机床主要部件设计
第三章 机床典型部件设计
（二）几种典型的主轴轴承配置形式
d 0.55 ~ 0.60D
对于六角、自动和半自动车床、卧式镗床（镗杆主
轴）
d 0.6 ~ 0.65D
对铣床 d 可比刀具拉杆直径大5~10mm即可。
3. 主轴前端悬伸量的确定
主轴前端悬伸量a 是指主轴前端面到前轴承径向反 力作用中点（或前径向支承中点）的距离。它主要取决 于主轴端部的结构（其形状与尺寸均以标准化），以及 前支承轴承配置和密封装置的形式和尺寸。在满足结构 要求的前提下，设计时应使a 值越小越好。
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，通常以主轴前端部产生一个单位位移的弹 性变形时，在位移方向上所施加的作用力的大小来表 示。主轴部件的刚度是综合刚度，是主轴、轴承和轴 承座等刚度的综合反映，其静刚度不足则对加工精度 和机床性能有直接影响。
主轴部件应满足的基本要求
3.抗振性 主轴部件的抗振性是指抵抗受迫振动和自激振动而 保持平稳运转的能力。主轴部件的振动会直接影响工件 的表面质量和刀具的使用寿命，并产生噪声。 4.温升及热变形 主轴部件运转时，因各相对运动处的摩擦生热，切 削区的切削热等使主轴部件的温度升高，其尺寸、形状 及位置发生变化，造成主轴部件的热变形。 5.精度保持性 主轴部件的精度保持性是指长期地保持其原始制造 精度的能力。主轴部件丧失其原始精度的主要原因是磨 损。
3. 圆锥滚子轴承——需成对使用
数控机床主轴设计
数控机床主轴设计
一、概述
1.数控机床主轴是机床加工过程中的核心部件，其质量直接影响到机
床的精度和生产效率。
数控机床主轴设计的主要任务是解决加工件的加工
精度、表面质量和生产效率等要求的技术问题。
2.数控机床主轴设计工作需要满足性能、结构、重量、尺寸、动力、
控制、安装等方面的要求，其中最重要的是性能和结构要求。
二、主轴结构设计
1.针对不同的加工工艺的要求，数控机床主轴设计的结构形式有很多，常见的有研磨轴、多段轴、悬臂式轴等。
2.研磨轴是机床主轴的基本结构，一般用于精超磨削，其结构特点为
研磨轴有较长的平稳运行区段，其强度高，通常采用梃形连接，耐磨性能好，是目前机床常用的轴形式。
3.多段轴是指主轴有多段，每段之间有齿轮连接，它可以满足不同加
工工艺的需求。
4.悬臂式轴是指主轴的两端分别有悬臂，是一种自转和轴向振动均有
良好平衡的结构形式，是用于精铣、拉床等加工工艺的主轴形式。
三、主轴性能设计
1.主轴的动力要求是指主轴所需的动力。
主要有机械动力、电动机动
力和气动动力等形式，根据不同的加工工艺要求，采用不同动力形式实现，其中机械动力是最常用的动力形式。
普通车床的主轴箱部件设计课程设计
最小齿轮不产生根切，机床变速箱中标准直圆柱齿轮，一般最小齿数 ；
受限制的最小齿轮齿数应大于18~20；
齿轮齿数应符合转速图上传动比的要求：实际传动比（齿数之比）与理论传动比（转速图上要求的传动比）之间有误差，但不能过大，确定齿数所造成的转数所造成的转速误差，一般不应超过
通过验算最后扩大组的变速范围：
所以方案a为优
设计结构网：传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围：在降速运动时，为防止齿轮的直径过大而使其径向尺寸过大，常限制最小传动比， ，升速传动时，为防止产生过大的振动和噪音，常限制最大传动比 ，斜齿轮比较平稳，可取 ，故变速组的最大变速范围为 。检查变速组的变速范围是否超过极限值时，只需检查最后一个扩大组。因为其他变速组的变速范围都比最后扩大组的小，只要最后扩大组的变速范围不超过极限值，其他变速组就不会超过极限值。
课程设计
普通车床的主轴箱部件设计
学生姓名：
专业班级：
机械设计2012级1班
指导教师：
学 院：
2015年12月
1总体设计
1.1
1.1.1
本课程设计主要是针对有极变速装置进行的。因此，在设计前期通过查阅《机床设计图册》的方式，对各类车床、铣床等主轴变速机构及进给机构的结构和变速方式进行了充分的了解，明确了设计的内容.
