数控铣床主轴箱设计

I数控铣床主轴箱设计摘要：数控机床即数字程序控制机床，是一种自动化机床，数控技术是数控机床研究的核心，是制造业实现自动化、网络化、柔性化、集成化的基础。随着制造技术的发展，现代数控机床借助现代设计技术、工序集约化和新的功能部件使机床的加工范围、动态性能、加工精度和可靠性有了极大的提高。立式数控铣床主轴箱的设计：首先分析立式数控铣床的加工特点和加工要求，确定其主要参数（包括传动系统的运动参数和动力参数）。根据此立式数控铣床的主要参数和设计要求进行主运动系统各部分机械结构设计，包括主传动系统的设计，展开图设计和截面设计。进行传动轴和齿轮的校核，以及齿轮模数的计算，轴的空间布置以及箱体的设计。关键词：数控铣床，主轴箱,主传动系统DesignOfMainAxleBoxForNumericalControlMillerAbstract：ANCmachinetoolisthedigitalprocesscontrolmachinetool,isanautomatedmachinetool,CNCtechnologyisthecoreofnumericalcontrolmachinetoolresearchandmanufacturingbasetorealizetheautomation,networking,flexible,integrated.Withthedevelopmentofmanufacturingtechnology,modernCNCmachinetoolswiththeaidofthemoderndesigntechnology,theworkingproceduresetreductionandnewfeaturestomakethescopeoftheprocessingmachine,dynamicperformance,machiningprecisionandreliabilityhasbeengreatlyimproved.Thedesignofthemainaxleboxofverticalnumericalcontrolmiller:first,analyzethemachiningcharacteristicsandmachiningrequirementoftheverticalnumericalcontrolmillingmachine,anddetermineitsmainparameters(includingthemovementparametersandthedynamicparameters)oftheverticalnumericalcontrolmillingmachine.AccordingtothemainparametersanddesignrequirementsoftheverticalCNCmillingmachine,themechanicalstructuredesignofthemainmotionsystemiscarriedout,includingthedesignofthemaindrivesystem,theexpansionplanandthesectiondesign.Thecalculationofthedriveshaftandgear,thecalculationofthegearmodulus,thespacelayoutoftheshaftandthedesignoftheboxbody.Keywords:CNCmillingmachine,spindlebox,maindrivesystemII目录1绪论.11.1设计的选题意义.11.2总体设计的主要内容.12数控铣床及主传动系统简介.22.1数控铣床简介.22.2立式数控铣