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调整垫片
（一组） 一组）
采用向心推力轴承（正装） 采用向心推力轴承（正装）
调整垫片
箱体内侧
（一组） 一组）
合力
轴承的配置 1、两端固定式支承（双支点单向固定） 两端固定式支承（双支点单向固定） 箱体外侧
调整垫片
（一组） 一组）
采用向心推力轴承（正装） 采用向心推力轴承（正装）
调整垫片
箱体内侧
（一组） 一组）
合力
轴承的配置 一端固定一端游动支承（单支点双向固定） 2、 一端固定一端游动支承（单支点双向固定） 套杯
箱体外侧
箱体内侧
合力
轴承的配置 一端固定一端游动支承（单支点双向固定） 2、 一端固定一端游动支承（单支点双向固定） 套杯
箱体外侧
箱体内侧
合力
固定端
游动端
轴承的轴向固定 要求： 要求：保证轴系轴向定位和适当热膨胀空间 1.全固式（双支点单向固定） 全固式（双支点单向固定） 全固式 (1)每个支点限定一个方向运动 每个支点限定一个方向运动 (2)温度补偿间隙 温度补偿间隙0.2~0.4mm 温度补偿间隙 (3)适用小跨度、温升小轴 适用小跨度、 适用小跨度 2.固游式 单支点双向固定 固游式(单支点双向固定 固游式 单支点双向固定) (1)固定端限定轴系双向运动 固定端限定轴系双向运动 (3)适用大跨度、温升高轴 适用大跨度、 适用大跨度
Fra Baidu bibliotek
轴承的配置 1、两端固定式支承（双支点单向固定） 两端固定式支承（双支点单向固定） 采用深沟球轴承
c=0.2～0.4
箱体外侧 箱体内侧
合力
轴承的配置 1、两端固定式支承（双支点单向固定） 两端固定式支承（双支点单向固定） 采用深沟球轴承
c=0.2～0.4
箱体外侧 箱体内侧
合力
（二）轴承的配置 1、两端固定式支承（双支点单向固定） 两端固定式支承（双支点单向固定） 箱体外侧
3.4.3 主轴部件结构设计
（三）主轴传动件位置的合理布置 •传动件放在两个支承中间 靠近前支承处，受力情况较 •传动件放在主轴前悬伸端， 好，用得最为普遍； •驱动主轴的传动轴位置 主要用于具有大转盘的机床， 的合理布置 如立式车床、镗床等，传动齿 轮直接安装在转盘上。 •应尽可能将该驱动轴布 置在合适的位置，使驱动 •传动件放在主轴的后悬伸端， 力引起的主轴变形可抵消 较多地用于带传动，为了更 一部分因切削力引起的主 换传动带方便，如磨床。 轴轴端精度敏感方向上的 位移。
二.典型的主轴轴承配置型式
二.典型的主轴轴承配置型式
二.典型的主轴轴承配置型式
二.典型的主轴轴承配置型式
二.典型的主轴轴承配置型式
典型的主轴部件
3.4.4 主轴滚动轴承
（3）密封： 密封： 作用是防止冷却液、切削灰尘、杂质等进入轴承，并使润 滑剂无泄露地保持在轴承内，保证轴承的使用性能和寿命。 密封的类型主要有非接触式和接触式密封两大类。 非接触式又分为间隙式、曲路式和垫圈式密封。 接触式可分为径向密封圈和毛毡密封圈。 选择密封形式时，应综合考虑如下因素：轴的转速、轴承 润滑方式、轴端结构、作温度、轴承工作时的外界环境等。
（四)主轴主要结构参数的确定
3．主轴前端悬伸星a的确定： 主轴前端悬伸星a的确定： 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 悬伸量a是指主轴前端面到前轴承径向反力作用中点( 径向支承中点)的距离。 径向支承中点)的距离。 由于前端悬伸量对主轴部件的刚度、抗振性的影响很大， 由于前端悬伸量对主轴部件的刚度、抗振性的影响很大， 因此在满足结构要求的前提下，设计时应尽量缩短该悬伸量。 因此在满足结构要求的前提下，设计时应尽量缩短该悬伸量。
