指起止推作用軸承的配置。前端定位：全部配置在前端，受載長度短，精度高，前支承 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)熱大。a懸伸長b懸伸短CA61404-1 主軸組件的功用及要求后端定位：全部配置在后端，調(diào)隙方便，懸

7、伸短， 受熱后向前伸長，受載段長，軸向精度低。C76204-1 主軸組件的功用及要求兩端定位：配置在兩端，軸向受載均勻，調(diào)隙方 便，熱變形會(huì)改變主軸工作狀況。a懸伸長b懸伸短4-1 主軸組件的功用及要求2、傳動(dòng)件的合理布置齒輪傳動(dòng)1215m/s；帶傳動(dòng)30m/s。1）帶傳動(dòng):帶輪在主軸的尾部，需卸荷結(jié)構(gòu)；2）齒輪傳動(dòng):盡量靠近主軸前端，以減小主軸受扭 變形；3）電機(jī)與主軸直聯(lián)。4-1 主軸組件的功用及要求4-1 主軸組件的功用及要求4-1 主軸組件的功用及要求四、主軸的結(jié)構(gòu)、材料及技術(shù)要求 結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)一）主軸的結(jié)構(gòu)1、主要形狀 階梯軸，便于裝配 空心軸，便于穿過棒料、拉桿 直徑較大、懸伸

8、較短，滿足剛度要求4-1 主軸組件的功用及要求2、主軸端部結(jié)構(gòu) 便于刀具、夾具：安裝可靠，定位準(zhǔn)確，裝卡方便，傳遞扭矩可靠。典型主軸結(jié)構(gòu)：4-1 主軸組件的功用及要求1）車床主軸端部結(jié)構(gòu)卡盤靠主軸前端的短圓錐面和凸緣端面定位，用圓鍵傳遞扭矩，用鎖緊盤和螺栓固定鎖緊卡盤，主軸前端有莫氏錐孔。 4-1 主軸組件的功用及要求2）銑床和加工中心主軸端部結(jié)構(gòu)銑床和加工中心的主軸端部，銑刀或刀桿靠7:24的錐孔定位，用拉桿從主軸后端拉緊。前端用雙鍵傳遞扭矩。4-1 主軸組件的功用及要求3）外圓磨床砂輪主軸端部結(jié)構(gòu)外圓磨床砂輪主軸端部，法蘭盤靠前端1：5的圓錐面定位，并用螺母固定。螺母的螺紋旋向必須與砂輪的

9、旋轉(zhuǎn)方向相反（左螺紋），以防止啟動(dòng)時(shí)因砂輪慣性而導(dǎo)致松脫。4-1 主軸組件的功用及要求4）內(nèi)圓磨床砂輪主軸端部結(jié)構(gòu)內(nèi)圓磨床砂輪主軸端部，砂輪的接桿靠莫氏錐孔定位并傳遞扭矩，同時(shí)用錐孔底部螺孔緊固接桿。4-1 主軸組件的功用及要求5）鉆、鏜床主軸端部結(jié)構(gòu)鉆、鏜床主軸端部，刀桿或刀具靠莫氏錐孔定位，前面扁孔傳遞扭矩，后部扁孔拆卸刀具。4-1 主軸組件的功用及要求6）組合機(jī)床主軸端部結(jié)構(gòu)組合機(jī)床主軸端部，圓柱孔用來安裝接桿，刀具則安裝在接桿的莫氏錐孔內(nèi)。前端圓螺母用來調(diào)整刀具的軸向位置，平鍵用來傳遞扭矩。4-1 主軸組件的功用及要求 二）主軸的材料與熱處理選材的依據(jù)： 材料的耐磨性、熱處理方法及變形

10、量，殘余應(yīng)力等。1、普通主軸 選優(yōu)質(zhì)中碳鋼（45 、60），調(diào)質(zhì)到220250HBS，重要的錐孔、軸頸、錐面高頻淬火到5055HRC。4-1 主軸組件的功用及要求2、精密機(jī)床主軸 要求：淬火變形及應(yīng)力?。?選材：40Cr、20Cr、16MnCr、12CrNi2A等低碳合金鋼，滲碳淬硬HRC60。3、選用滑動(dòng)軸承的砂輪主軸，鏜床、加工中心等機(jī)床主軸 要求：高耐磨性 選材：滲氮鋼38CrMoAlA，表面硬度可達(dá)11001200HV（相當(dāng)于6972HRC）。4-1 主軸組件的功用及要求三）主軸的技術(shù)要求4-1 主軸組件的功用及要求1、軸頸工作基面：工作時(shí)以軸頸為工作基面旋轉(zhuǎn)；工藝基面：加工時(shí)，精磨錐

11、孔的基面；測量基面：檢驗(yàn)時(shí)，檢驗(yàn)各部位同軸度、垂直度的 基面。普通精度等級(jí)機(jī)床主軸：軸頸形狀公差（圓度、圓柱度）一般小于尺寸公差的1/4，裝滾動(dòng)軸承的粗糙度為Ra0.4，滑動(dòng)軸承為Ra0.8 。4-1 主軸組件的功用及要求2、內(nèi)錐孔定位基面：安裝刀具或工件時(shí)的定位基面；測量基面：檢驗(yàn)時(shí)，代表主軸中心線。與軸頸的同軸度，以軸端面及距軸端100300 處徑向跳動(dòng)表示。形狀精度以標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)錐著色的接觸面積來檢驗(yàn)。4-1 主軸組件的功用及要求3、軸端安裝卡盤或刀具的定位基面要求：耐磨，以適應(yīng)經(jīng)常拆裝的要求。4、傳動(dòng)件的安裝面、定位軸肩面安裝面：應(yīng)保證傳動(dòng)平穩(wěn)，選擇合適的配合等級(jí)，與軸頸的同軸度公差，可小