床主传动系统的简介.32.3对立式数控铣床的主传动系统的要求.33主传动系统机械设计.43.1传动系统参数的拟定.43.2传动结构和结构网的选择.43.2.1变数组数目和各变数组中传动副的数目的确定.43.2.2对传动组的传动顺序的安排.43.2.3传动系统的扩大顺序安排.53.2.4验算变速组的变速范围.53.3转速图拟定.63.3.1主电机的选择.63.3.2分配最小传动比、拟定转速图.73.4齿轮齿数的确定及传动系统图的绘制.93.4.1齿轮齿数的确定的要求.93.4.2变速传动组中齿轮齿数的确定.103.4.3主轴转速系列的验算.113.4.4传动系统图的绘制.124传动件的估算与验算.134.1传动轴的估算和验算.134.1.1传动轴直径的估算.13III4.1.2传动轴刚度的验算.144.2齿轮模数的估算.164.2.1齿轮个参数估算.164.2.2计算（验算）.185展开图设计.225.1结构设计的内容及技术要求.225.1.1设计内容.225.1.2技术要求.225.2齿轮块的设计.235.2.1特点.235.2.2精度等级的选择.245.2.3结构与加工方法.245.2.4组合齿轮.255.2.5齿轮的轴向定位.265.3传动轴设计.265.3.1特点.265.3.2轴的结构.265.3.3轴的材料及热处理.275.3.4轴承的选择.275.3.5轴的轴向定位.285.3.6传递轴I的联轴器选择.295.4主轴组件设计.295.4.1对主轴部件的基本要求.295.4.2主轴部件的传动方式和布置形式.295.4.3主轴部件轴承的选择.305.4.4主轴支承结构设计.315.4.5主轴主要参数的确定.315.4.6主轴的材料，热处理.335.4.7主轴部件的密封.336制动器设计.34IV7截面设计.367.1轴的空间布置.367.1.1主轴和传动主轴的轴.367.1.2轴的装置.367.1.3中间各传动轴.367.2操纵机构.377.3润滑.377.3.1压力循环润滑系统的计算.377.3.2柱塞泵的油量计算、结构和规格尺寸.387.4箱体设计的有关问题.387.4.1箱体材料.397.4.2砂型铸造时，箱体铸件的最小壁厚.397.4.3箱体壁孔对刚度的影响和补偿16.398结论.40参考文献.41致谢.43太原工业学院毕业设计21绪论1.1设计的选题意义数控机床是现代工业生产必不可少的设备，虽然中国是世界上机床数量比较多，但数控机床的产品竞争力在世界市场中仍处于较低的水平，即使在国内市场也面临着严峻的形势。一方面，中国正处于产业升级的紧要关头，对高端数控机床有着迫切的需求，但是由于国产数控机床的水平满足不了当前国内发展的需求，结果导致大量高端数控机床需要进口。另一方面，对于低端机床的需求有所减少，导致不少国产机床滞销积压，销售方面存在困难，这严重影响了我国数控机床自主发展的势头。其原因除了有经营、产品质量和促销手段等因素外，不得不提的一个重要原因就是我国生产的数控机床品种比较少、性能与一些发达国家存在明显差距，新产品开发周期相对比较长，不能及时针对用户的需求提供满意的产品。本次设计旨在改善现有数控机床的性能，使其性能更优良，效率、性价比更好。同时希望借助此次设计来提高自身的专业技能和素质，为大学四年的学习画一个完美的句号。1.2总体设计的主要内容此次设计主要分成三部分内容8：（1）分析立式数控铣床的加工特点和加工要求，确定其主要参数（包括传动系统的运动参数和动力参数）。（2）根据此立式数控铣床的主要参数和设计要求进行主运动系统各部分机械结构设计，包括主传动系统的设计，展开图设计和截面设计。（3）进行传动轴和齿轮的校核，以及齿轮模数的计算。