机床课程设计

目录1概述1.1机床课程设计的目的...................................................11.2车床的规格系列和用处.................................................11.3操作性能要求.........................................................12参数的拟定2.1主电机选择...........................................................12.2确定公比φ...........................................................13传动设计3.1主传动方案拟定.......................................................23.2传动结构式、结构网的选择.............................................23.3转速图的拟定.........................................................34传动件的估算4.1三角带传动的计算.....................................................44.2传动轴的估算.........................................................64.3齿轮齿数确实定.......................................................74.4带轮结构设计.........................................................94.5片式摩擦离合器的选择和计算...........................................95动力设计5.1主轴刚度验算........................................................105.2齿轮校验............................................................125.3轴承的校验..........................................................136结构设计及说明6.1结构设计的内容、技术要求和方案......................................136.2展开图及其布置......................................................146.3....................................................146.4齿轮块设计..........................................................146.5传动轴的设计........................................................156.6主轴组件设计........................................................167总结8参考文献1.概述1.1机床课程设计的目的通过本课程设计的训练，使学生初步掌握机床的运动设计〔包括主轴箱、变速箱传动链〕，动力计算〔包括确定电机型号，主轴、传动轴、齿轮的计算转速〕，以及关键零部件的强度校核，获得工程师必备设计能力的初步训练。同时稳固《金属切削机床》课程的根本理论和根本知识。1．运用所学的理论及实践知识，进行机床设计的初步训练，培养学生的综合设计能力；2．掌握机床设计〔主轴箱或变速箱〕的方法和步骤；3．掌握设计的根本技能，具备查阅和运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力；4．