12、于直徑公差的1/2；定位軸肩：傳動(dòng)件或軸承軸身定位基面，與軸頸的垂直度公差，以止推面上軸線的端跳不大于該處直徑公差1/2。4-1 主軸組件的功用及要求5、鍵槽或花鍵、螺紋 鍵槽或花鍵加工精度影響傳動(dòng)件的定心精度和移動(dòng)的方便性。 要求：保證鍵槽和花鍵國家標(biāo)準(zhǔn)精度，保證鍵槽與主軸中心線的平行度和對(duì)稱度。 螺紋其中心與軸頸中心線的同軸度誤差過大會(huì)使軸承和傳動(dòng)件偏斜。 要求：除螺紋加工的精度要求外，需要時(shí)還要檢驗(yàn)螺母端面與主軸中心線的垂直度。4-1 主軸組件的功用及要求6、自由表面 屬非配合表面，但表面粗糙度不宜太高Ra1.6，線速度超過3m/s時(shí)，主軸組件應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡，必要時(shí)還要控制自由表面與軸頸的

13、同軸度。4-1 主軸組件的功用及要求例1、 1、與工作和測量基準(zhǔn)有關(guān)的項(xiàng)目莫氏錐對(duì)軸頸A B的徑向圓跳動(dòng)；短錐C對(duì)A B的徑向圓跳動(dòng)；端面D對(duì)A B的徑向圓跳動(dòng)； 2、與機(jī)床精度檢驗(yàn)有關(guān)的項(xiàng)目4-1 主軸組件的功用及要求4-1 主軸組件的功用及要求2121211cba2222222cba4-1 主軸組件的功用及要求4-1 主軸組件的功用及要求4-1 主軸組件的功用及要求4-2 主軸組件的軸承 軸承是影響主軸組件性能的最關(guān)鍵的因素之一。 軸承的類型：滾動(dòng)軸承 滑動(dòng)軸承一、采用滾動(dòng)軸承的主軸組件 結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng) 在兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)面間加入滾動(dòng)體，將兩面間的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)換為滾動(dòng)摩擦。4-2 主軸組件的軸承

14、 軸承結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致了功能與性能的變化：摩擦性質(zhì)：滑動(dòng)滾動(dòng)摩擦，動(dòng)靜摩擦系數(shù)及差值 均較小，阻尼較小；接觸形式：面有限個(gè)點(diǎn)或線接觸，作用線方向徑 向剛度會(huì)發(fā)生變化，易引起振動(dòng)；最佳工況條件：不受相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度限制，可在大范 圍轉(zhuǎn)速下工作； 不受最佳間隙的限制，可在零間隙甚 至負(fù)間隙下工作。4-2 主軸組件的軸承制造與維護(hù)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，徑向尺寸大，制造技術(shù)難 度加大，已標(biāo)準(zhǔn)化，專業(yè)化生產(chǎn)，維修 時(shí)只需外購更換； 可脂潤滑，填充一次使用較長時(shí)間， 延長維修周期，也可用油潤滑。4-2 主軸組件的軸承軸承的選擇原則： 1）優(yōu)先選用滾動(dòng)軸承，尤其對(duì)于密封難度大的場合。如立式主軸。 2）加工質(zhì)量要求較高的水平

15、主軸，宜采用滑動(dòng)軸承，如外圓磨床、平面磨床，高精度車床等。4-2 主軸組件的軸承一）滾動(dòng)軸承的類型 滾動(dòng)軸承的選擇依據(jù)： 1）軸承的精度、剛度、轉(zhuǎn)速； 2）可調(diào)的間隙，有利于提高精度、剛度； 3）剛度及轉(zhuǎn)速，線接觸滾子軸承較點(diǎn)接觸軸承剛度高，轉(zhuǎn)速低，軸承負(fù)載較輕，故軸承的承載能力和疲勞壽命不是選擇主軸軸承的主要指標(biāo)。4-2 主軸組件的軸承1、雙列圓柱滾子軸承1）規(guī)格型號(hào)系列：NN300OK(舊編號(hào)3182100) NNU4900K（舊編號(hào)4382900K）2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：滾子交錯(cuò)排列，內(nèi)圈內(nèi)表面1：12錐，以滾道在內(nèi)圈上居多。3）預(yù)緊方式：軸向移動(dòng)內(nèi)圈4）工作性能：旋轉(zhuǎn)精度高，徑向剛度高，承載能

16、力高，不能承受或個(gè)別型號(hào)帶檔邊，僅承受極小軸向載荷，且為滑動(dòng)摩擦。4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承2、雙向角接觸球軸承1）規(guī)格型號(hào)系列：=60 234400 (舊編號(hào)2268100) =40246800 瑞典SKF公司 BTA-B 同234400，較窄 SKF2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：雙內(nèi)圈，單外圈，隔套外圈外徑公差 帶在零線下方，與殼體間有間隙，=60、 40或30 ，越大，軸向剛度越大，速度越低。3）預(yù)緊方式：修磨隔套厚度4）工作性能：鋼球小而多，承載與精度較高，極限 轉(zhuǎn)速高于一般軸承，僅承受軸向載荷。4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承3、角接觸球軸承 =1525 1）規(guī)格型號(hào)系

