學習成果達成要求具備主軸組件的支承定位方式及結構的設計能力具備對主軸組件的結構特點進行正確分析的能力初步掌握主軸端部及主軸結構參數的設計能力主要內容5.1主軸組件概述5.2主軸組件常用軸承結構及選型5.3軸支承定位方式及結構設計原則5.4主軸結構設計5.5主軸組件結構實例5.1主軸組件概述5.1.1主軸組件的功用、組成和特點5.1.2對主軸組件的基本要求1）旋轉精度主軸前端安裝基面上徑向、端面跳動和軸向竄動大小5.1主軸組件概述2）

剛度

抵抗外載荷的能力3）溫升（精密機床要嚴格控制）影響：主軸熱變形、軸承間隙改變、潤滑變差措施：改善散熱，改進潤滑強制潤滑、恒溫油箱、動壓軸承5.1主軸組件概述5）精度保持性4）

抗振性5.1主軸組件概述5.1.3主軸的傳動方式1）

齒輪傳動結構簡單，傳遞扭矩較大，中等轉速。2）

帶傳動轉速較高，傳動平穩(wěn)，成本較低。

3）

調速電機直接驅動可無級調速，結構簡單，可提高剛度。5.2主軸組件常用軸承結構及選型5.2.1主軸組件常用滾動軸承滾動軸承的優(yōu)點轉速和載荷變化范圍大無間隙，有利于旋轉精度和剛度摩擦系數小潤滑方便標準件，可外購滾動軸承的缺點滾動體數目有限剛度可變阻尼特性差徑向尺寸大1）滾動軸承的優(yōu)缺點5.2主軸組件常用軸承結構及選型2）滾動軸承的常用型號及結構（1）

球軸承深溝：純徑向，剛度和承載能力較差，主軸中較少用角接觸：軸向、徑向，速度較高，若單向雙個可提高剛度推力：純軸向，軸向受力最好，但允許速度較低5.2主軸組件常用軸承結構及選型（2）圓錐孔雙列向心短圓柱滾子軸承徑向載荷（3）圓錐滾子軸承

軸向、徑向，承載能力和剛度均較高，

但允許速度較低單列圓錐滾子軸承雙列圓錐滾子軸承Gamet軸承滾子中空，利于冷卻散熱；

彈簧自動補償磨損間隙，不能承受軸向力，只能徑向5.2主軸組件常用軸承結構及選型3）滾動軸承的配置原則（1）剛度（承載能力）承受徑向力：滾柱、多列球、單列球承受軸向力：推力球、滾錐、角接觸球（2）轉速要求（極限轉速）承受徑向力：球、滾柱、滾錐承受軸向力：角接觸、推力球、滾錐（3）適應精度要求(承受軸向力的軸承）5.2主軸組件常用軸承結構及選型5.2主軸組件常用軸承結構及選型4）滾動軸承的預緊和間隙調整（1）滾動軸承的預緊5.2主軸組件常用軸承結構及選型（2）滾動軸承的間隙調整原理軸承內外圈產生相對的軸向位移，消除徑向間隙，并能保持在調整好的位置上調整方法螺紋調整法修磨隔套法自動調整法（彈簧）油壓套筒5.2主軸組件常用軸承結構及選型5.2主軸組件常用軸承結構及選型5.2主軸組件常用軸承結構及選型（3）調整螺母的防松5.2主軸組件常用軸承結構及選型5）滾動軸承的公差等級根據尺寸公差和旋轉精度，可分為2、4、5、6（6x)、0級前軸承對旋轉精度影響大，前軸承精度大于后軸承5.2主軸組件常用軸承結構及選型5.2.2主軸組件常用滑動軸承滑動軸承氣體軸承液體軸承靜壓軸承動靜壓軸承動壓軸承單油楔軸承多油楔軸承5.2主軸組件常用軸承結構及選型一、液體動壓軸承一定速度的軸帶動一定粘度的油從楔形空間流動，將軸浮起，油膜承受載荷。壓力油膜形成條件有一定粘度的油有轉速v>v臨界有楔形空間單油楔，多油楔5.2主軸組件常用軸承結構及選型1）液體動壓軸承一定速度的軸帶動一定粘度的油從楔形空間流動，將軸浮起，油膜承受載荷。壓力油膜形成條件有一定粘度的油有轉速v>v臨界有楔形空間單油楔，多油楔5.2主軸組件常用軸承結構及選型（1）短三瓦滑動軸承

