第三章典型部件设计31
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轴轴端精度敏感方向上的 位移。
3.1.3主轴部件结构设计
（四)主轴主要结构参数的确定
?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：(0.7～ 0.85)Dl。
?应很?形保存多引证在机起d一床／主个的D轴<最主0前.佳轴7轴?作。跨主是端用距轴空的中上前心总点端L的位0(。悬或，移在伸前内量该量径孔为跨d向直最是距支径小指时承与。主，中其一轴因点用般前主)途取端的轴有面距L弯。关到离曲＝。前。变(一轴2形～般承和3径.支5向)承d反。变力 ?轴刚如?内度21车))L孔，L床合合可卧理理主＝通式＝轴(过车(34内——拉床孔5?5很缩杆的)由)用aD大短来主，于1来，该拉轴用前通因悬紧孔于端过此伸刀径悬悬棒在量杆d伸伸料通满。等长量或常足等度对安不结为较主装小构不小轴送于要过时部夹主求多，件料轴的地如的机平前削车刚构均提弱床度；直下主、、铣径，轴铣抗床的设的床振主5计5、性时外的应等影尽。响量 ％—3)L60合％理＝；(铣1～床2主)a轴，孔用径于d悬可伸比长刀度具较拉大杆时直，径如大镗5—床1、0m内m。圆磨床等。
Fra Baidu bibliotek 3.1.3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 ?在两前个支方承向外的。推力轴承配置 在?前在支前承支的承后处侧轴。承较多，发热
?在?的两大这?向布后两悬个，类后置支伸个方温配伸在承量方向升置长前处，向的高方，后。并的推；案不两使推力但可影个主力轴主减响支轴轴承轴少轴承的承都受主向处热分布热轴精。膨别置后度， ?温前胀杂前精?度轴?松升伸向主，用支度有轴动低长后温轴于承高利承，；，；升受轴处，。的可但影但也热向轴对轴用是响前可伸精承提向弹主轴支能长度较高间簧轴向承较后和少主隙消受精结高，刚，轴。除热度构。影度发部为间后。较响要热件避隙向复主求小刚免和较， ?用高补于的偿轴高热向精膨精度胀度机。要床求或不数高控的机普床。 通车?床精床常主度等用轴机。于。床短，主如轴立，铣如、组多合刀机
3.1.2主轴部件的传动方式
? 同步齿形带的齿形有两种：梯形齿和圆弧齿。圆弧齿形受力合理， 较梯形齿同步带能够传递更大的扭矩。
? 同步齿形带无相对滑动，传动比准确，传动精度高； ? 厚度小、重量轻、传动平稳、噪声小,适于高速传动，传动效率高；
? 不需要润滑， 耐水耐腐蚀， 能在高温下工 作，维护保养 方便；传动比 大，可达1：10 以上。
3.1.4 主轴滚动轴承
一.常用滚动轴承类型 ? 主轴部件中最重要
的组件是轴承。 ? 对主轴轴承的要求
第三章 典型部件设计
3.1 主轴部件设计
?3.1.1 主轴部件应满足的基本要求 ?3.1.2 主轴部件的传动方式 ?3.1.3 主轴部件结构设计 ?3.1.4 主轴用滚动轴承 ?3.1.5 主轴用滑动轴承
3.1.1主轴部件应满足的基本要求
? 1.旋转精度：主轴的旋转精度是指主轴在手动或低速、 空载时，主轴前端定位面的径向跳动、端面跳动和轴向 窜动值。
3.1.3主轴部件结构设计
(五)主轴
? 主轴一般为空心阶梯轴，前端径向尺寸大，中间径向尺寸逐渐减小， 尾部径向尺寸最小。主轴的前端型式取决于机床类型和安装夹具或 刀具的型式。主轴的形状和尺寸已经标准化，应遵照标准进行设计。
? 主轴的技术要求，应根据机床精度标准有关项目制定。应尽量做到 设计、工艺、检测的基准相统一。
? 缺点是制造工 艺复杂，安装 条件要求高。
3.1.2主轴部件的传动方式
? 3.电动机直接驱动方式 ? 电动机转子轴就是主轴，电动机座就是机床主轴单元的
壳体。主轴单元大大简化了结构，有较宽的调速范围； 有较大的驱动功率和扭矩；便于组织专业化生产。
广泛地用 于精密机 床、高速 加工中心 和数控车 床中。
? 5．耐磨性：主轴部件的耐磨性是指长期保持其原始精 度的能力，即精度的保持性。
3.1.2主轴部件的传动方式