17、列：7000C （舊36100） 7000AC（舊46100） 日本NSK =30BA10X外形同7000C，較窄 =40BT10X 外徑公差帶在零線下， 背靠背使用2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： =15或= 25 可幾列組合使用，提高剛度承載能力。4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承角剛度： 軸承處的支反力矩與該點(diǎn)的傾角之比，稱為角剛度 Nm/rad。 對(duì)異向組合使用的角接觸球軸承，作用點(diǎn)接觸線跨距越大，支反力矩越大，角剛度越大。 從降低熱變形與受載變形角度來考慮，主軸應(yīng)選背靠背組合形式。 由于絲杠軸承座孔的同軸度問題，對(duì)絲杠軸承有自動(dòng)調(diào)心要求，故選面對(duì)面

18、組合形式。4-2 主軸組件的軸承3）預(yù)緊方式：內(nèi)外圈軸向相對(duì)移動(dòng)即可。 背靠背：壓緊內(nèi)圈 面對(duì)面：壓緊外圈4）工作性能：承受徑向、軸向載荷（BA10X、BT10X除外） =15，軸向承載小，轉(zhuǎn)速高，磨床主軸 =25，軸向承載較大，車床、加工中心主軸4-2 主軸組件的軸承4、圓錐滾子軸承1）規(guī)格型號(hào)系列：無凸緣 350000（又內(nèi)圈） 法國Gamet H、P系列2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：有凸緣的，用于軸向定位 滾子大端與檔邊是滑動(dòng)摩擦，發(fā)熱多 Gamet公司將滾子做空，保持架做整體，迫使 潤滑油從滾子孔中流過，降溫。 H系列（主軸前端）兩列滾子數(shù)差1，吸收抑制振動(dòng) P系列（后支承）外圈上設(shè)有1620個(gè)彈簧預(yù)

19、緊4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承）預(yù)緊方式：修磨隔套厚度)工作性能：可承受軸向、徑向載荷，滾子數(shù)量大，線接觸，剛度高，承載能力大，轉(zhuǎn)速低4-2 主軸組件的軸承、深溝球軸承1）規(guī)格型號(hào)系列 60000 系列 2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：內(nèi)外圈均有滾道3）預(yù)緊方式：一般不能調(diào)整間隙4）工作性能：一般只承受徑向載荷4-2 主軸組件的軸承 主軸軸承常用輕、特輕和超輕系列，以特輕系列為主，即軸承編號(hào)的倒數(shù)第3位數(shù)字分別以2,0,9(舊標(biāo)準(zhǔn)為2,1,9)代表。 因?yàn)椴捎幂^“輕”的軸承，對(duì)主軸組件的性能影響不大，卻可以使同樣內(nèi)徑的軸承外徑減小。同時(shí)，對(duì)同樣的箱體孔徑，主軸直徑可粗一些，對(duì)提高主軸剛度有利。但

20、軸承越“輕”，座圈也越薄，對(duì)箱體孔和軸頸的精度要求也越高。4-2 主軸組件的軸承二)軸承的精度1、主軸軸承的精度向心軸承：P 2、4、5、6、0五級(jí)，2最高圓錐滾子軸承：P4、5、6x、0四級(jí)，4最高 6x與6的內(nèi)外徑跳動(dòng)公差均相同 僅6x寬度裝配要求較嚴(yán)格主軸軸承精度主要采用P2、4、5（舊BCD）三級(jí)，相當(dāng)于ISO的2、4、5。4-2 主軸組件的軸承軸承精度選擇原則： 高精度主軸選用 P2 要求較低或三支承選 P5，P6太低，一般不用 輔助等級(jí) SP（特殊精度）UP（超精密級(jí)）旋轉(zhuǎn)精度相當(dāng)于 P4 P2，內(nèi)外圈尺寸精度相當(dāng)于 P5 P44-2 主軸組件的軸承2、影響主軸旋轉(zhuǎn)精度的軸承的精度

21、指標(biāo) 1）相對(duì)于主軸箱，切削力方向固定（車、銑、磨床等）主軸的徑向軸承的旋轉(zhuǎn)精度主要由“成套軸承內(nèi)圈的徑向跳動(dòng)” Kia決定； 2）切削力方向隨主軸旋轉(zhuǎn)而變動(dòng)（鏜床和鏜銑加工中心的主軸）主軸的徑向軸承的旋轉(zhuǎn)精度主要由“成套軸承外圈的徑向跳動(dòng)”Kea決定； 3）主軸的軸向竄動(dòng),主要由推力軸承 “軸圈滾道對(duì)底面厚度的變動(dòng)量”Si或者角接觸球軸承、圓錐滾子軸承的“成套軸承內(nèi)圈端面對(duì)滾道的跳動(dòng)”Sia決定。4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承3、主軸前后支承軸承精度對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)精度的影響 假設(shè)由于前、后支承軸承精度誤差在支承處引起的軸承軸心偏移時(shí)為； 則由于前支承精度誤差在主軸端面上引起的軸心偏

22、移為：1LaLaL14-2 主軸組件的軸承 由于后支承精度誤差在主軸端面上引起的軸心偏移為：b2LaLa24-2 主軸組件的軸承 顯然：12 也就是說，前支承軸承精度對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)精度的影響較大。故前支承精度一般應(yīng)選得較后支承精度高一級(jí)。 機(jī)床主軸軸承精度等級(jí)按推薦表選，趨于P4（SP），P6已經(jīng)很少用了。數(shù)控機(jī)床可按精密級(jí)或高精密級(jí)選用。提高軸承精度: 提高主軸旋轉(zhuǎn)精度 使?jié)L動(dòng)體受力均勻，提高了剛度和抗振性4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承（三）軸承的剛度零間隙時(shí)，軸承在外載荷作用下的變形：點(diǎn)接觸軸承32436. 0bdQaSina32436. 0bdQrCosr4-2 主軸組件的軸承