1.1.5
由以上可以确定系统的传动系统图，为
2运动设计
2.1
2.1.1
2.1.2
轴Ⅲ的可从主轴630r/min按 的传动副找上去
轴Ⅲ的计算转速630r/min
轴Ⅱ的计算转速1000r/min
轴Ⅰ的计算转速1250r/min
2.1.3
传动组c中28/44只计算 的齿轮，计算转速 ；
CA6140型卧式车床主要部件的结构
CA6140型卧式车床主要部件的结构 1.1 CA6140型卧式车床的主轴箱
主轴箱的功用是支承主轴并传动主轴，并使其实现起动、 停止、变速和换向等。因此，主轴箱中通常包含有传动机构， 主轴部件，起动、停止以及换向装置，制动装置，操纵机构 和润滑装置等。
1.传动机构
图6.6是CA6140车床的主轴箱展开图。 在轴Ⅰ上采用卸荷式带轮，以消除皮带传动的径向力 对轴Ⅰ的影响，减少弯曲变形，提高传动的平稳性，减小 对主传动系统的影响。 传动齿轮和传动轴的连接有三种形式：固定、空套、 滑移。 主轴箱中的传动机构有定比传动机构和变比传动机构。 定比传动机构一般用来传递运动和动力，且采用齿轮传动。
6.6 CA6140
图 型 卧 式 车 床 主 轴 箱 展 开 图
2.主ห้องสมุดไป่ตู้及其轴承 主轴及其轴承是主轴箱最重要的部分。主轴前端可装卡 盘，用于夹持工件，并由其带动旋转。 卧式车床主轴多采用滚动轴承支承，一般为前后二点。
图6.7 CA6140型卧式车床主轴及其轴承
卧式车床的主轴是空心阶梯轴。其内孔用于通过长棒料 以及气动、液压等驱动装置（装在主轴后端）的传动杆，也 用于穿入钢棒卸下顶尖。主轴前端有精密的莫氏锥孔，供安 装顶尖或心轴之用。
图6.13 互锁机构的工作原理图。
3.过载保险装 置
过载保险装置的 作用是防止过载和发 生偶然事故时损坏机 床。卧式机床常用安 全离合器，其结构较 简单，且过载现象消 除后能自动恢复正常 工作。图6.14为 CA6140型卧式车床 溜板箱中采用的安全 离合器。
图6.14 安全离合器工作原理图
1.左半部 2.右半部 3.弹簧
图6.11 CA6140卧式车床进给箱结构图
数控机床主轴部件结构
数控机床主轴部件结构1.主轴箱体：主轴箱体是主轴部件的主要支撑部分，通常由铸铁或钢板焊接而成。
其主要功能是支撑主轴轴承和主轴电机，并提供刚性和稳定的工作环境。
主轴箱体通常有进给箱和冷却箱两个部分，进给箱用于传送动力和转矩到主轴，而冷却箱则用于散热和冷却主轴。
2.主轴轴承：主轴轴承用于支撑和定位主轴，使其能够高速旋转并承受工作负载。
根据不同的需求，主轴轴承可以分为滚动轴承和滑动轴承两种类型。
滚动轴承主要有角接触球轴承、圆锥滚子轴承和球面滚子轴承等；滑动轴承则有液体静压轴承和磁浮轴承等。
主轴轴承通常由高速钢或陶瓷制成，以提供低摩擦和高刚度的特性。
3.主轴电机：主轴电机用于提供主轴的驱动力和转矩。
根据不同的需求和机床类型，主轴电机可以采用交流电机、直流电机或伺服电机等。
交流电机通常具有较好的响应性和调速性能，而直流电机则提供更高的转矩和速度范围。
伺服电机则结合了交流电机和伺服控制系统，可实现更精确的位置和速度控制。
4.主轴夹头：主轴夹头用于夹持工件或刀具，使其与主轴保持刚性连接。
主轴夹头通常有机械夹头和液压夹头两种类型。
机械夹头通过螺纹、卡盘或夹具等机械结构实现夹紧，适用于一般的加工需求。
液压夹头则通过液压系统提供更高的夹紧力和精确的夹紧位置，适用于高精度加工和重负载切削。
除了以上主要部件，数控机床主轴还可能包括冷却系统、振动补偿系统、联轴器等。
冷却系统用于降低主轴温度，保证加工质量和主轴寿命；振动补偿系统用于抑制主轴振动，提高加工质量和效率；联轴器用于连接主轴电机和主轴轴承，传递动力和转矩。