1．齿轮传动 ? 齿轮传动的特点是结构简单、紧凑，能传递较大的扭矩，
能适应变转速、变载荷工作，应用最广。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 ? 由于各种新材料及新型传动带的出现，带传动的应用日益 广泛。常用有平带、三角带、多楔带和同步齿形带等。 ? 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。皮 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。
3.1.3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 ?靠传近动前件支放承在处主，轴受前力悬情伸况端较， 主好?要驱，用动用于主得具轴最有的为大传普转动遍盘轴；的位机置床， 如的立合式理车布床置、镗床等，传动齿 轮?直应接尽安可装能在将转该盘驱上动。轴布 ?传置动在件合放适在的主位轴置的，后使悬驱伸动端， 较力多引地起用的于主带轴传变动形，可为抵了消更 换一传部动分带因方切便削，力如引磨起床的。主
3.1.3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，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。 ? 机床主轴采用三个支承，为提高刚度和抗振性。三支承 方式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，中间支承为辅 助支承；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。
? 2．刚度：主轴部件的刚度K是指其在承受外载荷时抵抗 变形的能力，即K=F／y(单位为N／Pm)，刚度的倒数言 称为柔度。
? 3．抗振性：主轴部件的抗振性是指其抵抗受迫振动和 自激振动而保持平稳运转的能力。
? 4．温升和热变形：主轴部件工作时由于摩擦和搅油等 耗损而产生热量，出现温升。温升使主轴部件的形状和 位置发生畸变，称之为热变形。
3.1.3主轴部件结构设计
（四)主轴主要结构参数的确定
?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：(0.7～ 0.85)Dl。
?应很?形保存多引证在机起d一床／主个的D轴<最主0前.佳轴7轴?作。跨主是端用距轴空的中上前心总点端L的位0(。悬或，移在伸前内量该量径孔为跨d向直最是距支径小指时承与。主，中其一轴因点用般前主)途取端的轴有面距L弯。关到离曲＝。前。变(一轴2形～般承和3径.支5向)承d反。变力 ?轴刚如?内度21车))L孔，L床合合可卧理理主＝通式＝轴(过车(34内——拉床孔5?5很缩杆的)由)用aD大短来主，于1来，该拉轴用前通因悬紧孔于端过此伸刀径悬悬棒在量杆d伸伸料通满。等长量或常足等度对安不结为较主装小构不小轴送于要过时部夹主求多，件料轴的地如的机平前削车刚构均提弱床度；直下主、、铣径，轴铣抗床的设的床振主5计5、性时外的应等影尽。响量 ％—3)L60合％理＝；(铣1～床2主)a轴，孔用径于d悬可伸比长刀度具较拉大杆时直，径如大镗5—床1、0m内m。圆磨床等。
Fra Baidu bibliotek 3.1.3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 ?在两前个支方承向外的。推力轴承配置 在?前在支前承支的承后处侧轴。承较多，发热
?在?的两大这?向布后两悬个，类后置支伸个方温配伸在承量方向升置长前处，向的高方，后。并的推；案不两使推力但可影个主力轴主减响支轴轴承轴少轴承的承都受主向处热分布热轴精。膨别置后度， ?温前胀杂前精?度轴?松升伸向主，用支度有轴动低长后温轴于承高利承，；，；升受轴处，。的可但影但也热向轴对轴用是响前可伸精承提向弹主轴支能长度较高间簧轴向承较后和少主隙消受精结高，刚，轴。除热度构。影度发部为间后。较响要热件避隙向复主求小刚免和较， ?用高补于的偿轴高热向精膨精度胀度机。要床求或不数高控的机普床。 通车?床精床常主度等用轴机。于。床短，主如轴立，铣如、组多合刀机