23、線接觸軸承r、a：徑向、軸向變形（mm）；：接觸角db：球徑（mm）;la：滾子有效長度（mm）；Qr、Qa：作用于單個(gè)滾動(dòng)體的徑向、軸向載荷8 . 09 . 0077. 0laCosQrr8 . 09 . 0077. 0laSinQaa4-2 主軸組件的軸承Fr、Fa：作用于軸承上的徑向、軸向載荷（N）；iZ：滾動(dòng)體的列數(shù)和每列的滾子數(shù)iZCosFrQr5ZSinFaQa4-2 主軸組件的軸承零間隙時(shí)軸承剛度：對(duì)球軸承：ddFK 352)(18. 1CosiZdFddFKbrrrr35244. 3SinZdFddFKbaaaa4-2 主軸組件的軸承對(duì)滾子軸承：Kr、Ka：徑向、軸向剛度（N/

24、m）9 . 19 . 08 . 01 . 0)(39. 3CosiZlFddFKarrrr9 . 19 . 08 . 01 . 043.14SinZlFddFKaaaaa4-2 主軸組件的軸承Fre、Fae的確定：設(shè)軸向預(yù)緊力為Fa0，則徑向、軸向載荷為：Fre、Fae：徑向、軸向外載荷（N）Fa0：預(yù)緊力（N）,見軸承樣本 ：接觸角（）CtgFFFarer00aaeaFFF4-2 主軸組件的軸承Fa0 CtgFa04-2 主軸組件的軸承可見：1）滾動(dòng)軸承剛度是載荷的函數(shù)2）點(diǎn)接觸較線接觸軸承剛度對(duì)載荷敏感 4-2 主軸組件的軸承例1：求NN3020K軸承徑向剛度Kr。 解：查軸承數(shù)據(jù)表 軸承

25、內(nèi)徑d=100， iZ=60， la=10 查軸承樣本，額定動(dòng)載荷C=122KN 所以取F=C/10=12200N代入式9 . 19 . 08 . 01 . 0)(39. 3CosiZlFKarrmNCosKr/2184060101220039. 39 . 19 . 08 . 01 . 04-2 主軸組件的軸承例2：求7024AC軸承在預(yù)緊力Fa0=1380N時(shí)的徑向剛度Kr。 解：查軸承數(shù)據(jù)表 軸承內(nèi)徑d=120，=25Z=20，db=19.05 查軸承樣本，額定動(dòng)載荷C=74KN 所以取F=C/10=7400N代入式CtgFFFarer0NCtgFr1036025138074004-2 主

26、軸組件的軸承代入式352)(18. 1CosiZdFddFKbrrrrmNCosKr/430252005.191036018. 13524-2 主軸組件的軸承（四）軸承間隙的調(diào)整與預(yù)緊問題： 有間隙時(shí)，滾動(dòng)軸承的載荷集中在受力方向上的幾個(gè)滾子上，滾子與滾道之間產(chǎn)生了很大了接觸應(yīng)力、變形。4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承解決的措施： 在安裝軸承時(shí)，預(yù)先在軸向加上約為徑向載荷2030%的力，增加了受載滾子數(shù)，加大了接觸面積，使?jié)L子受力較均勻，且有一定誤差均化的作用，提高剛度，延長壽命。4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承預(yù)緊： 使?jié)L道

27、與滾動(dòng)體之間有一定的過盈量，稱為預(yù)載荷或預(yù)緊。 預(yù)緊過度，不能進(jìn)一步提高剛度，還會(huì)加劇磨損，增加發(fā)熱量，降低壽命。4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承預(yù)緊類型： 徑向預(yù)緊 軸向預(yù)緊 定位預(yù)緊 定壓預(yù)緊4-2 主軸組件的軸承1、雙列圓柱滾子軸承的預(yù)緊原理：向軸頸大端移動(dòng)軸承內(nèi)圈，錐面使內(nèi)圈徑向脹大，實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，稱為徑向預(yù)緊。措施：用滾子包絡(luò)圓直徑D2與外圈滾道直徑D1的差值=D2-D1（mm）來衡量。4-2 主軸組件的軸承1:124-2 主軸組件的軸承螺釘4-2 主軸組件的軸承預(yù)緊量確定原則： 應(yīng)為軸承承受載荷后，不受載一側(cè)仍能保持滾子與滾道接觸，即，預(yù)緊量應(yīng)略大于載

28、荷變形量。計(jì)算線圖應(yīng)用舉例：設(shè)NN3020K軸承受外載Fr=6000N，則變形量 查計(jì)算線圖，預(yù)緊量取=4mmlaiZFrr2 . 310)60/60005(077. 0)/5(077. 08 . 09 . 08 . 09 . 04-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承2、角接觸球軸承的預(yù)緊原理：在軸向力Fa0作用下，使外圈產(chǎn)生軸向錯(cuò)位來實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，稱為軸向預(yù)緊。措施：將背靠背或面對(duì)面組合使用角接觸球軸承通過磨軸套或加墊片方法，使內(nèi)外圈相錯(cuò)一確定的長度量實(shí)現(xiàn)預(yù)緊的預(yù)緊方式，稱為定位預(yù)緊。 若利用彈簧使軸承受一確定的軸向載荷，產(chǎn)生預(yù)變形的預(yù)緊方式，稱為定壓預(yù)緊。4-2 主軸組件的軸承4-2 主