2数控铣床及主传动系统简介太原工业学院毕业设计32.1数控铣床简介我们一半多讲的数控铣床是指规格比较小的升降台式数控铣床，尺寸方面，它的工作台宽度一般情况下是在400毫米以下，有规格比较大的数控铣床（如工作台宽度在500毫米以上的），它在功能方面有点接近加工中心，进而演变成荣幸加工单元。数控铣床多为三坐标、两轴联动的机床，也称两轴半控制，即在X、Y、Z三个坐标轴中，任意两轴都可以联动。图2.1数控铣床的布局图1-底座2-强电柜3-变压器箱4-垂直升降进给伺服电动机5-主轴变速手柄和按钮板6-床身7-数控柜8-保护开关9-挡铁10-操纵台11-保护开关12-横向溜板13-纵向进给伺服电动机14-横向进给伺服电动机15-升降台16-纵向工作台一般情况，立式数控铣床只能加工平面的曲线轮廓。对于有特殊要求的数控铣床，还可以加进一个回转的A坐标或C坐标，即增加一个数控分度头或数控回转工作台，在机床工作台的不同位置安装，这时机床的数控系统为四坐标的数太原工业学院毕业设计4控系统，可用来加工螺旋槽、叶片等立体曲面零件2。与普通铣床相比，数控铣床的加工精度相对比较高，同时能减少工人劳动量，提高生茶效率，适应板类、盘类、壳具类、模具类等复杂形状的零件或对精度保持性要求较高的中、小批量零件的加工。数控铣床按其主轴位置的不同分三类：数控立式铣床，卧式数控铣床，立、卧两用数控铣床。2.2立式数控铣床主传动系统的简介主传动系统即是用来实现机床主运动的传动系统，它要有一定的转速以及一定的变速范围，以便采用不同材料的刀具，加工各种材料、尺寸、加工要求等不同的任务，并能方便快速地实现运动的开停、变速、换向和制动等。主传动系统主要由电动机、传动系统和主轴部件组成。2.3对立式数控铣床的主传动系统的要求（1）为满足机床的运动要求，主轴要具有一定的转速、足够的转速范围和足够的转速级数，以能够实现运动的开停、变速、换向和制动。（2）为满足机床的动力要求，主电动机要具有足够大的功率，所有机构和各个元件必须具有适合的强度和刚度，（3）为满足机床的工作性能要求，跟主传动有关的结构（特别是主轴组件）必须要有足够高的精度、抗振性；此外，热变形和噪声要小，传动效率要高3。（4）操纵灵活可靠，调整维修方便，润滑密封良好，以满足机床的使用要求。（5）结构简单紧凑，工艺性好，成本低，以满足经济性要求。太原工业学院毕业设计53主传动系统机械设计3.1传动系统参数的拟定首先确定公比。通常选取各级传送机床常用的公比为1.26或1.41，对于此数控铣床，由于考虑到尽量减少速度损失，选用1.26最为合适。由给出的条件：主运动部分Z=18级，再根据标准数列表，确定各级转速为：30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、235、300、375、475、600、750、950、1180、1500，单位：R/min。3.2传动结构和结构网的选择3.2.1变数组数目和各变数组中传动副的数目的确定要设计的数控铣床的变速范围要求比较大，主轴所需的转速必须要经过较长的传动链减速才能从电机的转速降到所需数值。级数为Z的传动系统由若干个传动副组成，各传动组分别有1z.2z.3z个传动副，即Z=123zzz。由于结构的限制，传动副数通常采用P=2或3，即变速Z应为2或3的因子：Z=2ax2b因此，这里18=3x3x2，共需三个变速组。3.2.2对传动组的传动顺序的安排此数控铣床为十八级转速，有两种可以待选择的传动方案，为3x3x2,或者3x2x3。对于传动组的安排，不仅要依据变速组安排规律，还要针对变速组的结构进行分析。I轴如果在安置制动的电磁离合器时，尽量减少轴向尺寸，第一传动组的传动副数不能过多，选择为2比较合适；另外主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮最好少些；对于最后一个传动组，可以选择2或者定比传动副。