3.1.2主轴部件的传动方式
? 同步齿形带的齿形有两种：梯形齿和圆弧齿。圆弧齿形受力合理， 较梯形齿同步带能够传递更大的扭矩。
? 同步齿形带无相对滑动，传动比准确，传动精度高； ? 厚度小、重量轻、传动平稳、噪声小,适于高速传动，传动效率高；
? 不需要润滑， 耐水耐腐蚀， 能在高温下工 作，维护保养 方便；传动比 大，可达1：10 以上。
3.1.4 主轴滚动轴承
一.常用滚动轴承类型 ? 主轴部件中最重要
的组件是轴承。 ? 对主轴轴承的要求
第三章 典型部件设计
3.1 主轴部件设计
?3.1.1 主轴部件应满足的基本要求 ?3.1.2 主轴部件的传动方式 ?3.1.3 主轴部件结构设计 ?3.1.4 主轴用滚动轴承 ?3.1.5 主轴用滑动轴承
3.1.1主轴部件应满足的基本要求
? 1.旋转精度：主轴的旋转精度是指主轴在手动或低速、 空载时，主轴前端定位面的径向跳动、端面跳动和轴向 窜动值。
3.1.3主轴部件结构设计
(五)主轴
? 主轴一般为空心阶梯轴，前端径向尺寸大，中间径向尺寸逐渐减小， 尾部径向尺寸最小。主轴的前端型式取决于机床类型和安装夹具或 刀具的型式。主轴的形状和尺寸已经标准化，应遵照标准进行设计。
? 主轴的技术要求，应根据机床精度标准有关项目制定。应尽量做到 设计、工艺、检测的基准相统一。
? 缺点是制造工 艺复杂，安装 条件要求高。
3.1.2主轴部件的传动方式
? 3.电动机直接驱动方式 ? 电动机转子轴就是主轴，电动机座就是机床主轴单元的
壳体。主轴单元大大简化了结构，有较宽的调速范围； 有较大的驱动功率和扭矩；便于组织专业化生产。
广泛地用 于精密机 床、高速 加工中心 和数控车 床中。
? 5．耐磨性：主轴部件的耐磨性是指长期保持其原始精 度的能力，即精度的保持性。
3.1.2主轴部件的传动方式
1．齿轮传动 ? 齿轮传动的特点是结构简单、紧凑，能传递较大的扭矩，
能适应变转速、变载荷工作，应用最广。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 ? 由于各种新材料及新型传动带的出现，带传动的应用日益 广泛。常用有平带、三角带、多楔带和同步齿形带等。 ? 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。皮 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。
3.1.3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 ?靠传近动前件支放承在处主，轴受前力悬情伸况端较， 主好?要驱，用动用于主得具轴最有的为大传普转动遍盘轴；的位机置床， 如的立合式理车布床置、镗床等，传动齿 轮?直应接尽安可装能在将转该盘驱上动。轴布 ?传置动在件合放适在的主位轴置的，后使悬驱伸动端， 较力多引地起用的于主带轴传变动形，可为抵了消更 换一传部动分带因方切便削，力如引磨起床的。主
3.1.3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，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。 ? 机床主轴采用三个支承，为提高刚度和抗振性。三支承 方式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，中间支承为辅 助支承；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。
? 2．刚度：主轴部件的刚度K是指其在承受外载荷时抵抗 变形的能力，即K=F／y(单位为N／Pm)，刚度的倒数言 称为柔度。
? 3．抗振性：主轴部件的抗振性是指其抵抗受迫振动和 自激振动而保持平稳运转的能力。
? 4．温升和热变形：主轴部件工作时由于摩擦和搅油等 耗损而产生热量，出现温升。温升使主轴部件的形状和 位置发生畸变，称之为热变形。