29、軸組件的軸承定位預(yù)緊的載荷變形圖：4-2 主軸組件的軸承定壓預(yù)緊的載荷變形圖：4-2 主軸組件的軸承定壓預(yù)緊結(jié)構(gòu)圖（面對(duì)面）：4-2 主軸組件的軸承定壓預(yù)緊結(jié)構(gòu)圖（背靠背）：4-2 主軸組件的軸承輕度預(yù)緊：適用于高速、輕載，要求旋轉(zhuǎn)精度高中度、重度預(yù)緊：適用于中速、中載和低速重載條 件下，要求增大支承剛度的場合。具體查各廠家的軸承樣本。4-2 主軸組件的軸承常見的幾種預(yù)緊方式：1）背靠背組合形式4-2 主軸組件的軸承2）面對(duì)面組合形式4-2 主軸組件的軸承3）兩種以上類型軸承組合4-2 主軸組件的軸承4）調(diào)整螺母的防松4-2 主軸組件的軸承螺母調(diào)整間隙的缺點(diǎn)： 螺紋的中心與軸的中心的同軸度誤差

30、，會(huì)使軸承壓偏，工藝性差。在擰緊時(shí)，使主軸產(chǎn)生彎曲變形。 使用一種階梯套的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行調(diào)整4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承（五）軸承的轉(zhuǎn)速與壽命恒量軸承轉(zhuǎn)速性能的指標(biāo)dmn。極限轉(zhuǎn)速： 普通精度級(jí)軸承在輕負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到規(guī)定溫度的轉(zhuǎn)速。此值僅作為參考。測試條件各廠家不公開。4-2 主軸組件的軸承壽命標(biāo)準(zhǔn)：精度損失。壽命決定因素： 疲勞點(diǎn)蝕（重型主軸） 磨損（一般主軸）4-2 主軸組件的軸承二、采用滑動(dòng)軸承的主軸組件按流體介質(zhì) 液體滑動(dòng)軸承 氣體滑動(dòng)軸承按壓力油膜壓強(qiáng)產(chǎn)生方式：動(dòng)壓軸承：通過軸的轉(zhuǎn)動(dòng)形成油膜而具有承載能 力，與滑動(dòng)速度成正比，低速時(shí)承載能力 低。應(yīng)用于高速與轉(zhuǎn)速變化不大

31、的支承。靜壓軸承：通過液壓系統(tǒng)油壓建立油膜壓強(qiáng)，承載 與轉(zhuǎn)速無關(guān)，應(yīng)用于高精度主軸，系統(tǒng)復(fù)雜， 對(duì)油的潔凈度要求高4-2 主軸組件的軸承靜壓滑動(dòng)軸承4-2 主軸組件的軸承（一）液體動(dòng)壓軸承工作原理：旋轉(zhuǎn)的軸頸粘附潤滑油由間隙大處流過間隙小處，在軸頸軸承之間形成一個(gè)壓力與軸頸線速度成正比的壓力油膜，將軸頸浮起，承受載荷。4-2 主軸組件的軸承按軸承中油楔數(shù)量類型分類： 單油楔動(dòng)壓滑動(dòng)軸承 固定多油楔滑動(dòng)軸承 活動(dòng)多油楔滑動(dòng)軸承4-2 主軸組件的軸承多油楔滑動(dòng)軸承的特點(diǎn)： 精度高：幾個(gè)壓力油楔將軸頸推向中央位置 剛度高：受載方向間隙減小，油膜減薄，對(duì)側(cè) 的間隙加大，壓差較大，剛度較高；4-2 主軸

32、組件的軸承1、固定多油楔滑動(dòng)軸承 4-2 主軸組件的軸承1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （1）軸瓦呈外柱內(nèi)錐式（1:20），也有內(nèi)柱外錐（1:15）；（2）軸瓦內(nèi)壁上開有五個(gè)等分的油囊，深0.10.15；（3）油囊形狀為阿基米德蝸線，油囊設(shè)進(jìn)油孔，回油槽。低壓泵供入再流回，形成循環(huán)。4-2 主軸組件的軸承2）油楔油壓、流速分布分析：4-2 主軸組件的軸承計(jì)算簡圖：A：軸瓦 B：軸頸垂直紙面是坐標(biāo)系的z軸軸頸B將油從大端（入口）帶到小端（出口），從而產(chǎn)生油壓。A4-2 主軸組件的軸承雷諾方程為：意為：沿x方向壓強(qiáng)的變化率等于沿y方向速度v的二階導(dǎo)數(shù)： 乘以動(dòng)力粘度對(duì)上式積分，得任意x剖面上，y方向上任意點(diǎn)的速度

33、：22dyvddxdp22dyvddxdpdyvd1222122CyCydxdpv4-2 主軸組件的軸承依邊界條件： y=0,v=v0 C2=v0 y=h,v=0 （2） 在z方向上，單位長度、單位時(shí)間內(nèi)沿x方向通過該剖面的油的流量為：hvhdxdpCo211)()(202hyhvyhydxdpvdyhyhvdyyhydxdpvdyQhhh00002)()(2212103hvhdxdp4-2 主軸組件的軸承設(shè)剖面bb處為最大壓強(qiáng)點(diǎn)，即：pb=pmax，h=hb，則有 ，再由（2）式得可見，油的流速在AB間沿y方向呈線性分布。而b點(diǎn)的流量假設(shè)油無端部泄漏，即假設(shè)油楔長度無限大，則有：即得 （3）