总之，数控机床主轴部件结构的设计旨在实现稳定高速、高精度的加工要求。
不同的机床和加工需求可能会有不同的主轴结构和配置，但其核心目标都是提供高效的驱动力和承载能力，以满足工业生产的要求。
机床应该具备的三个组成部分
机床应该具备的三个组成部分
机床通常由以下三个主要组成部分：
1. 机床本体：机床本体是机床的基础部分，它包括床身、工作台、立柱、导轨等结构。
机床本体的设计和制造质量直接影响到机床的稳定性、精度和刚性。
机床本体需要具备足够的强度和刚性，以承受加工过程中的力和振动，并确保工件的加工精度。
2. 动力和传动系统：动力和传动系统为机床提供动力源和运动传递。
它包括电动机、减速器、传动轴、皮带、齿轮等部件。
动力和传动系统的性能将直接影响机床的加工效率和加工精度。
高效、稳定的动力和传动系统能够提供足够的动力，并将动力准确地传递给刀具或工件，以实现期望的加工效果。
3. 控制系统：控制系统是机床的“大脑”，它负责控制机床的各种动作和功能。
控制系统包括数控系统、电气控制元件、传感器、人机界面等。
控制系统的先进程度和功能将决定机床的自动化程度和加工精度。
现代机床通常配备先进的数控系统，能够实现高精度的加工控制，并提供丰富的功能和编程选项。
以上三个组成部分是机床的核心要素，它们相互协作，共同实现机床的加工功能。
除了这三个部分，机床还可能包括其他辅助设备，如冷却系统、润滑系统、刀具库等，以提高机床的性能和可靠性。
不同类型和规格的机床在具体结构和配置上可能会有所差异，但以上三个组成部分是机床的基本构成。
普通车床主轴箱设计说明书
普通车床是车床中应用最广泛的车床一种，约占车床类总数的65%，因其主轴以水平放置故称车床。
CA6140型普通车床的主要组成部件有：主油箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。
主油箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。
主轴箱中等主轴是车床的关键零件。
主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。
进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。
丝杠或光杠：用以连接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。
丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。
溜板箱，是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光光杠传动实现刀架的纵向进给运动，横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架做纵向直线运动，以便车削螺纹。
一．运动设计1.1．确定最低（n min）和最高转速(n max).................................,1 1.2．确定转速范围（Rn）、公比φ及主轴转速. (2)1.3．主运动链转速图的拟定 (2)1.4．绘制传动系统图 (9)二．动力设计2.1．主电机选择 (10)2.2．确定各轴转速 (11)2.3．带传动设计 (12)2.4．各传动组齿轮模数的确定 (16)2.5．各传动组上各齿轮参数确定 (21)2.6．齿宽确定 (23)2.7．传动轴间的中心距确定 (25)2.8．各轴直径的估算 (25)2.9．轴承的选择 (27)2.10．传动组的验算 (27)2.10.1．齿轮的校验2.10.2．主轴的校验2.10.3．轴承的校验三．结构设计3.1．主轴组件 (41)3.2．箱体 (42)3.3．操纵机构 (42)四．润滑装置 (43)五．总结 (44)六．参考文献 (45)。