根本掌握绘图和编写技术文件的能力1.2车床的规格系列和用处普通机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的根底。因此，对这些根本知识和资料作些简要介绍。本次设计的是普通型车床主轴变速箱。主要用于加工回转体。车床的主参数〔规格尺寸〕和根本参数〔GB1582-79，JB/Z143-79〕工件最大回转直径D(mm)正转最高转速nmax()电机功率N〔kw〕公比转速级数Z1140016002.21.26121.3操作性能要求1〕具有皮带轮卸荷装置2〕手动操纵双向摩擦片离合器实现主轴的正反转及停止运动要求3〕主轴的变速由变速手柄完成4〕床头箱的外型尺寸、与床头床身的联接要求与C618K-I车床的床头箱相同2.参数的拟定2.1主电机选择合理确实定电机功率N，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。电动机的功率是2.2KW，根据[2]表11-32选Y90L-2，额定功率2.2，满载转速2840，最大额定转距2.2。2.2确定公比φ机床的主轴转速按等比数列排列，共12级，各级转速由低到高依次为n1n2n3nz-1nz，公比φ，，主轴的最高最低转速为：,,变速级数为12级。∴=1.26；3.传动设计3.1主传动方案拟定拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、换向、制动、操纵等整个传动系统确实定。传动型式那么指传动和变速的元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定传动方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。传动方案有多种，传动型式更是众多，比方：传动型式上有集中传动，别离传动；扩大变速范围可用增加传动组数，也可用背轮结构、分支传动等型式；变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。此次设计中，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。3.2传动结构式、结构网的选择结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。3.2.1确定传动组及各传动组中传动副的数目级数为Z的传动系统由假设干个顺序的传动组组成，各传动组分别有、、……个传动副。即传动副中由于结构的限制以2或3为适宜，即变速级数Z应为2和3的因子：，可以有三种方案：12=3×2×2；12=2×3×2；12=2×2×3；3.2.2传动式的拟定1．传动组和传动副数确实定传动组和传动副数的方案有：12=4×3，12=4×3；12=3×2×2，12=2×3×2，12=2×2×3；在上列两行方案中，第一行方案有时可以省掉一根轴。缺乏是有一个传动组内有四个传动副。如果用一个四联滑移齿轮，就会增加轴向尺寸；如果用两个双联滑移齿轮，就操纵机构必须互锁以防止两个滑移齿轮同时啮合。所以一般少用。第二行的三个方案可根据下述原那么比拟：从电动机到主轴，一般为降速传动。接近电动机处的零件，转速较高，从而转矩较小，尺寸也就较小。如使传动副较多的传动组放在接近电动机处，就可使小尺寸的零件多些，大尺寸的零件就可以少些，就省材料了。综上所述，传动式为12=3×2×2。3.2.3结构网或结构式的各种方案拟定对于12=3×2×2传动式，有6种结构式和对应的结构网。分别为：，，，1〕传动副的极限传动比和传动组的极限变速范围在降速传动时，为防止被动齿轮的直径过大而使径向尺寸太大，常限制最小传动比imin.≥1／4。在升速时,为防止过大的振动和噪声,常限制最大传动比imax≤2.如用斜齿齿轮传动,那么imax≤2.5.因此,主传动链任一传动组的最大变速范围一般为Rmax=umax∕umin≤8～10.对于进给传动链,由于转速通常较低,零件尺寸也较小,上述限制可以防宽些.1／5≤i进≤2.8.故R进≤14.在检查传动组的变速范围时,只需检查最后一个扩大组,因为其他传动组的变速范围都比它小.