二.典型的主轴轴承配置型式
2．刚度型 前支承采用双列短圆柱滚子轴承承受径向载荷和60 60° 前支承采用双列短圆柱滚子轴承承受径向载荷和60°角接触双列向 心推力球轴承承受轴向载荷，后支承采用双列短圆柱滚子轴承。 心推力球轴承承受轴向载荷，后支承采用双列短圆柱滚子轴承。 这种轴承配置的主轴部件，适用于中等转速和切削负载较大， 这种轴承配置的主轴部件，适用于中等转速和切削负载较大，要求 刚度高的机床。 刚度高的机床。
单支点双向固定 双支点单向固定
3.4.3 主轴部件结构设计
（一）主轴部件的支承数目 多数机床的主轴采用前、后两个支承。这种方式结构简单， 多数机床的主轴采用前、后两个支承。这种方式结构简单， 制造装配方便，容易保证精度。为提高主轴部件的刚度， 制造装配方便，容易保证精度。为提高主轴部件的刚度，前 后支承应消除间隙或预紧。 后支承应消除间隙或预紧。 机床主轴采用三个支承，为提高刚度和抗振性。三支承方式 机床主轴采用三个支承，为提高刚度和抗振性。 对三支承孔的同心度要求较高，制造装配较复杂。 对三支承孔的同心度要求较高，制造装配较复杂。 三个支承中可以前、后支承为主要支承， 三个支承中可以前、后支承为主要支承，中间支承为辅助支 也可以前、中支承为主要支承，后支承为辅助支承。 承；也可以前、中支承为主要支承，后支承为辅助支承。 在三支承主轴部件中，采用前、中支承为主要支承较多。 在三支承主轴部件中，采用前、中支承为主要支承较多。
（四)主轴主要结构参数的确定
4．主轴主要支撑跨距L的确定： 主轴主要支撑跨距L的确定： 存在一个最佳跨距上L0。在该跨距时，因主轴弯曲变形和支承 存在一个最佳跨距上合理确定L轴主要支承间的跨距，是获得主轴部 L 在该跨距时， 变形引起主轴前轴端的总位移量为最小。一般取L (2～ 变形引起主轴前轴端的总位移量为最小。一般取L0＝(2～ 件最大静刚度的重要条件之一。支承跨距过小、 主轴的弯曲变形固然较小，但因支承变形引起主 3.5)d。 3.5)d。 轴前轴端的位移量增大；反之，支承跨距过大， 1)L合理＝(4～5)D1 支承变形引起主轴前轴端的位移量尽管减小了， 但主轴的弯曲变形增大，也会引起主轴前轴端较 5)a，用于悬伸长度较小时，如车床、铣床、 2)L合理＝(3～5)a，用于悬伸长度较小时，如车床、铣床、外 大的位移。 等。 (1～2)a， 3)L合理＝(1～2)a， 用于悬伸长度较大时， 用于悬伸长度较大时， 如镗床、内圆磨床等。 如镗床、内圆磨床等。
卸荷皮带轮结构及工作原理
摩擦离合器结构及工作原理
机床主轴结构及工作原理
机床主轴前后支撑结构及工作原理（ 机床主轴前后支撑结构及工作原理（力、间隙、润滑） 间隙、润滑）
传动轴结构及工作原理
传动轴结构及工作原理
滚动轴承的轴向紧固 1、轴承内圈在轴上的轴向固定方法
轴肩固定
弹性卡圈固定
轴端挡圈固定
3.4.3 主轴部件结构设计
（四)主轴主要结构参数的确定
1.主轴前轴颈直径D1的选取 1.主轴前轴颈直径D1的选取 主轴前轴颈直径D1的选取： 一般按机床类型、主轴传递的功率或最大加工直径，选取 D1。 车床和铣床后轴颈的直径D2： D2=(0.7～0.85)D1。
3.4.3 主轴部件结构设计
（四)主轴主要结构参数的确定
接触式密封
毛粘圈密封 J型橡胶圈密封 型橡胶圈密封 间隙式密封
非接触式密封
迷宫式密封
组合式密封
毛粘圈密封 J型橡胶圈密 型橡胶圈密 封 间隙式密封