34、此即油膜壓強(qiáng)沿x方向的分布規(guī)律。00vyhvv0dxdpbbhvQ021bQQ )1(630hhhvdxdpb4-2 主軸組件的軸承v04-2 主軸組件的軸承最佳間隙的確定： 設(shè)油楔寬度為B，入、出口間隙為h1、h2，距坐標(biāo)原點(diǎn)距離為x1、x2，最大壓強(qiáng)處的間隙為hb，距離為xb，任意截面處的間隙為h，距離為x。 再設(shè) （A的邊過原點(diǎn)） 則有 稱為間隙比 hb=xb h=x 代入（2）式得xhxhxhxhbb1122axxhh12124-2 主軸組件的軸承 （4）（1）求沿軸瓦寬度B的油膜壓強(qiáng)分布。 將（4）式對(duì)x積分，得)1(622330 xxxvdxdpb)1(62320 xxxvbCxx

35、xvpb)21(62204-2 主軸組件的軸承當(dāng)x=x2時(shí)，p=0 （6） 當(dāng)x=x1時(shí)， p=0 （7） 由（6）（7）式得 （8）將（6）（8）代入（5）式，得 （9）)21(622202xxxvCb)21(621120 xxxvCb21212xxxxxb)()(62122120 xxxxxxxvp4-2 主軸組件的軸承（2）求軸瓦為無限長時(shí)，單位長度的承載能力P。 （10）dxxxxxxxxvpdxPxxxx12122212120)()(6)(2ln)(62121212120 xxxxxxxxv4-2 主軸組件的軸承（3）求最佳間隙比a。由圖中相似三角形可得 （11） （12）又 代入（

36、10）2122hhBhx1212hhBxahhxx212112aBx121aaBaxxBahxh) 1(2224-2 主軸組件的軸承得 （13）當(dāng)P取最大值時(shí)，間隙最佳，即有：考慮a1，經(jīng)整理后可得求這個(gè)代數(shù)式（試算法）的近似解，解得最佳間隙比為：1) 1(2ln) 1(622220aaaahBvP12) 1(ln6222220aaahBv0dadP0ln) 12(2113522aaaaaa2 . 221hha4-2 主軸組件的軸承例： 若軸頸軸瓦間隙為0.03，則： 半徑上為出口間隙 h2=0.015， 入口間隙 h2=h1a=0.0152.2=0.033， 最佳深度為0.033-0.015

37、=0.018。4-2 主軸組件的軸承2、活動(dòng)多油楔滑動(dòng)軸承4-2 主軸組件的軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 由三塊或五塊軸瓦組成； 軸瓦由球頭螺釘支承； 支承點(diǎn)位于壓力中心，轉(zhuǎn)速、載荷變化時(shí)，因瓦塊上油楔壓強(qiáng)分布特點(diǎn)，自行擺動(dòng)至最佳間隙比2.2后處于平衡狀態(tài)。 綜合剛度低； 軸瓦包角60， 長徑比L/D=0.75應(yīng)用于各種外圓磨床，無心磨，臥軸平面磨床等。4-2 主軸組件的軸承（二）液體靜壓軸承1、液體靜壓軸承的優(yōu)缺點(diǎn)（1）具有良好的速度與載荷適應(yīng)性；（2）承載能力強(qiáng)；（3）摩擦小，軸承壽命長；（4）精度高，抗振性好。缺點(diǎn)：工藝復(fù)雜，需一套專用的供油系統(tǒng)，過濾和 安全保護(hù)要求高。4-2 主軸組件的軸承2、靜壓

38、軸承的工作原理組成： 軸承 供油系統(tǒng) 節(jié)流器基本原理：4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承流經(jīng)節(jié)流器后液體流經(jīng)節(jié)流器后液體的壓力越高，節(jié)流的壓力越高，節(jié)流效果越不好，則節(jié)效果越不好，則節(jié)流器兩側(cè)的壓力差流器兩側(cè)的壓力差越小。反之亦然。越小。反之亦然。4-2 主軸組件的軸承3、靜壓軸承的節(jié)流器（1）固定節(jié)流器 小孔節(jié)流器 4-2 主軸組件的軸承毛細(xì)管節(jié)流器4-2 主軸組件的軸承（2）可變節(jié)流器可變節(jié)流器液阻可以隨油腔壓強(qiáng)變化而改變。薄膜反饋節(jié)流器 4-2 主軸組件的軸承滑閥式節(jié)流器4-2 主軸組件的軸承（3）節(jié)流器的選擇固定節(jié)流器： 小孔節(jié)流器剛度低，應(yīng)用于中小型高速精密主軸； 毛細(xì)管節(jié)

39、流器應(yīng)用于較低速中小型精密主軸；可變節(jié)流器： 軸承剛度、精度高，應(yīng)用于精密、重載或大變 載荷的主軸。 薄膜式靈敏，多用于中型機(jī)床主軸； 滑閥式液阻大，用于重型機(jī)床主軸。4-2 主軸組件的軸承4、靜壓軸承的類型 軸向推力靜壓軸承 徑向推力軸承 球面、錐面靜壓軸承靜壓軸承的動(dòng)壓現(xiàn)象，會(huì)降低精度。軸承的材料：軸頸 45# 淬火到HRC4045； 軸瓦 ZQSn6-6-3 Ra：0.20.8m4-2 主軸組件的軸承4、靜壓軸承的類型4-2 主軸組件的軸承4、靜壓軸承的類型4-2 主軸組件的軸承（三）空氣靜壓軸承 特點(diǎn)：壓縮空氣承載、潤滑；速度高，承載小，剛度低；消耗功率小，環(huán)境污染小，壓縮系統(tǒng)簡單成本

