最新机械制造装备设计第4版教学课件ppt作者关慧贞第三章典型部件设计

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刚度型
中等转速、切削负载 大、要求刚度高（如 数控车床、镗床）
角接触球轴承
径向刚性好，并有较 刚度速度型 高的转速（如卧式铣
床）
双列圆柱滚子+角接 触双列推力球+双列 圆柱滚子轴承
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机械制造装备设计
3.1.4 主轴滚动轴承
（二）几种典型的主轴轴承配置型式 角接触球轴承
CNC型车床
主支承轴颈 设计基准
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机械制造装备设计
3.1.4 主轴滚动轴承
主轴部件中最重要的组件是什么？
轴承
进行主轴部件设计时候，关于轴承我们需要考虑哪些方 面的问题？
1、选择哪些类型的轴承（轴承组合），满足转速、承载、 精度等要求
（轴承配置、精度选择）
2、如何布置轴承（推力轴承布置已学习） （轴承配置部分涉及一些）
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（3）主轴前端悬伸量a
（4）主轴主要支承间跨距L
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机械制造装备设计 3.1.3 主轴部件结构设计
（1）主轴前轴径直径D1 按机床类型、功率和加工直径查表 （2）主轴内孔直径d 满足工艺要求的，不削弱强度情况 下的较大值 （3）主轴前端悬伸量a 取决于主轴端部结构、前支承轴承 配置等，由结构设计决定 （4）主轴主要支承间跨距L 综合主轴弯曲和支承变形，确定最 佳跨距
机械制造装备设计 大连理工大学 机械工程学院
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机械制造装备设计 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。 为提高刚度和抗振性，有的机床采用三个支承。三个支承 中可以前、后支承为主要支承，中间支承为辅助支承；也 可以前、中支承为主要支承，后支承为辅助支承。且后者 应用较多。
卧式铣床变速箱
某加工中心主轴箱展开图
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机械制造装备设计 3.1.3 主轴部件结构设计
推力轴承位置的配置形式（推力轴承布置在什么位置）
前端配置 后端配置 两端配置 中间配置
各配置形式各有什么特点？
（1）前端配置：两个方向的推力轴承都
布置在前支承外。这类配置方案在前支承
处轴承较多，发热大，温升高；但主轴受
热后向后伸长，不影响轴向精度，精度高
，对提高主轴部件刚度有利。用于轴向精
度和刚度要求较高的高精度机床或数控机
床。
（2）后端配置：两个方向的推力轴承都
布置在后支承处。这类配置方案前支承处
轴承较少，发热小，温升低；但主轴受热
后向前伸长，影响轴向精度。用于轴向精
度要求不高的普通精度机床，如立铣、多
刀车床等。
3、如何应用轴承 （轴承预紧、润滑和密封）
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机械制造装备设计
3.1.4 主轴滚动轴承
（二）几种典型的主轴轴承配置型式 主轴轴承的配置型式应根据刚度、转速、承载能力、抗振性和噪 声等要求来选择。
速度型
良好的高速性能，承 载小（高速轻载荷精 密机床）
双(三)联角接触 球+双列圆柱滚子
机械制造装备设计第4版 教学课件ppt作者关慧贞
第三章典型部件设计
机械制造装备设计
目录
第一章 机械制造及装备设计方法
第二章 金属切削机床设计
第三章 典型部件设计 第四章 工业机器人设计
第五章 机床夹具设计
第六章 物流系统设计
第七章 机械加工生产线总体设计
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传动件在主轴上的布置方式
主轴前支承内侧
主轴前悬伸端
主轴后悬伸端 应尽量靠近前支承，有多个传动件时，其中最 大传动件应靠近前支承。（原则）
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机械制造装备设计 3.1.3 主轴部件结构设计
（四）主轴主要结构参数的确定 请指出以下结构参数？ 3
（1）主轴前轴径直径D1 （2）主轴内孔直径d
主轴的精度等级：P0、P6、P5、P4(SP)、P3、P2（UP）
（四）主轴滚动轴承的预紧 预紧就是采用预加载荷的方法消除轴承间隙，而且有
一定的过盈量，使滚动体和内外圈接触部分产生预变形， 增加接触面积，提高支承刚度和抗振性。预紧力通常分为 三级：轻预紧、中预紧和重预紧，代号为A、B、C。
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机械制造装备设计 3.1.3 主轴部件结构设计
（二）推力轴承的位置配置型式 （3）两端配置：两个方向的推 力轴承分别布置在前后两个支承 处。这类配置方案当主轴受热伸 长后，影响主轴轴承的轴向间隙 。为避免松动，可用弹簧消除间 隙和补偿热膨胀。常用于短主轴 ，如组合机床主轴。 （4）中间配置：两个方向的推 力轴承在前支承的后侧。这类配 置方案可减少主轴的悬伸量，并 使主轴的热膨胀向后；但前支承 结构较复杂，温升也可能较高。
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机械制造装备设计 3.1.3 主轴部件结构设计
（三）主轴传动件位置的合理布置 主轴传动件位置布置的内容
主轴上传动件的位置
各传动轴的位置
（1）传动件在主轴上轴向位置的合理布置
合理布置传动件在主轴上的轴向位置，可 以改善主轴的受力情况，减少主轴变形，提高 主轴的抗振性。主轴上传动件轴向布置时，应 尽量靠近前支承，有多个传动件时，其中最大 传动件应靠近前支承。（意义）
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机械制造装备设计 3.1.3 主轴部件结构设计
（五）主轴
（1）主轴的构造 主轴的构造和形状主要取决于主轴 上所安装的刀具、夹具、传动件、 轴承等零件的类型、数量、位置和 安装定位方法等。 （2）主轴的材料和热处理 普通机床主轴可选用中碳钢（如45 钢），调质处理后，在主轴端部、 椎孔、定心轴颈或定心锥面等部位 进行局部高频淬硬，以提高其耐磨 性。 （3）主轴的技术要求 首先制定出满足主轴旋转精度所需 的技术要求；再考虑表面粗糙度、 表面硬度等
高速CNC车床
双(三)联角接触 球+双列圆柱滚子
卧式铣床
双列圆柱滚子+角接 触双列推力球+双列 圆柱滚子轴承
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机械制造装备设计
3.1.4 主轴滚动轴承
（三）滚动轴承精度的选择 前轴承的精度要选得高一点，一般比后轴承高一级。
安装轴承时，如果将前后轴承的偏移方向放在同一侧， 则可以有效减少主轴端部的偏移。