机床的结构组成
机床的结构组成机床是指用于加工金属或其他材料的设备，是制造业中必不可少的工具。
机床的结构组成包括床身、主轴箱、进给机构、刀具和夹具等部分。
床身是机床的主体部分，承载着各种工作部件。
它通常由铸铁或钢板焊接而成，具有足够的刚性和稳定性。
床身的结构形式多样，常见的有平面床、立式床和卧式床等。
平面床结构简单，适用于一般加工；立式床结构紧凑，适用于高速加工；卧式床结构稳定，适用于重切削加工。
主轴箱是机床的核心部件，负责提供加工力和运动控制。
它包括主轴、主轴箱壳体和主动装置等。
主轴是机床的主动部件，通常由电机和主轴承组成。
主轴箱壳体则起到支撑和保护主轴的作用。
主动装置主要包括变速箱和传动装置，用于调整主轴的转速和传动功率。
进给机构是机床的运动控制部分，用于控制工件和刀具之间的相对运动。
它包括进给轴、进给电机和进给装置等。
进给轴能够实现多轴协同控制，通过进给电机驱动工作台或刀架等部件的运动。
进给装置则用于调整进给速度和进给量，以满足不同加工要求。
刀具是机床上用来切削工件的工具，它直接影响加工效率和加工质量。
常见的刀具有刀片、铣刀和钻头等。
刀具一般由高速钢或硬质合金制成，具有较高的硬度和耐磨性。
机床上通常配备多种刀具，以适应不同的加工需求和工件材料。
夹具是机床上用来固定工件或刀具的装置，它保证了加工的准确性和稳定性。
夹具的种类繁多，常见的有卡盘、夹头和专用夹具等。
夹具的设计应考虑到工件的形状、尺寸和加工要求，以提供稳定的夹持力和良好的加工精度。
除了以上的结构组成，机床还包括润滑系统、冷却系统和控制系统等辅助部件。
润滑系统用于保证机床各部件的正常运转和寿命，常见的润滑方式有油润滑和油气润滑。
冷却系统用于降低加工过程中的温度，以防止工件和刀具的变形和损坏。
控制系统则用于控制机床的运动和加工过程，常见的控制方式有数控和传统控制。
机床的结构组成是床身、主轴箱、进给机构、刀具和夹具等部分。
这些部分相互配合，共同完成加工任务，实现工件的精确加工。
车床组成部分
主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。
主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。
主轴箱中等主轴是车床的关键零件。
主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。
进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。
丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜活顶尖板箱获得纵向直线运动。
丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。
溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。
刀架：刀架部件由几层刀架组成，它的功能是装夹刀具，使刀具作纵向、横向或斜向进给运动。
尾座：安装作定位支撑用的后顶尖、也可以安装钻头、铰刀等孔加工刀具来进行孔加工。
床身：在床身上安装着车床各个主要部件，使他们在工作时保持准确的相对位置。
车床的组成部分编辑主要组成部件有：主轴箱、交换齿轮箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠、床身、床脚和冷却装置。