即:Rn=xn(pn-1)≤Rmax方案a、b、c、e第二扩大组x2=6,p2=2,那么R2=6.=1.26,那么R2=4=Rmax,是可行的,方案d、f,x2=4,p2=3,R2=8=6.3>Rmax,是不可行的.2〕根本组和放大组的排列顺序由于本次设计的机床=1\*ROMANI轴装有摩擦离合器，在结构上要求有一齿轮的齿根圆大于离合器的直径。初选的方案。转速图的拟定电动机和主轴的转速是已定的,中选定了结构网或结构式后,就可分配各传动组的传动比并确定中间轴的转速.再加上定比传动,就可画出转速图.中间轴的转速如果能高一些,传动件的尺寸也就可小些.但是,中间轴如果转速过高,将会引起过大的振动、发热和噪声.因此,应注意限制中间轴的转速.选定的结构式共有三个传动组,变速机构共需4根轴.加上电动机轴共5根轴.可以先决定轴3的转速.传动组c的变速范围为8=Rmax,可知两个传动副的传动比必然是极限值:ic1=1/4=1/4,ic2=2/1=2/1这样就确定了轴3的六种转速只有一种可能,即为125、180、250、…710r/min.随后决定轴2的转速.传动组b的级比指数为3,在传动比极限范围内,轴2的转速最高可为500、710、1000r/min,最低可为180、250、355r/min.为了防止升速,又不使传动比太小,可取转速为355、500、710r/min.图3-1正转转速图图3-3主传动系统图4.传动件的估算4.1三角带传动的计算三角带传动中，轴间距A可以加大。由于是摩擦传递，带与轮槽间会有打滑，宜可缓和冲击及隔离振动，使传动平稳。带轮结构简单，但尺寸大，机床中常用作电机输出轴的定比传动。(1)选择三角带的型号根据公式式中P---电动机额定功率，--工作情况系数查[8]图8-8因此选择A型带，尺寸参数为B=80mm，=11mm，h=10，。(2)确定带轮的计算直径，带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。为提高带的寿命，小带轮的直径不宜过小，即。查[8]表8-3，8-7取主动轮基准直径=126。由公式式中：-小带轮转速，-大带轮转速，-带的滑动系数，一般取0.02。所以D2=2840/1600×126×〔1-0.02〕=219.1，由[8]表8-7取圆整为224mm。(3)确定三角带速度按公式(4)初定中心距带轮的中心距，通常根据机床的总体布局初步选定，一般可在以下范围内选取：根据经验公式取2×〔126+224〕=700，取=600mm.(5)三角带的计算基准长度L0=2×600+3.14×(126+224)/2+(224-126)2/(4×600)=2303.01由[8]表8-2，圆整到标准的计算长度L0=2500mm(6)验算三角带的挠曲次数，符合要求。(7)确定实际中心距A=600+(2500-2303)/2=698.5mm(8)验算小带轮包角α≈1800-(224-126)/698.5ⅹ57.50=171.90>1200，主动轮上包角适宜。(9)确定三角带根数根据[8]式8-22得传动比查表8-5c，8-5d得=0.30KW,=2.98KW查表8-8，=0.98；查表8-2，=0.96所以取Z=2根(10)计算预紧力查[8]表8-4，q=0.10kg/m4.2传动轴的估算传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度的要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不失是主要矛盾，除了载荷很大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求保证轴在载荷下不至发生过大的变形。因此，必须保证传动轴有足够的刚度。4.2.1传动轴直径的估算其中：d-传动轴扭局部的直径〔mm〕；N-该轴传递的功率〔KW〕；Nd-电动机额定功率〔KW〕；-从电机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积；见参考书[17]表2-1；-该传动轴的计算转速〔r/min〕；[φ]-该传动轴每米长度允许扭转角，一般传动轴取[φ]=0。5-1。