主轴组件PPT学习教案

1、会计学1主轴组件主轴组件第1页/共70页安装基面：例如普通车床主轴的内锥孔、短锥法兰面。第2页/共70页第3页/共70页 通用机床主轴组件的旋转精度，我国有统一的标准，专用机床则应根据工件精度要求确定。第4页/共70页影响旋转精度的因素（1）轴承精度和间隙的影响。（2）主轴、支承座等零件中精度的影响。第5页/共70页2.刚度 主轴组件的刚度在外载荷作用下抵抗变形的能力。K=F/y (N/m)第6页/共70页主轴组件的刚度直接影响加工精度。第7页/共70页 设计中应尽可能提高刚度，从布局、结构尺寸等方面综合考虑。第8页/共70页3.抗振性 主轴组件抵抗受迫振动和自激振动而保持平稳运转的能力。 主

2、轴振动将降低工件的表面质量。第9页/共70页受迫振动的干扰力： 主轴上旋转零件的偏心质量产生的离心力； 周期性变化的切削力。第10页/共70页自激振动： 金属切削加工时，由于机床工件刀具弹性系统振动对切削过程的反馈作用，刀具与工件之间发生的强烈的相对振动。第11页/共70页粗加工机床主要防止自激振动；精加工机床主要防止受迫振动；高速机床两种振动都要防止。第12页/共70页4.温升和热变形热源主轴轴承、润滑油等。改进减轻摩擦、改善散热、改进润滑。 采用强制润滑，动压轴承等。5.精度保持性第13页/共70页综上所述旋转精度无载、低速下的工作精度。刚度静态工作精度。抗振性、热变形动态工作精度。第14

3、页/共70页第二节 主轴组件的布局 设计一台机器或一个组件包括三方面的工作 即：布局强度计算结构设计。第15页/共70页一、两支承主轴轴承的配置形式轴承的选型、组合、布置。第16页/共70页配置轴承的一般原则1.适应刚度和承载能力的要求 承受径向载荷、刚度（大小） 滚柱轴承、多个球轴承、单个球轴承 承受轴向载荷、刚度（大小） 推力球轴承、滚锥轴承、向心推力球轴承。第17页/共70页2.适应转速的要求极限转速（高低） 径向：球轴承、滚柱轴承、滚锥轴承。 轴向：向心推力球轴承、推力球轴承、滚锥轴承。第18页/共70页 同一类型的轴承 规格精度极限转速 综上，选择轴承，应综合考虑承载能力和极限转速。

4、第19页/共70页3.适应加工精度的要求第20页/共70页4.适应结构的要求多个球轴承 刚度承载径向尺寸第21页/共70页两轴的中心距很小。第22页/共70页又如，设计静压轴承时，考虑与滚动轴承可互换。第23页/共70页5.适应经济性要求优先采用大批量生产的滚动轴承；中速、大载荷情况下，用滚锥轴承代替向心球轴承和 推力轴承；有时滚动、滑动轴承结合使用。第24页/共70页二、三支承主轴组件三个支承中有一个是浮动（辅助）支承；浮动支承：轴承的刚度最低， 轴承的外圈与支承座孔的配合比主要支承松12级。第25页/共70页第26页/共70页第27页/共70页 应尽量少用三支承 当主轴两支承跨距超过合理跨

5、距时，则应加大主轴直径，提高前支承刚度，不得已再用三支承。第28页/共70页第三节 主 轴主轴的设计包括：结构的确定；材料的选择；热处理方法的确定。第29页/共70页一、主轴的结构 空心轴，阶梯轴，形状决定于其上安装的刀具、夹具、轴承、齿轮、密封等。第30页/共70页 主轴的前端部：安装夹具或刀具已标准化，故通用机床主轴端部的形状和尺寸也已标准化第31页/共70页二、主轴的材料与热处理材料选择 主要考虑刚度 考虑弹性模量E EE 刚性 普通碳钢与合金钢的弹性模量E值基本一样，故优先选择价格便宜的中碳钢。第32页/共70页特殊情况下采用合金钢有冲击 Mn钢轴向移动磨损较大 合金钢精密机床为了减少