迷宫式密封
组合式密封
（1）接触式密封
（2）非接触式密封
滚动轴承的润滑与密封
滚动轴承的润滑与密封
二.典型的主轴轴承配置型式
二.典型的主轴轴承配置型式
1.速度型 1.速度型 主轴前后轴承都采用角接触球轴承(两联或三联) 主轴前后轴承都采用角接触球轴承(两联或三联)。 当轴向切削分力较大时，可选用接触角为25 的球轴承； 25° 当轴向切削分力较大时，可选用接触角为25°的球轴承；轴向切削 分力较小时，可选用接触角为15 的球轴承。 15° 分力较小时，可选用接触角为15°的球轴承。在相同的工作条件下 前者的轴向刚度比后者大一倍。 ，前者的轴向刚度比后者大一倍。 角接触球轴承具有良好的高速性能， 角接触球轴承具有良好的高速性能，因而适用于高速轻载或精密机 床。
（四)主轴主要结构参数的确定
2．主轴内扎直径d的确定： 主轴内扎直径d的确定： 很多机床的主轴是空心的，内孔直径与其用途有关。一 很多机床的主轴是空心的，内孔直径与其用途有关。 般应保证d D<0.7。 般应保证d／D<0.7。 如车床主轴内孔用来通过棒料或安装送夹料机构； 如车床主轴内孔用来通过棒料或安装送夹料机构；铣床 主轴内孔可通过拉杆来拉紧刀杆等等为不过多地削弱主轴的 刚度， 刚度， 卧式车床的主轴 孔径d 孔径d通常不小于主轴 平均直径的55 55％ 平均直径的55％～60 ％ 铣床主轴孔径d 铣床主轴孔径d可 比刀具拉杆直径大5 比刀具拉杆直径大5～ 10mm
二.典型的主轴轴承配置型式
3.刚度速度型 3.刚度速度型 前轴承采用三联角接触球轴承，后支承采用双列短圆柱滚子轴承。 前轴承采用三联角接触球轴承，后支承采用双列短圆柱滚子轴承。 主轴的动力从后端传人后轴，承要承受较大的传动力， 主轴的动力从后端传人后轴，承要承受较大的传动力，所以采用双 列短圆柱滚子轴承。 列短圆柱滚子轴承。 前轴承的配置特点是： 前轴承的配置特点是：外侧的两个角接触球轴承大口朝向主轴工作 承受主要方向的轴向力； 端，承受主要方向的轴向力；第三个角接触球轴承则通过轴套与外 侧的两个轴承背靠背配置，使三联角接触球轴承有一个较大支承跨 侧的两个轴承背靠背配置， 以提高承受颠覆力矩的刚度。 ，以提高承受颠覆力矩的刚度。
圆螺母固定
2、轴承外圈在轴承孔内的轴向固定方法
轴承端盖固定
凸肩固定
孔用弹性卡圈固定
八、变速箱内传动件的空间布置与计算
—变速箱内各传动轴的轴向固定 变速箱内各传动轴的轴向固定
图3—27是两端固 定的例子。 图a通过调整螺钉 2，压盖1及锁紧螺 母3来调整圆锥滚子 轴承的间隙，调整 比较方便。 图b、c是改变垫 圈1的厚度调整轴承 的间隙，结构简单。
3.4.3 主轴部件结构设计
（二）推力轴承位置配置型式 •两个方向的推力轴承都布置 在前支承外。 •在前支承处轴承较多，发热 •两个方向的推力轴承配置 大，温升高；但主轴受热后 在前支承的后侧。 •两个方向的推力轴承都布置 向后伸长，不影响轴向精度， •这类配置方案可减少主轴 •两个方向的推力轴承分别 在后支承处。 精度高，对提高主轴部件刚 的悬伸量，并使主轴的热膨 布置在前后两个支承处。 •前支承处轴承较少，发热小， 度有利。 胀向后；但前支承结构较复 •主轴受热伸长后，影响主 温升低；但是主轴受热后向 •用于轴向精度和刚度要求较 杂，温升也可能较高。 轴轴承的轴向间隙。为避免 前伸长，影响轴向精度。 高的高精度机床或数控机床。 松动，可用弹簧消除间隙和 •用于轴向精度要求不高的普 补偿热膨胀。 通精度机床，如立铣、多刀 •常用于短主轴，如组合机 车床等。 床主轴。