40、低。4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承三、幾類常見的主軸 、車、鏜、銑、加工中心類主軸（）中等轉(zhuǎn)速、較高剛度（）高速型主軸4-2 主軸組件的軸承（）中等轉(zhuǎn)速、較高剛度4-2 主軸組件的軸承（）中等轉(zhuǎn)速、較高剛度4-2 主軸組件的軸承（）中等轉(zhuǎn)速、較高剛度4-2 主軸組件的軸承（）中等轉(zhuǎn)速、較高剛度4-2 主軸組件的軸承（）中等轉(zhuǎn)速、較高剛度4-2 主軸組件的軸承（）中等轉(zhuǎn)速、較高剛度4-2 主軸組件的軸承（）中等轉(zhuǎn)速、較高剛度4-2 主軸組件的軸承（）中等轉(zhuǎn)速、較高剛度4-2 主軸組件的軸承（）高速型主軸4-2 主軸組件的軸承（）高速型主軸4-2 主軸組件的軸承2、磨床類主軸組件4-

41、2 主軸組件的軸承2、磨床類 主軸組件4-2 主軸組件的軸承四、提高主軸組件性能的措施1、提高精度 提高主軸及軸承的制造精度 提高軸承在軸頸和軸承座孔中的裝配精度（1）定向裝配法 方法一：測出誤差大小及方向，將各環(huán)節(jié)調(diào)整在同一線上，全互相抵消。 方法二：測出誤差大小及方向后，裝配時(shí)使環(huán)節(jié)形成一封閉多邊形，消除誤差。4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承（2）裝配后精加工 坐標(biāo)鏜主軸組件，裝配好后以主軸前后錐孔為基準(zhǔn)精磨套筒外圓面。4-2 主軸組件的軸承2、改善動(dòng)態(tài)特性以某內(nèi)圓磨主軸為例：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：是一彈性軸和兩彈性支承組成的彈性系統(tǒng)。4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承4-2 主

42、軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承三階振型： 平移振動(dòng)：一階模態(tài) 受軸承剛度影響 搖擺振動(dòng)：二階模態(tài) 彎曲振動(dòng)：三階模態(tài) 受主軸剛度影響4-2 主軸組件的軸承改善措施： 1）提高固有頻率 提高軸承、主軸剛度； 2）減小激振力 減小主軸組件動(dòng)不平衡，減小 斷續(xù)切削力 3）提高前支承軸承的阻尼 采用滑動(dòng)軸承 選擇 合適的預(yù)緊力 4）采用三支承 5）采用消振裝置4-2 主軸組件的軸承4-2 主軸組件的軸承3、控制主軸的溫升 1）改善潤滑，減少主軸軸承的發(fā)熱量； 2）采用散熱裝置。4-3 主軸組件的計(jì)算 主軸組件設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及主要參數(shù)計(jì)算。一、主軸組件結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定主要結(jié)構(gòu)參數(shù)： 平均直徑（前軸頸

43、D1代替）內(nèi)孔直 徑d，懸伸跨距l(xiāng)；步驟： 依主功率或主參數(shù)選D1，確定d，依Da，KA、 KB確定l。4-3 主軸組件的計(jì)算1、主軸直徑的確定實(shí)驗(yàn)一：主軸前端懸伸段直徑對(duì)主軸剛度的影響。結(jié)論： 該段直徑對(duì)主軸剛度影響顯著。理論上：K=EI I D4-3 主軸組件的計(jì)算主軸直徑的初步確定： 主軸前軸頸直徑D1可根據(jù)傳遞功率，并參考現(xiàn)有同類機(jī)床的主軸軸頸直徑尺寸確定。 4-3 主軸組件的計(jì)算 也可按機(jī)床主參數(shù)確定（即D1與最大加工直徑Dmax）。 后軸承直徑: D2=（0.70.85）D24-3 主軸組件的計(jì)算2、主軸內(nèi)孔直徑d的確定 內(nèi)孔的作用：穿過棒料，安裝工卡具。 d的確定以確保主軸剛度為

44、準(zhǔn)。 K=EI 同外徑的空心軸與實(shí)心軸剛度之比 ： 設(shè) 則 4444)(164/64/ )(DdDdDIIEIEIKKskskskDd414-3 主軸組件的計(jì)算作關(guān)系曲線：可見：0.31時(shí)，10.5 時(shí)，0.90.7 時(shí)，0.75一般應(yīng)使0.7 建議： 車床取大一些 銑床取小一些4-3 主軸組件的計(jì)算3、主軸前端懸伸量 懸伸a指主軸前端支承到前端面上力的作用點(diǎn)之間的距離。實(shí)驗(yàn)二： 懸伸對(duì)主軸剛度 的影響4-3 主軸組件的計(jì)算 懸伸量大小取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸，一般應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選取，在滿足結(jié)構(gòu)要求的前題下，應(yīng)盡量減小a，以提高主軸組件的剛度。 4-3 主軸組件的計(jì)算 初期選a值，可按下表估算