这里，根据“前多后少”的原则，选择18=3x3x2方案。太原工业学院毕业设计63.2.3传动系统的扩大顺序安排确定了传动方案为18=3x3x2，总共有3!=6种可以选择的方案。在结构式18=13x33x92的传动中，扩大顺序与传动顺序一致，称为顺序扩大传动，而18=33x13x92的扩大顺序与传动顺序不一致，因此根据“前密后疏”的原则，选择18=13x33x92的结构式。3.2.4验算变速组的变速范围齿轮的最小传动比minU1/4，最大传动比maxU2，由此决定了一个传动组的最大变速范围：maxY=maxU/minU=8根据传动比及指数x，x的值（如表3.1）表3.1传动比及指数极限值传动比指数公比1.26x值：minU=1/x=1/46x值：maxU=x=23（x+x）值：minr=xx=89因此，选择传动方案18=13x33x92即可。其结构网如下图3.1：太原工业学院毕业设计7图3.1结构网3.3转速图拟定在运动参数确定后，主轴各级转速就已知，接下来就能确定电动机的功率。在此基础上，选择合适的电动机型号，；接下来就是拟定转速图，把各个中间轴的转速确定下来。3.3.1主电机的选择一般中型机床上都采用交流异步电动机作为动力源，可在下列中选用。电机功率根据机床切削能力的要求来确定。由于电机产品的功率已标准化，因此，按要求应选取相近的标准值。异步电动机的转速有：3000，1500，1000，750r/min，这取决于电动机的极对数Pdn=60f/p=60x50/p(r/min)1500r/min和3000r/min是机床中最常用的两种，要选用的是使电机转速与主轴最高速度maxn、工轴转速相近为宜，避免采用过大或过小的降速传动。根据以上要求，我们选择功率为7.5KW，转速为1500r/min的电机，查表，其型号为Y132M-4，其主要性能如下表3.2：太原工业学院毕业设计8表3.2所选电机型号电机型号额定功率KW载荷转速r/min同步转速r/minY132M-47.5144015003.3.2分配最小传动比、拟定转速图(1)II轴的转速：电动机主轴转动传动到II轴，通过传动系统转化为各级转速近；从动件运行时所受扭矩最小来考虑，II轴的速不宜将电机转速降得太低。I轴上装有离合器等零件时，高速下摩檫损耗，发热都将成为突出矛盾，II轴应该选取比较低的转速，II轴的转速应该选在7001000r/min之间。因此，使中间变速组减速慢一些，以减小整个机构的尺寸；在电机轴I到主传动系统前端轴II增加一对26/54的降速齿轮副，改变降速齿轮传动副的传动比，可以将主轴18级转速一起提高或降低。(2)中间轴的转速中间轴转速的确定要考虑到几个问题，机械结构尺寸以及工作时产生噪音之间进行矛盾的平衡。选取的中间轴转速较高，中间轴和齿轮所售的扭矩较小，应该将轴径设计小些，齿轮模数也应该相应比较小一些。d4M，m3M（式3.1）从而可使结构紧凑。但这样易引起空载功率N空和噪音pL加大：N空=1/610(3.5nda+Cd主（式3.2）式中：C系数，两支承滚动轴承和滑动轴承C=8.5，三支承滚动轴承C=10；da所有中间轴轴径的平均值；d主主轴前后轴径的平均值；n中间传动轴的转速之和；N主轴转速（r/min）；太原工业学院毕业设计9pL=20lg6110lg()4.5(1tan)()ancmzqmzn主主-K（3.3）式中：()amz所有中间传动齿轮的分度圆直径的平均值mm；()mz主主轴上齿轮分度圆直径的平均值mm；Q传到主轴上所经过的齿轮对数；主轴齿轮螺旋角；1c，K系数，根据机床类型及制造水平选取，按照我国的当前的技术水平，铣床1c=3.5，车床K=54，铣床K=50.5。