主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。
主轴箱中等主轴是车床的关键零件。
主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。
进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。
丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。
数控车床主轴组件设计
数控车床主轴组件设计数控车床主轴组件是数控机床中最基本、最重要的部件之一。
其主要作用是将旋转电机的动力转化为刀具的相对运动。
主轴组件的设计质量直接影响到机床的加工精度、切削效率和使用寿命。
因此，在数控车床的设计中，主轴组件的设计显得尤为重要。
本文将从设计要求、主要结构、材料选用、加工工艺等方面详细阐述数控车床主轴组件的设计。
一、设计要求在数控车床主轴组件设计过程中，需要考虑以下一些因素：1. 总体尺寸：根据数控车床的使用场景，确定主轴组件的长度、直径等尺寸，并保证其能够安装到机床上并协调运动。
2. 刚性要求：数控车床需要进行高精度的加工，因此主轴组件的刚性需要足够高，能够承受切削力和切削热等负载，保证刀具的精度和寿命。
3. 精度要求：主轴组件的精度取决于各个部件的加工质量和装配精度。
不同的加工要求对主轴组件精度的要求不尽相同，因此在设计过程中需要根据实际需求设定相应的精度标准。
4. 特殊要求：根据数控车床的特殊加工要求，主轴组件可能还需要具备高温抗性、低噪音、低振动、耐腐蚀等特殊性能，因此需要针对实际需求进行定制化设计。
二、主要结构数控车床主轴组件主要由主轴箱、主轴、轴承、传动装置、调速装置和夹具等组成。
1. 主轴箱：主要承载整个主轴组件，并连接到车床上。
主轴箱需要具备足够的刚性和稳定性，防止在高速运转时产生振动和因热膨胀引起的变形。
2. 主轴：作为主轴组件的核心部件，需要具备高强度、高精度和高刚性。
通常采用高强度钢材或工程塑料材料制造，以确保其能承受高速运转和不同方向向心力的作用。
3. 轴承：轴承承受主轴的径向和轴向力，并保证主轴组件的转动平稳和精度稳定。
常用的轴承有滚动轴承和滑动轴承两种，选择时需要根据应用场景和对精度的要求进行综合考虑。
4. 传动装置：传动装置将电动机的旋转动力传递到主轴上，通常采用皮带传动、齿轮传动和磁力传动三种方式。
5. 调速装置：调速装置是保证数控车床能够满足不同加工需要的关键部分。
机床结构和部件介绍
机床结构和部件介绍机床是制造业中常见的一种设备，用于加工工件以改变其形状、尺寸和表面质量。
机床的结构和部件是构成机床整体的重要组成部分。
本文将介绍机床的结构和部件，以帮助读者更好地了解机床的工作原理和功能。
一、机床的结构1.床身：机床的床身是机床的主体部分，负责支撑和固定其他部件。
床身通常由铸铁制成，具有良好的刚性和稳定性。
床身上有床身滑轨，用于支撑工件和刀具的移动。
2.立柱：机床的立柱位于床身的一侧，起到支撑和稳定机床横梁或工作台的作用。
立柱通常采用铸铁或焊接结构制成，具有足够的刚性和稳定性。
3.横梁：机床的横梁位于床身的顶部，它连接立柱，并支撑工作台或工作台滑架。
横梁通常由铸铁或焊接结构制成，具有较高的刚性和稳定性。
4.工作台：机床的工作台是支撑工件的平面，用于进行加工操作。
工作台可以在床身滑轨上移动，以适应不同大小和形状的工件。
工作台通常由铸铁制成，也可以根据特定的加工需求进行定制。