（一组） 一组）
采用向心推力轴承（正装） 采用向心推力轴承（正装）
调整垫片
箱体内侧
（一组） 一组）
合力
轴承的配置 1、两端固定式支承（双支点单向固定） 两端固定式支承（双支点单向固定） 箱体外侧
调整垫片
（一组） 一组）
采用向心推力轴承（正装） 采用向心推力轴承（正装）
调整垫片
箱体内侧
（一组） 一组）
合力
轴承的配置 一端固定一端游动支承（单支点双向固定） 2、 一端固定一端游动支承（单支点双向固定） 套杯
箱体外侧
箱体内侧
合力
轴承的配置 一端固定一端游动支承（单支点双向固定） 2、 一端固定一端游动支承（单支点双向固定） 套杯
箱体外侧
箱体内侧
合力
固定端
游动端
轴承的轴向固定 要求： 要求：保证轴系轴向定位和适当热膨胀空间 1.全固式（双支点单向固定） 全固式（双支点单向固定） 全固式 (1)每个支点限定一个方向运动 每个支点限定一个方向运动 (2)温度补偿间隙 温度补偿间隙0.2~0.4mm 温度补偿间隙 (3)适用小跨度、温升小轴 适用小跨度、 适用小跨度 2.固游式 单支点双向固定 固游式(单支点双向固定 固游式 单支点双向固定) (1)固定端限定轴系双向运动 固定端限定轴系双向运动 (3)适用大跨度、温升高轴 适用大跨度、 适用大跨度
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轴承的配置 1、两端固定式支承（双支点单向固定） 两端固定式支承（双支点单向固定） 采用深沟球轴承
c=0.2～0.4
箱体外侧 箱体内侧
合力
轴承的配置 1、两端固定式支承（双支点单向固定） 两端固定式支承（双支点单向固定） 采用深沟球轴承
c=0.2～0.4
箱体外侧 箱体内侧
合力
（二）轴承的配置 1、两端固定式支承（双支点单向固定） 两端固定式支承（双支点单向固定） 箱体外侧
3.4.3 主轴部件结构设计
（三）主轴传动件位置的合理布置 •传动件放在两个支承中间 靠近前支承处，受力情况较 •传动件放在主轴前悬伸端， 好，用得最为普遍； •驱动主轴的传动轴位置 主要用于具有大转盘的机床， 的合理布置 如立式车床、镗床等，传动齿 轮直接安装在转盘上。 •应尽可能将该驱动轴布 置在合适的位置，使驱动 •传动件放在主轴的后悬伸端， 力引起的主轴变形可抵消 较多地用于带传动，为了更 一部分因切削力引起的主 换传动带方便，如磨床。 轴轴端精度敏感方向上的 位移。
二.典型的主轴轴承配置型式
二.典型的主轴轴承配置型式
二.典型的主轴轴承配置型式
二.典型的主轴轴承配置型式
二.典型的主轴轴承配置型式
典型的主轴部件
3.4.4 主轴滚动轴承
（3）密封： 密封： 作用是防止冷却液、切削灰尘、杂质等进入轴承，并使润 滑剂无泄露地保持在轴承内，保证轴承的使用性能和寿命。 密封的类型主要有非接触式和接触式密封两大类。 非接触式又分为间隙式、曲路式和垫圈式密封。 接触式可分为径向密封圈和毛毡密封圈。 选择密封形式时，应综合考虑如下因素：轴的转速、轴承 润滑方式、轴端结构、作温度、轴承工作时的外界环境等。
（四)主轴主要结构参数的确定
3．主轴前端悬伸星a的确定： 主轴前端悬伸星a的确定： 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 悬伸量a是指主轴前端面到前轴承径向反力作用中点( 径向支承中点)的距离。 径向支承中点)的距离。 由于前端悬伸量对主轴部件的刚度、抗振性的影响很大， 由于前端悬伸量对主轴部件的刚度、抗振性的影响很大， 因此在满足结构要求的前提下，设计时应尽量缩短该悬伸量。 因此在满足结构要求的前提下，设计时应尽量缩短该悬伸量。