由上述经验公式可知，主轴n和中间传动轴的转速对机床噪音和发热的关系，在确定中间轴转速时，应结合实际情况做相应的修正：a、高速轻载或精密机床，中间轴转速宜取低些；b、控制齿轮圆周速度v34003DN/m主轴与刀架之间的相对振幅的要求如表5.1：表5.1主轴与刀架之间的相对振幅等级IIIIII振幅（0.001mm）123（3）传动效率要求如表5.2：太原工业学院毕业设计24表5.2传动效率等级IIIIII效率0.850.80.75（4）主轴总轴承处温升和温升应控制在以下范围如表5.3：表5.3对主轴总轴承处温升和温升的要求条件温度温升用滚动轴承70C40C用滑动轴承60C30C（5）噪声要控制在以下范围如表5.4：表5.4对噪声的影响等级IIIIIIdB788083（6）结构简单、紧凑、加工和装配工艺性好，便于维修和调整。（7）操作方便，安全可靠。（8）遵循标准化和通用化的原则。5.2齿轮块的设计5.2.1特点变速箱中有大量齿轮参与运转，齿轮同时啮合的齿数是随着周期变化的，作用于单一的齿上的载荷随着齿轮运转变化的。因为齿轮制造以及安装存在误差难免产生载荷变化从而引起振动以及噪音，通常成为变速箱噪声的主要来源，并且影响到主轴转动的均匀性，造成设计结构存在问题。因此在设计齿轮的时候，应太原工业学院毕业设计25该首相考虑到上述的这些问题。5.2.2精度等级的选择齿轮精度确定主要根据其运转时的圆周速度。齿轮使用同一精度圆周速度越高，振动以及噪声越大；根据实验结果，圆周速度每增加一倍，噪音增加约为6dB。5.2.3结构与加工方法根据齿轮所需要的加工精度，选择合适的加工方法。对于8级精度的齿轮，选择滚齿或者插齿来加工。齿轮材料选用40Cr，调质后表面淬火，表面硬度48-55HRC。对于7级精度的齿轮，选用高精度的滚齿机或者插齿机加工可以完成要求。因为淬火后齿轮精度有所降低，通常需要再经过剃齿经过淬火以及衍齿能够达到6级精度。多联齿轮块的结构形式如下图5.1所示，各部分的尺寸推荐如下：（1）空刀槽kb插齿时：模数1-2mm，kb5mm；模数2.5-4mm，kb6mm。剃齿时：采用公式：kb=4.5+k(1.1+0.0381d-0.032d)mm及计算。式中k为与剃齿刀倾斜角有关的系数。若齿面要高频淬火，为避免互相影响，kb应大于8。由于这里采用的齿轮的精度为7-6-6，需要剃齿或珩齿，需齿面淬火，所以kb8，取kb=8。图5.1齿轮块（2）齿宽b太原工业学院毕业设计26齿宽对齿的强度有一定的影响。如果齿宽过大，由于齿轮误差和形变，啮合不严密，会产生较大的噪声。因此，选取610mm齿宽较为合适。模数较小的齿轮，装在轴的中部，取较大的值；模数m大的齿轮，装在靠近支撑处或多联齿轮，取较小的值。为了减少噪声，基体应该稍厚。这里齿轮=8，对于所有齿轮，m=3时齿宽取24mm，m=4时齿宽取32mm，m=5时齿宽取40mm。（3）其他问题滑移齿轮进出啮合的一端要圆齿，有规定的形状和尺寸（见图5.2），圆齿和倒角性质不同，加工方法和画法也不一样。图5.2滑移齿轮示意图选择齿轮块的结构时要考虑毛坯形式（棒料、自由锻或模锻）和机械加工时的安装、定位基面，尽可能做到省工、省料又容易保证精度。5.2.4组合齿轮齿轮磨齿时，要求有较大的空刀（砂轮）距离，因此，多联齿轮不便作成一整体，一般都作成组合的齿轮块；有时为了缩短轴向尺寸，也采用组合齿轮。这里轴II的三联滑移齿轮可做成浮动连接的组合齿轮，其结构如下图5.3太原工业学院毕业设计27图5.3齿轮块说明：齿轮3的左边挖一圆沟槽，端面上有若干个径向缺口，齿轮1的右侧有2个销子2，安装时将销子2对正齿轮端面的缺口，把齿轮1和齿轮3拼装后，相对转过一个角度，一起装在花键轴上。5.2.5齿轮的轴向定位要保证正确啮合，齿轮在轴上的位置应该可靠，空套齿轮和固定在轴上的齿轮的轴向定位可采用轴套定位。