一般磨床結構簡單、制造方便抗振性好轉向單一，不能反轉5.2主軸組件常用軸承結構及選型（2）固定多油楔軸承適用高精度磨床性能穩(wěn)定，加工較難轉向單一，不能反轉5.2主軸組件常用軸承結構及選型2）液體靜壓軸承通入壓力油速度、方向適應性強承載能力強摩擦小旋轉精度高抗振性好要配供油系統(tǒng)3）空氣靜壓軸承5.3軸支承定位方式及結構設計原則5.3.1軸支承定位方式的設計原則設計對象：軸承的選型和布局

箱體及軸上定位件的結構等設計原則：軸相對于箱體在軸向、徑向的定位及固定

兼顧裝卸、潤滑和密封5.3軸支承定位方式及結構設計原則1）軸向靜定不能靜不定，即軸向不能欠定位不能超靜定，即軸向不能過定位具有軸向剛體位移消除軸向剛體位移5.3軸支承定位方式及結構設計原則過定位結構消除過定位結構軸承軸向支承方式（兩支承）一端定位支承方式（固定—松弛支承方式）兩端定位—調隙支承方式兩端定位—游隙支承方式5.3軸支承定位方式及結構設計原則（1）一端定位支承方式（固定——松弛支承方式）兩個方向的軸向定位約束安置在一個軸承上，另一個軸承在軸向可自由移動理想的靜定狀態(tài)5.3軸支承定位方式及結構設計原則（2）兩端定位——調隙支承方式兩個方向的軸向定位約束分別安置在軸兩端的軸承上兩個圓錐滾子或角接觸軸承可調隙，傳動精度高無剛體位移（無靜不定）

有附加軸向力（有超靜定）短軸、軸向力5.3軸支承定位方式及結構設計原則（3）兩端定位——游隙支承方式兩個方向的軸向定位約束分別安置在軸兩端的軸承上其中一個支承（外圈）有一定的軸向間隙有剛體位移（有靜不定），最大值可控

有條件附加軸向力（有條件超靜定）軸向支承精度不高5.3軸支承定位方式及結構設計原則軸支承三種方式的組合5.3軸支承定位方式及結構設計原則2）各支承方式對比5.3軸支承定位方式及結構設計原則3）特殊情況單向受力軸支承結構5.3軸支承定位方式及結構設計原則單方向軸向剛體位移5.3軸支承定位方式及結構設計原則5.3.2軸支承結構設計原則1）固定端支承必須能承受雙向軸向力可單獨做固定支承不可單獨做固定支承5.3軸支承定位方式及結構設計原則2）固定端軸承的內外圈必須四面定位5.3軸支承定位方式及結構設計原則3）松弛軸承保證軸的自由伸縮5.3軸支承定位方式及結構設計原則4）兩端定位——調隙軸支承中設計調隙機構5.3軸支承定位方式及結構設計原則5）便于軸承的裝卸5.3軸支承定位方式及結構設計原則6）避免“雙重配合”5.3軸支承定位方式及結構設計原則5.3.3其它軸支承結構設計（三支承）主軸剛度較差輔助支承——浮動，放在中或后，深溝球或圓柱

滾子軸承外圈與軸承孔的配合松1～2級5.4主軸結構設計5.4.1主軸端部結構軸上零件、階梯軸考慮剛度5.4主軸結構設計5.4.2主軸結構參數設計1）主軸直徑的選擇前軸徑D1

和后軸徑D2

查表：根據主電機功率、主參數確定前軸徑D1

D2≥（0.7~0.8）D12）主軸內孔直徑d

d/D=0.55～0.65D—平均直徑3）

主軸前端懸伸量a和支承跨距L

a值越小越好5.4主軸結構設計5.4.3主軸傳動件的布局5.4主軸結構設計5.5主軸組件結構實例5.5.1中速、重載主軸組件1）C7620型多刀半自動車床主軸組件支承方式調隙方法力的傳遞向左：軸上軸肩—推力球軸承—法蘭—箱體向右：軸—螺母1—套筒—甩油環(huán)—圓錐滾子軸承內圈—滾子—圓錐滾子外圈—法蘭—箱體5.5主軸組件結構實例2）X52K型立式銑床主軸組件向上：軸上軸肩—圓柱滾子軸承內圈—長套筒—

角接觸球軸承內圈—短套筒2—角接觸內圈

—滾動體—外圈—端蓋—箱體向下：軸—螺母1—套筒—角接觸球內圈—套筒

—內圈—滾動體—外圈—箱體5.5