二.典型的主轴轴承配置型式
2．刚度型 前支承采用双列短圆柱滚子轴承承受径向载荷和60 60° 前支承采用双列短圆柱滚子轴承承受径向载荷和60°角接触双列向 心推力球轴承承受轴向载荷，后支承采用双列短圆柱滚子轴承。 心推力球轴承承受轴向载荷，后支承采用双列短圆柱滚子轴承。 这种轴承配置的主轴部件，适用于中等转速和切削负载较大， 这种轴承配置的主轴部件，适用于中等转速和切削负载较大，要求 刚度高的机床。 刚度高的机床。
单支点双向固定 双支点单向固定
3.4.3 主轴部件结构设计
（一）主轴部件的支承数目 多数机床的主轴采用前、后两个支承。这种方式结构简单， 多数机床的主轴采用前、后两个支承。这种方式结构简单， 制造装配方便，容易保证精度。为提高主轴部件的刚度， 制造装配方便，容易保证精度。为提高主轴部件的刚度，前 后支承应消除间隙或预紧。 后支承应消除间隙或预紧。 机床主轴采用三个支承，为提高刚度和抗振性。三支承方式 机床主轴采用三个支承，为提高刚度和抗振性。 对三支承孔的同心度要求较高，制造装配较复杂。 对三支承孔的同心度要求较高，制造装配较复杂。 三个支承中可以前、后支承为主要支承， 三个支承中可以前、后支承为主要支承，中间支承为辅助支 也可以前、中支承为主要支承，后支承为辅助支承。 承；也可以前、中支承为主要支承，后支承为辅助支承。 在三支承主轴部件中，采用前、中支承为主要支承较多。 在三支承主轴部件中，采用前、中支承为主要支承较多。
（四)主轴主要结构参数的确定
4．主轴主要支撑跨距L的确定： 主轴主要支撑跨距L的确定： 存在一个最佳跨距上L0。在该跨距时，因主轴弯曲变形和支承 存在一个最佳跨距上合理确定L轴主要支承间的跨距，是获得主轴部 L 在该跨距时， 变形引起主轴前轴端的总位移量为最小。一般取L (2～ 变形引起主轴前轴端的总位移量为最小。一般取L0＝(2～ 件最大静刚度的重要条件之一。支承跨距过小、 主轴的弯曲变形固然较小，但因支承变形引起主 3.5)d。 3.5)d。 轴前轴端的位移量增大；反之，支承跨距过大， 1)L合理＝(4～5)D1 支承变形引起主轴前轴端的位移量尽管减小了， 但主轴的弯曲变形增大，也会引起主轴前轴端较 5)a，用于悬伸长度较小时，如车床、铣床、 2)L合理＝(3～5)a，用于悬伸长度较小时，如车床、铣床、外 大的位移。 等。 (1～2)a， 3)L合理＝(1～2)a， 用于悬伸长度较大时， 用于悬伸长度较大时， 如镗床、内圆磨床等。 如镗床、内圆磨床等。
卸荷皮带轮结构及工作原理
摩擦离合器结构及工作原理
机床主轴结构及工作原理
机床主轴前后支撑结构及工作原理（ 机床主轴前后支撑结构及工作原理（力、间隙、润滑） 间隙、润滑）
传动轴结构及工作原理
传动轴结构及工作原理
滚动轴承的轴向紧固 1、轴承内圈在轴上的轴向固定方法
轴肩固定
弹性卡圈固定
轴端挡圈固定
3.4.3 主轴部件结构设计
（四)主轴主要结构参数的确定
1.主轴前轴颈直径D1的选取 1.主轴前轴颈直径D1的选取 主轴前轴颈直径D1的选取： 一般按机床类型、主轴传递的功率或最大加工直径，选取 D1。 车床和铣床后轴颈的直径D2： D2=(0.7～0.85)D1。
3.4.3 主轴部件结构设计
（四)主轴主要结构参数的确定
接触式密封
毛粘圈密封 J型橡胶圈密封 型橡胶圈密封 间隙式密封
非接触式密封
迷宫式密封
组合式密封
毛粘圈密封 J型橡胶圈密 型橡胶圈密 封 间隙式密封