5.3传动轴设计5.3.1特点首先，传动轴应有足够的强度和刚度，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、噪音、空载功率、磨损和发热增大。两轴中心距误差和轴心线间的平行度等装配及加工误差也会引起上述问题。5.3.2轴的结构传动轴可以是光轴或花键轴，在成批生产中，有专门加工花键轴的铣床和磨床，工艺上并无困难。花键轴承载能力高，所以一般都采用花键轴。这里I轴与电机轴相连，I轴上只装有一个齿轮，可选光轴。II、III、IV、V轴采用花键轴，VI轴采用光轴。太原工业学院毕业设计285.3.3轴的材料及热处理传动轴采用45钢，装轴承的轴颈部位和装有滑移的齿轮用花键轴；为适当改善装配工艺和保证装配精度，进行调质处理，硬度为HB220-250。5.3.4轴承的选择（1）轴承的选择由于事先不知道此机床所要满足的寿命，那么就先选择好轴承的型号，根据型号给出轴承寿命的计算公式。I轴两端轴承的选择，根据前面估算的直径及该轴的结构和受力情况，选择单列向心球轴承（GB27664），轴承型号为左轴承：7000308右轴承：7000307II轴两端轴承的选择：左轴承：7000307右轴承：7000306III轴：左轴承：7000309右轴承：7000308IV轴：左轴承：7000310右轴承：7000409V轴轴承的选择，由于轴V右端悬伸部分与锥齿轮不相连，承受一定的轴向负荷及径向负荷。因此，可选用圆锥滚子轴承左端型号：27310（GB29864），右端：27610VI轴垂直布置，下端轴承承受到大的轴向力，可选用向心推力球轴承，型号为46109（GB29264），上端轴承可选用向心球轴承7000308。（2）寿命计算公式：滚动轴承的寿命计算公式如下：L=cp（式5.1）式中：L额定寿命（x610）转；C额定动载荷（Kgf）；P当量负载荷（Kgf）；寿命指数，对球轴承=3，对滚子轴承=10/3.太原工业学院毕业设计29在实际计算中，一般采用工作小时数表示轴承的额定寿命，这时上试可变为：hL=61060tpfCnfP（式5.2）试中：hL额定寿命（h）；n轴承的计算转速（r/min）；tf温度系数，温度小于120时取1，随着温度的增加tf也将有减小，见表13-4（濮良贵和纪名刚主编的机械设计第七版）；pf载荷系数，与载荷性质有关，见表13-6（濮良贵和纪名刚主编的机械设计第七版）。当量动载荷：P=XrF+YaF（式5.3）式中：rF径向负荷（N）；aF轴向负荷（N）；X径向系数；Y轴向系数。寿命计算中基本额定动载荷C由手册可查到，那么在计算寿命过程中最重要的就是求当量动载荷P，如果能正确地求出P，则能算出hL，把算出的hL与已知给出的使用寿命相比较就能判断轴承是否合格。5.3.5轴的轴向定位回转轴的轴向定位包括轴承在轴上的定位和在箱体孔中定位。在选择定位方式时应注意：1、轴的长度，长度要考虑热伸长的问题，宜有一端定位；2、轴承的间隙是否需要调整；3、整个轴的轴向位置是否需要调整；4、在有轴向载荷的情况下不宜采用弹簧卡圈；5、加工和装配的工艺性等；根据轴的结构特点和受力情况，I、II、III、IV、V轴均采用弹簧卡圈定位或压盖和轴肩定位。太原工业学院毕业设计305.3.6传递轴I的联轴器选择轴I与电机轴用联轴器相连，需同时选取连轴器.轴I上的转矩T为：.9026.48145099.05.795509550mNnpNTj联轴器的计算转矩,TKTAca查表取5.1AK，根据工作需要，选用弹性柱销连轴器，型号为HL3，联轴器的许用转矩为：mNT630，联轴器的轴孔直径d=38mm，半联轴器的长度为L=82mm，联轴器标记为：HL3联轴器3882GB501485。