对空心轴，须将〔2-4〕式中计算值再乘以b,b一般由表2-2中选取。表2空心轴颈的修正系数d0/d0.40.450.50.550.60.650.70.750.8b1.041.011.021.031.041.051.071.101.14注：d0-空心轴孔径〔mm〕,d-空心轴外径〔mm〕；计算转速是传动件能传递全部功率的最低转速。各传动件的计算转速可以从转速图上，按主轴的计算转速和相应的传动关系确定。所以;取28mm;取35mm;取42mm;取60mm此轴径为平均轴径，设计时可相应调整。4.3齿轮齿数确实定和模数确实定4.3.1齿轮齿数确实定当各变速组的传动比确定以后，可确定齿轮齿数。对于定比传动的齿轮齿数可依据机械设计手册推荐的方法确定。对于变速组内齿轮的齿数，如传动比是标准公比的整数次方时，变速组内每对齿轮的齿数和及小齿轮的齿数可以从[8]表3-6〔机械制造装备设计〕中选取。一般在主传动中，最小齿数应大于18～20。采用三联滑移齿轮时，应检查滑移齿轮之间的齿数关系：三联滑移齿轮的最大齿轮之间的齿数差应大于或等于4，以保证滑移是齿轮外圆不相碰。第一组齿轮：查[9]表8-1齿数和取72；传动比：,，=36，=36，=32，=40，=28，=44，第二组齿轮：查[9]表8-1齿数和取84；传动比：,=42，=42，=28，=56；第三组齿轮：查[9]表8-1齿数和取91；传动比：,=56，=35，=26，=65，(4)标准齿轮：从机械原理表10-2查得以下公式齿顶圆齿根圆分度圆齿顶高齿根高齿轮的具体值见表表1：齿轮尺寸表齿轮齿数z模数m分度圆d齿顶圆齿根圆齿顶高齿根高1362.5909583.752.53.1252362.5909583.752.53.1253322.5808573.752.53.1254402.510010593.752.53.1255282.5707563.752.53.1256442.5110115113.752.53.1257423126132118.533.758423126132118.533.759283849076.533.7510563168174160.533.751156422423221445123541401481304513264104112944514654260268250454.3.2齿宽确定由公式得：第一套啮合齿轮第二套啮合齿轮第三套啮合齿轮一对啮合齿轮，为了防止大小齿轮因装配误差产生轴向错位时导致啮合齿宽减小而增大轮齿的载荷，设计上，应主动轮比小齿轮齿宽大所以4.4带轮结构设计查[8]P156页，当。D是轴承外径，查[12]确定选用深沟球轴承6011，d=55mm,D=90mm。带轮内孔尺寸是轴承外径尺寸90mm。齿[8]表8-10确定参数得：带轮宽度：分度圆直径：，4.5片式摩擦离合器的选择和计算片式摩擦离合器目前在机床中应用广泛，因为它可以在运转中接通或脱开，具有结合平稳、没有冲击、结构紧凑的特点，局部零件已经标准化，多用于机床主传动。(1)按扭矩选择一般应使选用和设计的离合器的额定静扭矩和额定动扭矩满足工作要求，由于普通机床是在空载下启动反向的，故只需按离合器结合后的静负载扭矩来计算。即：(2)摩擦片盘接合面的直径查JB/T9190-1999取=60mm,(3)计算摩擦面对数摩擦片总数为根据JB/T9190-1999选用机械式多片双联离合器，因为安装在箱内，所以采取湿式。查表可得离合器参数H=2.5，模数m=2.5。查[17]表1.2.6选用编号为2的离合器。5.动力设计5.1主轴刚度验算5.1.1选定前端悬伸量C参考[15]P121，根据主轴端部的结构，前支承轴承配置和密封装置的型式和尺寸，这里选定C=110mm.5.1.2主轴支承跨距L确实定一般最正确跨距，考虑到结构以及支承刚度因磨损会不断降低，应取跨距L比最正确支承跨距大一些，再考虑到结构需要，这里取L=640mm。5.1.3计算C点挠度1〕周向切削力的计算其中故，故。驱动力Q的计算参考[11]，其中所以2〕轴承刚度的计算这里选用4382900系列双列圆柱滚子轴承根据求得：3〕确定弹性模量，惯性距I；；和长度。