机械加工设备第五章教程分析.pptVIP

三、轴承的布置及选用 主轴轴承的配置形式应根据精度、刚度、转速、承载能力、抗振性和噪声等要求来选择。 1．止推轴承布置对精度的影响 2．承载能力、刚度、允许转速等性能比较 （1）线接触轴承较点接触轴承的刚度高、承载能力高； （2）点接触轴承较线接触轴承允许转速高，圆柱滚子轴承较圆锥滚子轴承允许转速高。 3．支承结构因素 （1）当选用比较大的主轴外径D以提高主轴组件刚度时，为了使结构紧凑，可考虑选用轻型或特轻型轴承。 （3）当承载能力、转速要求比较高且结构又要求紧凑时，可考虑在一个支承内放置双轴承。 （2）对一些中心距比较小的机床主轴（如组合机床），可采用滚针轴承+交错排列的推力球轴承布置形式（amin=36，轴径为15和15的滚锥主轴）。 （4）当采用双轴承具有止推作用时，应比较布置方向。 1）背对背布置：支反力矩大，支反力矩与外载弯曲力矩可抵消，有利于提高刚度，减消主轴端部变形。内圈必须固定，无附加载荷。 2）面对面布置：支承跨距小，支反力矩小，不利于减小主轴前端变形。内圈不需要固定，有附加载荷。 结论 一般情况下采用背对背布置。 四、轴承间隙的调整及预紧 Clearance adjustment and preloading of the bearing 1．为什么要调整轴承间隙 （1）间隙对滚动体受力有影响→均匀性→承载能力； （2）间隙对支承刚度有影响； （3）间隙对轴承寿命有影响； （4）间隙对组件抗振性有影响； （5）间隙对主轴轴心位置有影响→影响加工精度。 例 δ=0.02，工件椭圆度0.003； δ=0.05，工件椭圆度0.035； * 第五章 主轴组件设计 Spindle Unit Design 第一节 概述 General consideration 一、主轴组件的功用、组成及特点 Function、composition、character 功用 带动刀具或工件实现机床主运动。 组成 主轴组件=主轴+传动件+支承+紧固件+密封件 特点 直接参与表面成形运动，对机床的加工精度及生产率有重大影响。 一般传动轴：传递N、n，以强度原则进行设计 主轴：除具有传动轴的功用及要求外，提出了精度的要求。 二、主轴组件设计的基本要求 General requirements 1．旋转精度 旋转精度：指装配后无载荷、低速转动条件下，在安装工件或刀具的主轴部位的径向和端面圆跳动。 2．刚度 主轴部件的刚度是指其在外加载荷作用下抵抗变形的能力，通常以主轴前端产生单位位移的弹性变形时，在位移方向上所施加的作用力来表示。 3．抗振性 抗振性：主轴组件的抗振性是指抵抗受迫振动和自激振动的能力。 如高精度机床，连续运转下的允许温升为8~10℃，精密机床15~20℃，普通机床30~40℃。 5．精度保持性 4．温升和热变形 主轴组件的精度保持性：是指长期地保持其原始制造精度的能力。 6．其它要求 除上述主轴组件的要求外，还有诸如定位可靠、主轴头结构便于刀具或工件的装夹、结构工艺性、装配工艺性等要求。 三、主轴组件的传动方式 1．齿轮传动 齿轮传动的特点是结构简单、紧凑，能传递较大的转矩，能适应变转速、变载荷工作，应用广。它的缺点是线速度不能过高，通常小于12~15m／s，不如带传动平稳。 2．带传动 带传动的特点是靠摩擦力传动(除同步齿形带外)、结构简单、制造容易、成本低，特别适用于中心距较大的两轴间传动。带有弹性，可吸振，传动平稳，噪声小，适宜高速传动。带传动在过载中会打滑，能起到过载保护作用。缺点是有滑动，不能用在速比要求准确的场合。 类型 平带 V带 同步齿形带等 3．电动机直接驱动方式 （1）普通异步电动机直接带动主轴 （2）主轴单元 应用在主轴转速不太高的场合，如平面磨床。 第二节 主轴组件结构设计 Structural design of the spindle unit 一、主轴的设计原则 design principle 设计原则 以刚度条件为主进行设计。 普通载荷：依刚度条件进行设计、验算。 重载、粗加工：依刚度条件设计验算，进行强度校核。（易产生疲劳破坏） 二、主轴前后支承跨距 L strided distance between front and rear suppor L值从结构紧凑角度考虑，应愈小愈