二、机床的部件1.主轴：机床的主轴是加工工件的主要部件，通过主轴来夹持和旋转工件。
主轴有不同的形式，如立式、卧式、卧立复合轴等，可以根据不同的加工需求选择合适的主轴类型。
2.滑架：滑架是机床上用于移动刀具或工件的部件，通常与主轴一起工作。
滑架可以沿着床身滑轨进行水平或垂直移动，以实现需要的加工操作。
3.进给系统：进给系统用于控制机床上刀具或工件的进给速度和方向。
进给系统包括进给电机、进给轴和进给装置等。
通过调整进给系统，可以实现工件的不同加工要求，如进给速度、切削深度和进给方向等。
4.刀具系统：刀具系统包括刀柄、刀片和刀座等部件，用于安装和固定刀具。
刀具系统具有较高的刚性和稳定性，以实现精确的切削加工。
5.润滑系统：润滑系统用于对机床运动部件和轴承等进行润滑，以减少磨损和摩擦。
润滑系统包括润滑油箱、润滑泵和润滑管路等部件，通过循环输送润滑油，保持机床的正常运行。
6.控制系统：控制系统是机床的重要组成部分，用于控制机床的加工过程。
普通车床主传动系统设计
普通车床主传动系统设计普通车床是机械加工中最基本的一种机床，其主要作用是将工件加工成所需的形状和尺寸。
主传动系统是车床的核心部分，其功能是将电机的旋转运动转换成车床主轴的旋转运动，是车床实现加工操作的关键。
一、主传动系统的组成部分主传动系统主要由电机、联轴器、变速器和主轴组成。
电机是主传动的核心，一般选用变频电机，具有启动快、转速调节范围广、运行平稳等优点。
联轴器是连接电机和变速器的部件，其主要作用是进行动力传递，并能够消除轴线不一致时的振动和噪声。
变速器则可以通过调整传动比来改变主轴转速，以适应不同的加工需求。
主轴是车床最重要的部件之一，它直接影响到车床的精度和效率。
1. 可靠性原则主传动系统是车床的核心部分，其可靠性直接影响到车床的使用效果和寿命。
因此，在设计主传动系统时，必须考虑到各个组成部分的可靠性，选用优质的电机、联轴器等部件，确保其经久耐用。
2. 精度原则车床主轴的精度直接影响到加工件的精度和质量，因此，主传动系统的设计必须以提高精度为目标。
在选用传动部件时，应尽可能选择精度高、转矩大的产品，以提高主轴的运转精度和稳定性。
3. 实用性原则主传动系统的设计应以加工件的要求为依据，类型不同的加工件对主轴转速要求也不同，因此，设计师必须根据实际需求选择变速器和电机等组成部件，并调整传动比例来满足不同的加工要求。
4. 经济性原则在主传动系统的设计过程中，必须综合考虑成本和效益，在可达到要求的前提下，尽可能选用价格合理的传动部件。
1. 确定加工件要求根据加工件的形状和尺寸，确定主轴转速和转矩等工作参数。
2. 选择电机和联轴器根据主轴的工作参数，选用合适的电机，并配以适当的联轴器，以确保转速和转矩的稳定和可靠传递。
3. 选择变速器根据加工件要求和主轴转速的范围，选择合适的变速器，以调节主轴的转速和提高加工效率。
4. 设计主轴根据实际需要，设计主轴的长度、直径、材料等参数，以保证其稳定、精度高和使用寿命长。
立式数控铣床主轴部件的设计PPT课件
主电机传来的运 动由齿轮⑭经双键， 套筒（23）和双键 带动主轴转动。齿 轮⑭安装在套筒 （23）上，而且套 筒（23）由一对向 心球轴承支承在箱 体上，使主轴得到 卸荷（即主轴只传 递扭矩），这样减 少了主轴变形，提 高了主轴工作性能。
整个主轴部件装在长
套筒中，转动手轮经过 锥齿轮，使丝杠转动， 通过螺母⑪带动套筒 （23）作轴向调整，调 整后将套筒（23）夹紧。
接触角为 90°，因此承受轴向力能力高，但允许极限转速低，且容易发热。
XK5040立式铣床就是用的双列圆柱滚 子轴承、双向推力角接触球轴承及角接 触球轴承
二、轴承配置