①轴的材产选用45钢，查[12]P6，有②主轴的惯性距I为：主轴C段的惯性距Ic可近似地算：③切削力P的作用点到主轴前支承支承的距离S=C+W，对于普通车床，W=0.4H，〔H是车床中心高，设H=200mm)。那么：④根据齿轮、轴承宽度以及结构需要，取b=60mm⑤计算切削力P作用在S点引起主轴前端C点的挠度代入数据并计算得=0.1299mm。⑥计算驱动力Q作用在两支承之间时，主轴前端C点子的挠度计算得：=-0.0026mm⑦求主轴前端C点的终合挠度水平坐标Y轴上的分量代数和为，计算得：=0.0297mm.。综合挠度。综合挠度方向角，又。因为，所以此轴满足要求。5.2齿轮校验在验算算速箱中的齿轮应力时，选相同模数中承受载荷最大，齿数最小的齿轮进接触应力和弯曲应力的验算。这里要验算的是齿轮2，齿轮7，齿轮13这三个齿轮。齿轮13的齿数为18，模数为4，齿轮的应力：1〕接触应力：u----大齿轮齿数与小齿轮齿数之比；---齿向载荷分布系数；----动载荷系数；----工况系数；----寿命系数查[6]表10-4及图10-8及表10-2分布得假定齿轮工作寿命是48000h，故应力循环次数为查[6]图10-18得，所以：弯曲应力：查[11]有Y=0.378，代入公式求得：=448Mpa查[8]图10-21e,齿轮的材产选，大齿轮、小齿轮的硬度为60HRC，故有，从图10-21e读出。因为：，故满足要求，另外两齿轮计算方法如上，均符合要求。5.3轴承的校验Ⅰ轴选用的是角接触球轴承7206其根本额定负荷为30.5KN由于该轴的转速是定值所以齿轮越小越靠近轴承，对轴承的要求越高。根据设计要求，应该对Ⅰ轴未端的角接触球轴承进行校核。齿轮的直径Ⅰ轴传递的转矩Nm齿轮受力根据受力分析和受力图可以得出轴承的径向力为NN因轴承在运转中有中等冲击载荷，又由于不受轴向力，按[8]表10-5查得为1.2到1.8，取，那么有：NN轴承的寿命因为，所以按轴承1的受力大小计算：h故该轴承能满足要求。6.结构设计及说明6.1结构设计的内容、技术要求和方案设计主轴变速箱的结构包括传动件〔传动轴、轴承、带轮、齿轮、离合器等〕、主轴组件、操纵机构、润滑密封系统和箱体及其联结件的结构设计与布置，用一张展开图和假设干张横截面图表示。课程设计由于时间的限制，一般只画展开图。主轴变速箱是机床的重要部件。设计时除考虑一般机械传动的有关要求外，着重考虑以下几个方面的问题。精度方面的要求，刚度和抗震性的要求，传动效率要求，主轴前轴承处温度和温升的控制，结构工艺性，操作方便、平安、可靠原那么，遵循标准化和通用化的原那么。主轴变速箱结构设计时整个机床设计的重点，由于结构复杂，设计中不可防止要经过反复思考和屡次修改。在正式画图前应该先画草图。目的是：布置传动件及选择结构方案。检验传动设计的结果中有无干预、碰撞或其他不合理的情况，以便及时改正。确定传动轴的支承跨距、齿轮在轴上的位置以及各轴的相对位置，以确定各轴的受力点和受力方向，为轴和轴承的验算提供必要的数据。6.2展开图及其布置展开图就是按照传动轴传递运动的先后顺序，假想将各轴沿其轴线剖开并将这些剖切面平整展开在同一个平面上。=1\*ROMANI轴上装的摩擦离合器和变速齿轮。按如下方案布置，将两级变速齿轮和离合器做成一体。齿轮的直径受到离合器内径的约束，齿根圆的直径必须大于离合器的外径，否那么齿轮无法加工。这样轴的间距加大。齿轮在轴上布置很重要，关系到变速箱的轴向尺寸，减少轴向尺寸有利于提高刚度和减小体积。6.3=1\*ROMANI轴〔输入轴〕的设计将运动带入变速箱的带轮一般都安装在轴端，轴变形较大，结构上应注意加强轴的刚度或使轴部受带的拉力〔采用卸荷装置〕。=1\*ROMANI轴上装有摩擦离合器，由于组成离合器的零件很多，装配很不方便，一般都是在箱外组装好=1\*ROMANI轴在整体装入箱内。车床上的反转一般用于加工螺纹时退刀。车螺纹时，换向频率较高。实现正反转的变换方案很多，常采用片式摩擦离合器。由于装在箱内，一般采用湿式。在确定轴向尺寸时，摩擦片不压紧时，应留有0.2～0.4的间隙，间隙应能调整。离合器及其压紧装置中有三点值得注意：摩擦片的轴向定位：由两个带花键孔的圆盘实现。其中一个圆盘装在花键上，另一个装在花键轴上的一个环形沟槽里，并转过一个花键齿，和轴上的花键对正，然后用螺钉把错开的两个圆盘连接在一起。