5.4主轴组件设计5.4.1对主轴部件的基本要求主轴直接承受切削力，转速范围又很大，因此对于它的回转精度表，刚度，抗振性，温度以及耐磨性。5.4.2主轴部件的传动方式和布置形式（1）传动方式主轴旋转运动传动方式的选择，决定于主轴转速的高低、所传递扭矩的大小、对运转平稳性的要求及结构紧凑及装卸维修是否方便。这里我们选择齿轮传动，这样结构简单，紧凑和能传递较大的扭矩。（2）传动件位置的合理布置对于传动件直接装在主轴上的主轴部件，工作时主要承受传动力Q，切削力P和支承反力。合理布置传动件的轴向位置，可以改善主轴的受力情况，减少主轴的变形，改善传动件的轴承工作条件，减少轴承的受力，提高主轴部件的抗振性等。太原工业学院毕业设计31合理布置的原则：传动力Q引起的主轴弯曲变形小，且能部分抵消切削力P引起的主轴弯曲变形。传动力Q引起的支承反力能部分抵消切削力引起的支承反力。传动力Q引起的主轴端位移小，并且尽可能部分地抵消切削力引起的端位移，尤其在影响加工精度的敏感方向上。结构紧凑，主轴箱尺寸小，装配维修方便。综合上述原则，选择传动件的轴向布置形式如下图5.4。图5.4传动件轴向布置形式5.4.3主轴部件轴承的选择（1）主轴轴承的选择这里前支承选用D3182118型，双列向心短圆柱滚子轴承，可承受径向力，后支承选用E46117，一对向心推力球轴承，承受径向和轴向载荷，使主轴轴向定位准确。(2)轴承的配置大多数机床主轴采用两个支承，结构简单，制造方便，在配置轴承时，应注意以下几点：每个支承点都要能承受径向力；每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，即负载都由机床支承件太原工业学院毕业设计32承受。轴承配置简图5.5如下：图5.5轴承配置简图5.4.4主轴支承结构设计支承中的轴承应定位可靠，精度保证性好，安装调整方便。支承中各零部件的加工和装配工艺性要好，维修更换方便。轴承(3182118型)内圈轴向定位：当内圈向大端移动时，由于1：12的内锥孔，内圈将胀大消除间隙。5.4.5主轴主要参数的确定(1)主轴轴颈直径1D的确定主轴轴颈直径1D对主轴部件刚度影响最大。加大直径1D，可减少主轴本身弯曲变形引起的主轴轴端位移和轴承弹性变形所引起的轴端位移，从而提高主轴部件刚度。但加大直径造成相配零件尺寸加大，制造困难，结构庞大和重量增加等。因此在满足刚度要求下应取小值。查取1D=85mm，后轴颈2D=80mm。平均轴颈1282.52DDDmm取d=27mm(2)主轴内孔直径d的确定主轴内孔主要用于通过棒料夹紧刀具或工件的控杆、冷却管等，大型、重型机床的空心主轴还可以减轻重量。确定孔径d的原则是在满足对空心主轴孔径的要求和最小壁厚要求以及不削弱主轴刚度的要求下尽量取大些。由材料力学知，轴刚度K与抗弯截面惯性矩I成正比，与直径之间有下列关系：太原工业学院毕业设计3341()KIdKID空空实实（式5.4）由上式可知，当/0.50.6dD时，空心主轴的刚度K空与实心主轴的刚度K实相差甚小，即内孔对主轴刚度降低的影响很小，当/0.7dD时，刚度降低约25%。因此，为了不至于过分地削弱主轴刚度，一般应使/0.7dD。另外，还应考虑主轴的颈外壁厚是否足够。推荐：铣床d=拉杆直径+(5-10)mm。根据铣床XK5040的主参数，取d=27mm。则/27/850.322dD。满足要求。(3)主轴悬伸量a的确定主轴悬伸量a是指主轴前端的前支承径向反力作用中点(一般为前径向支承中点)到主轴前端受力作用点的距离，它主要与主轴端部结构型式、尺寸(大多都有轴端标准)，前支承的轴承配置、密封装置等有关。有的还取决于机床其它结构参数（如工作台的行程等）8。因此主轴悬伸量a主要由结构设计来确定。取1/0.7aD，则悬伸量a=63mm。(4)主轴跨距l的确定计算前支承刚度1