迷宫式密封
组合式密封
（1）接触式密封
（2）非接触式密封
滚动轴承的润滑与密封
滚动轴承的润滑与密封
二.典型的主轴轴承配置型式
二.典型的主轴轴承配置型式
1.速度型 1.速度型 主轴前后轴承都采用角接触球轴承(两联或三联) 主轴前后轴承都采用角接触球轴承(两联或三联)。 当轴向切削分力较大时，可选用接触角为25 的球轴承； 25° 当轴向切削分力较大时，可选用接触角为25°的球轴承；轴向切削 分力较小时，可选用接触角为15 的球轴承。 15° 分力较小时，可选用接触角为15°的球轴承。在相同的工作条件下 前者的轴向刚度比后者大一倍。 ，前者的轴向刚度比后者大一倍。 角接触球轴承具有良好的高速性能， 角接触球轴承具有良好的高速性能，因而适用于高速轻载或精密机 床。
（四)主轴主要结构参数的确定
2．主轴内扎直径d的确定： 主轴内扎直径d的确定： 很多机床的主轴是空心的，内孔直径与其用途有关。一 很多机床的主轴是空心的，内孔直径与其用途有关。 般应保证d D<0.7。 般应保证d／D<0.7。 如车床主轴内孔用来通过棒料或安装送夹料机构； 如车床主轴内孔用来通过棒料或安装送夹料机构；铣床 主轴内孔可通过拉杆来拉紧刀杆等等为不过多地削弱主轴的 刚度， 刚度， 卧式车床的主轴 孔径d 孔径d通常不小于主轴 平均直径的55 55％ 平均直径的55％～60 ％ 铣床主轴孔径d 铣床主轴孔径d可 比刀具拉杆直径大5 比刀具拉杆直径大5～ 10mm
二.典型的主轴轴承配置型式
3.刚度速度型 3.刚度速度型 前轴承采用三联角接触球轴承，后支承采用双列短圆柱滚子轴承。 前轴承采用三联角接触球轴承，后支承采用双列短圆柱滚子轴承。 主轴的动力从后端传人后轴，承要承受较大的传动力， 主轴的动力从后端传人后轴，承要承受较大的传动力，所以采用双 列短圆柱滚子轴承。 列短圆柱滚子轴承。 前轴承的配置特点是： 前轴承的配置特点是：外侧的两个角接触球轴承大口朝向主轴工作 承受主要方向的轴向力； 端，承受主要方向的轴向力；第三个角接触球轴承则通过轴套与外 侧的两个轴承背靠背配置，使三联角接触球轴承有一个较大支承跨 侧的两个轴承背靠背配置， 以提高承受颠覆力矩的刚度。 ，以提高承受颠覆力矩的刚度。
圆螺母固定
2、轴承外圈在轴承孔内的轴向固定方法
轴承端盖固定
凸肩固定
孔用弹性卡圈固定
八、变速箱内传动件的空间布置与计算
—变速箱内各传动轴的轴向固定 变速箱内各传动轴的轴向固定
图3—27是两端固 定的例子。 图a通过调整螺钉 2，压盖1及锁紧螺 母3来调整圆锥滚子 轴承的间隙，调整 比较方便。 图b、c是改变垫 圈1的厚度调整轴承 的间隙，结构简单。
3.4.3 主轴部件结构设计
（二）推力轴承位置配置型式 •两个方向的推力轴承都布置 在前支承外。 •在前支承处轴承较多，发热 •两个方向的推力轴承配置 大，温升高；但主轴受热后 在前支承的后侧。 •两个方向的推力轴承都布置 向后伸长，不影响轴向精度， •这类配置方案可减少主轴 •两个方向的推力轴承分别 在后支承处。 精度高，对提高主轴部件刚 的悬伸量，并使主轴的热膨 布置在前后两个支承处。 •前支承处轴承较少，发热小， 度有利。 胀向后；但前支承结构较复 •主轴受热伸长后，影响主 温升低；但是主轴受热后向 •用于轴向精度和刚度要求较 杂，温升也可能较高。 轴轴承的轴向间隙。为避免 前伸长，影响轴向精度。 高的高精度机床或数控机床。 松动，可用弹簧消除间隙和 •用于轴向精度要求不高的普 补偿热膨胀。 通精度机床，如立铣、多刀 •常用于短主轴，如组合机 车床等。 床主轴。