这样就限制了轴向和径向的两个自由度，起了定位作用。摩擦片的压紧由加力环的轴向移动实现，在轴系上形成了弹性力的封闭系统，不增加轴承轴向复合。=1\*ROMANI轴上装有摩擦离合器，两端的齿轮是空套在轴上，当离合器接通时才和轴一起转动。但脱开的另一端齿轮，与轴回转方向是相反的，二者的相对转速很高〔约为两倍左右〕。结构设计时应考虑这点。齿轮与轴之间的轴承可以用滚动轴承也可以用滑动轴承。滑动轴承在一些性能和维修上不如滚动轴承，常采用滚动轴承。空套齿轮需要有轴向定位，轴承需要润滑。6.4齿轮块设计齿轮是变速箱中的重要元件。齿轮同时啮合的齿数是周期性变化的。也就是说，作用在一个齿轮上的载荷是变化的。同时由于齿轮制造及安装误差等，不可防止要产生动载荷而引起振动和噪音，常成为变速箱的主要噪声源，并影响主轴回转均匀性。在齿轮块设计时，应充分考虑这些问题。齿轮块的结构形式很多，取决于以下有关因素：是固定齿轮还是滑移齿轮；移动滑移齿轮的方法；齿轮精度和加工方法；变速箱中齿轮用于传递动力和运动。它的精度选择主要取决于圆周速度。采用同一精度时，圆周速度越高，振动和噪声越大，根据实际结果得知，圆周速度会增加一倍，噪声约增大6dB。工作平稳性和接触误差对振动和噪声的影响比运动误差要大，所以这两项精度应选高一级。为了控制噪声，机床上主传动齿轮都要选用较高的精度。大都是用7—6—6，圆周速度很低的，才选8—7—7。如果噪声要求很严，或一些关键齿轮，就应选6—5—5。当精度从7—6—6提高到6—5—5时，制造费用将显著提高。不同精度等级的齿轮，要采用不同的加工方法，对结构要求也有所不同。8级精度齿轮，一般滚齿或插齿就可以到达。7级精度齿轮，用较高精度滚齿机或插齿机可以到达。但淬火后，由于变形，精度将下降。因此，需要淬火的7级齿轮一般滚〔插〕后要剃齿，使精度高于7，或者淬火后在衍齿。6级精度的齿轮，用精密滚齿机可以到达。淬火齿轮，必须磨齿才能到达6级。机床主轴变速箱中齿轮齿部一般都需要淬火。6.5传动轴的设计机床传动轴，广泛采用滚动轴承作支撑。轴上要安装齿轮、离合器等。传动轴应保证这些传动件或机构能正常工作。首先传动轴应有足够的强度、刚度。如挠度和倾角过大，将使齿轮啮合不良，轴承工作条件恶化，使振动、噪声、空载功率、磨损和发热增大；两轴中心距误差和轴芯线间的平行度等装配及加工误差也会引起上述问题。传动轴可以是光轴也可以是花键轴。成批生产中，有专门加工花键的铣床和磨床，工艺上并无困难。所以装滑移齿轮的轴都采用花键轴，不装滑移齿轮的轴也常采用花键轴。花键轴承载能力高，加工和装配也比带单键的光轴方便。轴的局部长度上的花键，在终端有一段不是全高，不能和花键空配合。这是加工时的过滤局部。一般尺寸花键的滚刀直径为65～85。机床传动轴常采用的滚动轴承有球轴承和滚锥轴承。在温升、空载功率和噪声等方面，球轴承都比滚锥轴承优越。而且滚锥轴承对轴的刚度、支撑孔的加工精度要求都比拟高。因此球轴承用的更多。但是滚锥轴承内外圈可以分开，装配方便，间隙容易调整。所以有时在没有轴向力时，也常采用这种轴承。选择轴承的型号和尺寸，首先取决于承载能力，但也要考虑其他结构条件。同一轴心线的箱体支撑直径安排要充分考虑镗孔工艺。成批生产中，广泛采用定径镗刀和可调镗刀头。在箱外调整好镗刀尺寸，可以提高生产率和加工精度。还常采用同一镗刀杆安装多刀同时加工几个同心孔的工艺。下面分析几种镗孔方式：对于支撑跨距长的箱体孔，要从两边同时进行加工；支撑跨距比拟短的，可以从一边〔从大孔方面进刀〕伸进镗杆，同时加工各孔；对中间孔径比两端大的箱体，镗中间孔必须在箱内调刀，设计时应尽可能防止。既要满足承载能力的要求，又要符合孔加工工艺，可以用轻、中或重系列轴承来到达支撑孔直径的安排要求。两孔间的最小壁厚，不得小于5～10，以免加工时孔变形。花键轴两端装轴承的轴颈尺寸至少有一个应小于花键的内径。一般传动轴上轴承选用级精度。传动轴必须在箱体内保持准确位置，才能保证装在轴上各传动件的位置正确性，不管轴是否转动，是否受轴向力，都必须有轴向定位。对受轴向力的轴，其轴向定位就更重要。回转的轴向定位〔包括轴承在轴上定位和在箱体孔中定位〕在选择定位方式时应注意：轴的长度。长轴要考虑热伸长的问题，宜由一端定位。