轴承配置是根据机床用途、主轴的工作条件（载荷大小及方向、 转速等）以及所要求的工作性能来确定的。
对于铣床主轴轴承，主张采用两支点配置，两支点结构简单、制 造方便、经济效果好，但要求主轴单件应有足够的刚度。三支点主轴 工艺性差， 三孔同轴度很难保证，主轴温升也高，在刚度允许的情 况下尽可能不采用三支点结构。如果主轴刚度不足可采用两支点为主 要支承，第三点为辅助支承，辅助支承可放在中间或后边，采用这种 结构要求有较大的游隙，一般在 0.03~0.07 之间，只有当载荷较大 主轴产生弯曲时辅助支承才起作用，这样可以弥补主轴刚度不足，也 可以减少温升。
主轴悬伸量a
主轴悬伸量（又称悬伸长度）是指主轴前端至前支承点的 距离，它的大小对主轴组件的刚度和抗振性有显著影响。 悬伸量小，轴端位移就小，刚度得到提高。
主轴悬伸量的大小往往受结构限制，主要取决于主轴端部 的结构型式及尺寸、刀具或夹具的安装方式、前轴承的类 型及配置、润滑与密封装置的结构尺寸等。
主轴抗振性
主轴组件的抗振性是指切削加工时，主轴保持平稳的 运转而不发生振动的能力。主轴组件抗振性及在必要时 安装阻尼（消振）器。另外，使主轴固有频率远远大于激 振力的频率。
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四、主轴组件
2、传动件的布置
（1）带轮通常安装在后支承的外侧 （2）齿轮位于两支承之间则尽量使大齿轮靠近前 支承 （3）齿轮位于后支承外侧 （4）齿轮外增设辅助支承
机床主要部件设计
四、主轴组件
3、主轴的轴向定位
（1）前端定位：适于轴 向精度和刚度高的高精度 机床合数控机床；
（2）后端定位：适于轴 向精度不高的普通机床， 卧车、立铣等；
二、支承件受力分析
1、中小型机床：以切削力为主； 2、精密和高精度机床：以移动部件的重 量和热应力为主； 3、大型机床：工件重力、移动部件重力 和切削力
模型简化：
1、梁或柱 2、板 3、箱体
机床主要部件设计
三、支承件结构设计
截面形状选择
1、空心薄壁大截面支承件刚度大； 2、方截面抗弯强度高于圆截面，抗扭刚度 低于圆截面； 3、不封闭截面刚度远小于封闭截面刚度， 抗扭刚度下降大。
第三章 机床主要部件的设计 第一节 主1、旋转精度 2、静刚度 3、动刚度 4、温升与热变形 5、精度保持性机床主要部件设计
第一节 主轴组件设计
二、主轴滚动轴承
1、轴承的特点 优点：（1）足够的刚度、高旋转精度、变转速和变载荷
下工作平稳； （2）质量稳定、成本低、经济性好； （3）容易润滑。
2、主轴滚动轴承的类型选择
角接触 球轴承 组合
机床主要部件设计
二、主轴滚动轴承（续）
2、主轴滚动轴承的类型选择
（4）双 列圆锥 滚子轴 承
机床主要部件设计
二、主轴滚动轴承（续）
3、轴承的精度选择
应采用P2、P4、P5级和SP、UP级
（1）切削力方向固定不变的主轴，旋转精度决定于轴 承内圈径向跳动。 （2）切削力方向随主轴旋转同步变化的主轴，旋转精 度决定于外圈径向跳动。 （3）前轴承的精度对主轴的影响较大，前轴承的精度 应比后轴承高一级。（理论证明略）
（3）两端定位：用于短 主轴或轴向间隙变化不影 响工作的机床，如钻床、 组合机床等。
五、主轴主要尺寸参数的确定（略） 机床主要部件设计
第二节 支承件设计
一、支承件应满足的基本要求
1、足够的刚度和较高的固有频率 2、良好的动态特性 3、结构合理，形状稳定，热变形小 4、排屑通畅，工艺性好，成本低
机床主要部件设计
机床主要部件设计
三、支承件结构设计
截 面 形 状 选 择
机床主要部件设计
四、提高支承件静刚度的措施
1、隔板和加强筋
机床主要部件设计
四、提高支承件静刚度的措施