45、：4-3 主軸組件的計(jì)算4、主軸支承跨距的確定 主軸支承跨距l(xiāng)是指主軸前后或前中支承反力作用點(diǎn)之間的距離，它是決定主軸組件剛度的主要因素之一。 影響主軸剛度的部件主要有兩部分：主軸本身和支承；4-3 主軸組件的計(jì)算4-3 主軸組件的計(jì)算 主軸軸端軸心偏移(徑跳)是兩部分共同形成的，在彈性變形范圍內(nèi)，根據(jù)位移疊加原理，總變形量為兩部分的疊加。 s：主軸部分 z：支承部分zs4-3 主軸組件的計(jì)算（1）剛性支承上的彈性主軸 討論主軸的彈性變形對(duì)主軸端面徑跳的影響。 主軸前端懸伸部分受剪變形為，考慮進(jìn)s中。4-3 主軸組件的計(jì)算 懸伸段剪切變形：柔度為=l/a為懸伸比 柔度是l/a的函數(shù)。作曲線EI

46、Fa33 as) 1(3)(3133323alEIFaalFaEIEIFaEIFala) 1(33alEIaFss4-3 主軸組件的計(jì)算a在前述步驟中已經(jīng)確定：在前述步驟中已經(jīng)確定： 所以懸伸比所以懸伸比=l/a剛度剛度趨勢是：趨勢是：線性增加。線性增加。 s/Fl0/a曲線1，s/Fl/a4-3 主軸組件的計(jì)算（2）彈性支承上的剛性主軸 討論支承的彈性變形對(duì)主軸端面徑跳的影響。4-3 主軸組件的計(jì)算 對(duì)二支承主軸，支承點(diǎn)有兩處：前支承、后支承。 考慮誤差影響規(guī)律，前后支承對(duì)主軸端面徑跳的影響應(yīng)為兩者的疊加。 4-3 主軸組件的計(jì)算 支承處的變形與該點(diǎn)的剛度、載荷有關(guān)。軸承規(guī)格型號(hào)確定后，剛度

47、即已確定；載荷則與跨距和懸伸量有關(guān)。（剛度此時(shí)認(rèn)為是常量，實(shí)為載荷的函數(shù)） 設(shè)： 支承處的變形為： a， b 支承處的支反力為： RA， RB 支承處的剛度為： KA， KB則兩支承處的變形量為： AAAKRBBBKR4-3 主軸組件的計(jì)算 兩支承處的支反力為： RA+RB=F RBl=Fa 將兩者折合到主軸端面，再疊加，得)1 (laFRAlaFRB)1 (laKFKRAAAalaKFKRBBBblalabaz)1 (22)()1 (laKFlaKFBA 12)1(22lalaKKKFBAA4-3 主軸組件的計(jì)算 由兩支承變形在主軸端引起的柔度為：柔度z是關(guān)于懸伸比=l/a的函數(shù)。作曲線 1

48、2)1(122lalaKKKBAAz是懸伸l/a的倒數(shù)4-3 主軸組件的計(jì)算懸伸比=l/a很小時(shí)，隨l的增大，/F 急劇降低，隨后緩慢降低，剛度 ；趨勢是：先快降，后緩降。/Fl0/a曲線2，z/Fl/a4-3 主軸組件的計(jì)算（3）彈性支承上的彈性主軸4-3 主軸組件的計(jì)算將主軸和支承在主軸端面上引起的徑跳疊加，則得撓度：柔度：柔度是關(guān)于懸伸比=l/a的函數(shù)。作曲線zs 12)1(22lalaKKKFBAA) 1(33alEIFa 12)1(1) 1(3223lalaKKKalEIaFBAA4-3 主軸組件的計(jì)算可見：（1）曲線存在最小值，使柔度=/F最?。▌偠菿最大），若a已定，則存在最佳跨

49、距l(xiāng)0，即：（l）=0; （2）趨勢是：先快降，后緩升。l0/a=2-3.5/Fminl0/a曲線3，/F曲線1，s/F曲線2，z/Fl/a4-3 主軸組件的計(jì)算 也就是說，若因結(jié)構(gòu)限制不能取最佳跨距時(shí)，取大一些好：跨距大了有利于提高剛度、抗振性，有利于減小軸承徑跳對(duì)主軸端面的影響，提高精度。 若因結(jié)構(gòu)等原因限制不能取最佳跨距，而取一使剛度損失較小的跨距值，該值被稱為合理跨距。 由上圖可見：若跨距大于最佳值，主軸剛度影響顯著，提高主軸剛度可有效提高主軸組件剛度；若小于最佳跨距，則支承剛度顯著，提高支承剛度可改善主軸組件剛度。4-3 主軸組件的計(jì)算（4）最佳跨距l(xiāng)0的確定因在 （l）=0處，取得

50、最佳跨距 上式為引入綜合變量：0)1 (66030BAAAKKKEIlaKEIl)1(6030BAAKKalKEIl)1(603330BAAKKalaKEIal36aKEIA4-3 主軸組件的計(jì)算則：是以懸伸比為變量，以剛度比KA/KB為參變量的函數(shù)。作、=l/a、 KA/KB曲線。)1( 61)(030BAKKalal4-3 主軸組件的計(jì)算4-3 主軸組件的計(jì)算 可見： =l/a； KA/KB =l/a。 跨距l(xiāng)不僅與懸伸a有關(guān)，還與慣性矩I，支承剛度比KA/KB及其比例有關(guān)。 一般地，在l=(0.751.5)l0時(shí)，主軸剛度損失約為510%。 初算時(shí)，可取=l/a=23.5 。最佳跨距計(jì)算還可用計(jì)算法確定：卡丹公式法。4-3 主軸組件的計(jì)算 步驟： 1、根據(jù)機(jī)床功率或主參數(shù)初定前軸頸D1，確定D2=（0.70.9）D1； 2、按類比法初定a=(0.6 1.5)D1,隨后初定d； 3、按D1、D2及主軸結(jié)