轴承的间隙是否需要调整。整个轴的轴向位置是否需要调整。在有轴向载荷的情况下不宜采用弹簧卡圈。加工和装配的工艺性等。6.6主轴组件设计主轴组件结构复杂，技术要求高。安装工件〔车床〕或者刀具〔铣床、钻床等〕的主轴参予切削成形运动，因此它的精度和性能直接影响加工质量〔加工精度和外表粗糙度〕，设计时主要围绕着保证精度、刚度和抗振性，减少温升和热变形等几个方面考虑。6.6.1各局部尺寸的选择主轴形状与各局部尺寸不仅和强度、刚度有关，而且涉及多方面的因素。内孔直径车床主轴由于要通过棒料，安装自动卡盘的操纵机构及通过卸顶尖的顶杆，必须是空心轴。为了扩大使用范围，加大可加工棒料直径，车床主轴内孔直径有增大的趋势。轴颈直径前支撑的直径是主轴上一主要的尺寸，设计时，一般先估算或拟定一个尺寸，结构确定后再进行核算。前锥孔直径前锥孔用来装顶尖或其他工具锥柄，要求能自锁，目前采用莫氏锥孔。支撑跨距及悬伸长度为了提高刚度，应尽量缩短主轴的外伸长度。选择适当的支撑跨距，一般推荐取：=3～5，跨距小时，轴承变形对轴端变形的影响大。所以，轴承刚度小时，应选大值，轴刚度差时，那么取小值。跨距的大小，很大程度上受其他结构的限制，常常不能满足以上要求。安排结构时力求接近上述要求。6.6.2主轴轴承1〕轴承类型选择主轴前轴承有两种常用的类型：双列短圆柱滚子轴承。承载能力大，可同时承受径向力和轴向力，结构比拟简单，但允许的极限转速低一些。与双列短圆柱滚子轴承配套使用承受轴向力的轴承有三种：600角双向推力向心球轴承、推力球轴承、向心推力球轴承。2〕轴承的配置大多数机床主轴采用两个支撑，结构简单，制造方便，但为了提高主轴刚度也有用三个支撑的了。三支撑结构要求箱体上三支撑孔具有良好的同心度，否那么温升和空载功率增大，效果不一定好。三孔同心在工艺上难度较大，可以用两个支撑的主要支撑，第三个为辅助支撑。辅助支撑轴承〔中间支撑或后支撑〕保持比拟大的游隙〔约0.03～0.07〕，只有在载荷比拟大、轴产生弯曲变形时，辅助支撑轴承才起作用。轴承配置时，除选择轴承的类型不同外，推力轴承的布置是主要差异。推力轴承布置在前轴承、后轴承还是分别布置在前、后轴承，影响着温升后轴的伸长方向以及结构的负责程度，应根据机床的实际要求确定。在配置轴承时，应注意以下几点：每个支撑点都要能承受经向力。两个方向的轴向力应分别有相应的轴承承受。径向力和两个方向的轴向力都应传递到箱体上，即负荷都由机床支撑件承受。3〕轴承的精度和配合主轴轴承精度要求比一般传动轴高。前轴承的误差对主轴前端的影响最大，所以前轴承的精度一般比后轴承选择高一级。普通精度级机床的主轴，前轴承的选或级，后轴承选或级。选择轴承的精度时，既要考虑机床精度要求，也要考虑经济性。轴承与轴和轴承与箱体孔之间，一般都采用过渡配合。另外轴承的内外环都是薄壁件，轴和孔德形状误差都会反映到轴承滚道上去。如果配合精度选的太低，会降低轴承的回转精度，所以轴和孔的精度应与轴承精度相匹配。轴承间隙的调整为了提高主轴的回转精度和刚度，主轴轴承的间隙应能调整。把轴承调到适宜的负间隙，形成一定的预负载，回转精度和刚度都能提高，寿命、噪声和抗震性也有改善。预负载使轴承内产生接触变形，过大的预负载对提高刚度没有明显的小果，而磨损发热量和噪声都会增大，轴承寿命将因此而降低。轴承间隙的调整量，应该能方便而且能准确地控制，但调整机构的结构不能太复杂。双列短圆柱滚子轴承内圈相对外圈可以移动，当内圈向大端轴向移动时，由于1：12的内錐孔，内圈将胀大消除间隙。其他轴承调整也有与主轴轴承相似的问题。特别要注意：调整落幕的端面与螺纹中心线的垂直度，隔套两个端面的平行度都由较高要求，否那么，调整时可能将轴承压偏而破坏精度。隔套越长，误差的影响越小。螺母端面对螺纹中心线垂直度、轴上和孔上套简两端平行度等均有严格的精度要求。6.6.3主轴与齿轮的连接齿轮与主轴的连接可以用花键或者平键；轴做成圆柱体，或者锥面〔锥度一般取1：15左右〕。锥面配合对中性好，但加工较难。平键一般用一个或者两个〔相隔180度布置〕，两国特键不但平衡较好，而且平键高度较低，防止因齿轮键槽太深导致小齿轮轮毂厚度不够的问题。6.6.4润滑与密封主轴转速高，必须保证充分润滑，一般常用单独的油管将油引到轴承处。主轴是两