2、开口后的 刚度补偿 3、提高接触 刚度
机床主要部件设计
五、支承件的材料
1、铸 3、预应力钢筋混凝土 2、钢材 4、树脂混凝土
机床主要部件设计
2、分类（续）： （2）按摩擦性质：
滑动导轨：相对运动速度较高,分静压滑 动导轨和动压滑动导轨；
静压滑动导轨：多用于高精度机床的进 给导轨；
动压滑动轴承：适用于高速主运动导轨 滚动导轨：相对运动速度较低
机床主要部件设计
2、分类（续）： （3）按受力状态：
开式导轨：不能承 受颠翻力矩，适用于 大型机床的水平导轨；
缺点：（1）旋转中径向刚度变化大；
（2）摩擦力大，阻尼小； （3）径向尺寸大
机床主要部件设计
二、主轴滚动轴承（续）
2、主轴滚动轴承的类型选择
（1）双列圆柱 滚子轴承 （2）双列推力 角接触球轴承
机床主要部件设计
二、主轴滚动轴承（续）
2、主轴滚动轴承的类型选择
（3）角接 触球轴承
机床主要部件设计
二、主轴滚动轴承（续）
机床主要部件设计
二、主轴滚动轴承（续）
3、轴承的精度选择
应采用P2、P4、P5级和SP、UP级
（3）前轴承的精度对
主轴的影响较大，前轴
承的精度应比后轴承高
一级
2
a l
b
1 (1 al )a
1 (1 al )a
机床主要部件设计
二、主轴滚动轴承（续）
4、轴承刚度
滚动轴承的刚度随载荷的增加而增大。 线接触轴承的刚度可忽略预紧载荷；点接触 轴承，计算刚度时应考虑预紧力。
六、提高支承件动刚度
1、机床的常见振动： （1）整机摇晃振动 （2）结合面间的相对振动 （3）零部件的本体振动
2、提高动刚度措施： （1）提高静刚度和固有频率 （2）增加阻尼
机床主要部件设计
六、提高支承件动刚度
2、提高动刚度措施： （1）提高静刚度和固有频率 （2）增加阻尼
机床主要部件设计
六、提高支承件动刚度
2、提高动刚度措施： （1）提高静刚度和固有频率 （2）增加阻尼
机床主要部件设计
第三节 导轨设计
一、导轨的功用和基本要求
1、功用： 支承并引导运动部件沿一定的轨迹运动。
2、分类： （1）按运动性质：
主运动导轨：相对运动速度较高 进给运动导轨：相对运动速度较低 移置导轨：用于调整部件间相对位置， 工作中无相对运动机床主要部件设计
燕尾导轨刚度差， 适用于受力小，结构层
加工、检查、维 次多，间隙调整方便之
修不便
处，多用于横梁、立柱、
摇臂导轨
机床主要部件设计
1、导轨的截面形状
优点
缺点
双矩形导轨
结构简单，易制 造，刚度和承载 能力大，安装和 调整方便
磨损后不能自动 应有间隙调整机 构补偿
应用
普通精度机床、中型机 床
三角形和矩 导向性好、制造 三角形导轨加工 广泛用于常用机床的床
形导轨组合 方便、刚度高 困难
身导轨
燕尾形和矩 形导轨组合
调整方便，承受 力矩大。燕尾导 轨高度小，可以 受倾覆力矩
机床主要部件设计
三、主轴
1、结构及材质选择
结构：空心阶梯轴 材料：淬火钢或渗碳淬火钢，高频淬硬。
2、技术要求(略)
机床主要部件设计
三、主轴
2、技术要求
机床主要部件设计
四、主轴组件
1、传动方式
（1）带 传 动：结构简单，中心距调整方便， 噪声低，平稳，适于高速。（V带、多楔带和 同步带） （2）齿轮传动：传递大扭矩，结构紧凑，适合 于变速传动。 （3）电机直接驱动：异步电机+连轴器、变频 调速电机、电主轴等形式。
闭式导轨：可以承 受较大的颠翻力矩。
机床主要部件设计
3、导轨应满足的基本要求
（1）导向精度 （2）精度保持性 （3）刚度 （4）低速运动平稳性 （5）结构简单，工艺性好
机床主要部件设计
二、滑动导轨结构设计
1、导轨的截面形状
机床主要部件设计
二、滑动导轨结构设计
1、导轨的截面形状
机床主要部件设计
二、滑动导轨结构设计