重庆大学机械考研-机械装备制造-主轴组件.pptVIP

主轴轴端位移的允许值[y]根据机床所能达到的加工精度来确定 对精加工机床，取主轴轴端径向跳动允许值的三分之一 对一般机床，取0.0002L，L为支承跨距 前支承处转角的允许值[θA］与轴承类型有关，可按表3-15选取 或者[θA］=0.001rad 对粗加工机床，要验算传动件处的转角，对齿轮传动，该齿轮处的主轴转角应满足 系数c= 5～15，齿轮宽度b较大或对主轴工作性能要求较高时取小值，Fx为齿轮圆周力，单位为N。 2．主轴组件的扭转刚度验算 对钻床等以扭转变形为主的主轴，还要验算其扭转刚度。 扭角在（20～25）D的长度内不超过1° Mn——主轴传递的最大扭矩，单位为N·cm； L——计算长度，取(20～25）D，单位为cm； G——剪切弹性模量，钢料为8.1×106N／cm2 IR——轴截面极惯性矩，圆截面IR=0.1D4cm4 D——主轴直径，单位为cm。 三、三支承主轴组件 某些机床的主轴组件，由于结构上的需要，致使主轴支承跨距远大于最佳跨距。 此时，为提高主轴组件的刚度和抗振性，增设中间支承是大为有益的，如MAZAK车床和CY6140车床主轴组件。 对于粗加工或强力高速切削的机床主轴更有必要。 由于制造工艺上的限制（无法保证三个主轴支承座孔的绝对同轴），要使三个支承起同样重要的作用是不可能的。 为保证主轴组件的刚度和旋转精度，通常只有两个支承起主要作用，称为主支承。 第三个支承只起辅助作用，处于浮动状态，称为辅助支承。 前支承必需是主支承，另一个主支承可选择中间支承或后支承。 据统计，在三支承主轴组件中，约有80％采用前、中支承为主支承。其原因是： 前、中支承跨距较短，易处于合理跨距内 主轴上的传动齿轮安排在靠近前支承附近可减小因传动力和切削力产生的弯曲变形和振动。 工艺上易于保证前、中两支承座孔的同轴度及尺寸精度。 辅助支承 辅助支承常用深沟球轴承或单列圆柱滚子轴承，具有较大的游隙且不可调（即不能施加预紧）。 其轴承外圈与支承座孔配合较松，允许其相对于座孔有滑移。 轴承的精度等级可比主支承低1～2级。 2．主轴内孔直径的选择 主轴内孔作用： 1.通过棒料、夹紧刀具或工件用的拉杆、冷却管等 2.大型、重型机床的空心主轴，减轻重量 确定d的原则：在满足对空心主轴孔径的要求和最小壁厚要求以及不削弱主轴刚度的要求下尽量取大些。 轴的刚度K与抗弯截面惯性矩I成正比，与直径之间有下列关系： 当d/D≤0.5～0.6时，K空与K实相差小，即内孔d对主轴的刚度降低的影响很小 当d/D=0.7时，刚度降低约25％ 因此，为了不致于过分地削弱主轴刚度，一般应使d/D＜0.7 还应考虑主轴后轴颈处壁厚是否足够 推荐值 普通车床d/D（或d/ D1) ＝0.55～0.6 d1为前轴颈处内孔直径； 转塔车床和自动半自动车床，d/D = 0.6～0.65； 铣床: d＝拉杆直径 +（5～10）mm 3．主轴前端悬伸量的选择 主轴悬伸量:指主轴前支承径向反力作用点到主轴前端受力作用点之间的距离。 主轴悬伸量a值愈小愈能提高主轴组件刚度 确定a的原则：在满足结 构要求的前提下，尽可能 取小值。 主轴悬伸量a取决于 主轴端部的结构形状和尺寸 工件或刀具的安装方式 前轴承的类型及组合方式 润滑与密封装置的结构等 减小a值的措施： l）采用短锥法兰式的主轴端部结构 2）推力轴承在径向轴承内侧 3）尽量利用主轴端部的法兰盘和轴肩等构成密封装置 4)成对安装的圆锥滚子轴承，应采取滚锥小端相对形式 成对安装的角接触球轴承，应采取类似的背对背型安装 表3-13主轴悬伸量与前轴颈直径之比 4．主轴合理跨距的选择 图4-30所示 主轴轴端受力下作用后，其轴端的弹性变形y由y1 、y2 两部分组成。 （1）刚性支承上弹性主轴端部的位移y1 假设支承为刚体，主轴弹性变形引起的主轴轴端位移y1 ,按两支点梁的挠度公式计算： 当主轴平均直径为D，内孔直径d时，主轴截面的平均惯性矩 I=π（D4 -d4)／64；E为弹性模量, E=2.1×105N／mm2左右 （2）弹性支承上刚性主轴端部的位移y2 假设主轴为刚体时，设前后支承的刚度分别为KA、KB，前后支承的弹性变形分别为δA、δB，引起的主轴轴端位移y2可根据图示几何关系求出： 设前、后支承的刚度为KA、KB，支承反力为RA、RB，则δA =RA／KA，δB =RB／KB （3）主轴组件的刚度K 前已述及主轴组件的刚度K=F/y，其倒数y/F称为柔度。 线图法 先计算出综合变量 在横坐标轴上找到η值的位置 向上作垂线与相应的KA/KB 的斜线相交 从交点作水平线与纵坐标轴相交得L0/a 因为a已