6、热处理变形 合金钢第33页/共70页热处理第34页/共70页第四节 主轴的滚动轴承 主轴的旋转精度主要取决于轴承，其可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。第35页/共70页一、常用的主轴滚动轴承的类型 除一般的滚柱、滚锥、滚针轴承、向心推力球、推力球轴承外，还有几种主轴滚动轴承。第36页/共70页二、滚动轴承的间隙调整和预紧作用：提高主轴组件工作性能，提高轴承的使用寿命预紧力：2030%工作载荷第37页/共70页间隙调整的原理 使轴承内、外圈产生相对位移，并保持在调整好的位置上。 调整的具体结构举例。第38页/共70页1.螺纹调整法第39页/共70页调整螺母的防松第40页/共70页第41页/共70页

7、2.修磨隔套法第42页/共70页第43页/共70页第44页/共70页3.油压套筒式调隙结构第45页/共70页三、滚动轴承的精度与配合A B C D E (F) G高 低A、B 特高、超高精度，需要特殊订货。F 淘汰级，仅供机床修配用。G 常用于木工机床。C、D、E 常用于机床主轴组件。第46页/共70页主轴前轴承的精度通常比后轴承精度高一级。aLaL1bLa2若 a=b 则 12第47页/共70页第48页/共70页第49页/共70页第五节 主轴滑动轴承 滑动轴承的优点： 存在油膜阻尼，故抗振性好，而且运转平稳性好。第50页/共70页滑动轴承的分类：A.液体滑动轴承a)动压轴承b)静压轴承B.

8、气体滑动轴承 多数为静压轴承。第51页/共70页一、液体动压滑动轴承产生压力油膜的条件：A 轴与轴承之间充满一定粘度的润滑油；B 轴与轴承之间有锲形空间；C 主轴旋转带动润滑油从间隙大处向小处流动，且vv临界第52页/共70页单油锲滑动轴承 只产生一个压力油锲，轴心位置稳定性差，主轴组件中不予采用。第53页/共70页多油锲滑动轴承（三油锲、五油锲）1.短三瓦滑动轴承间隙 0.0050.015mm主轴轴心飘移量 0.001mm左右v临界4m/s只能单向旋转用于磨床主轴。第54页/共70页第55页/共70页2. 阿基米德曲线多油锲轴承整体式外锥内圆结构；用双偏心圆弧代替阿基米德曲线，形成锲形空间；

9、用于高精度磨床。第56页/共70页动压轴承的最大缺点： 低速时油膜形成不了，启动、停止过程中要发生干摩擦，而且转速改变时，油膜厚度改变致使轴心的位置改变。第57页/共70页二、液体静压轴承优点：1.油膜由压力油建立，与主轴的转向、转速无关，故具有良好的正反转与速度变化的适应性。2.承载能力强。只要提高油压，增大承载面积，就能提高轴承的承载能力。3.轴承的寿命长。纯液体摩擦。4.旋转精度高，油膜的刚度，可以是动压轴承油膜的8倍。第58页/共70页缺点：1.需要一套专门的供油系统，油液的清洁度要求高。2.油液需要冷却，以免温升过高。3.对启动、停车及断电需要有专门的保护装置。第59页/共70页静压轴承的工作原理第60页/共70页pr=ps-pG p入 p出容积式节流器 pG= p入- p出 pG Q Q流量第61页/共70页情况1：无外载时 RG1= RG4则 pr1 = pr4 主轴浮于轴承的中心。第62页/共70页情况2：受载荷W时，轴颈向下偏移。 h3 Q pG3 由式pr=ps-pG 可知pr3同理 可知pr1当 pr3-pr1=W，主轴处于新的平衡位置。第63页/共70页静压轴承的应用