机械制装备设计 重点期末考试 内容

3.6.4主轴滚动轴承

设计主轴支承,应尽量采用滚动轴承。当主轴速度、加工精度、及工件加工表面有较高要求时才用滑动轴承。主轴部件中最重要的组件是轴承。机床上常用的主轴轴承有滚动轴承、液体动压轴承、液体静压轴承、空气静压轴承等。此外还有自调磁浮轴承等适应高速加工的新型轴承。对主轴轴承的要求是旋转精度高、刚度高、承载能力强、极限转速高、适应变速范围大、摩擦小、噪声低、抗振性好、使用寿命长、制造简单、使用维护方便等。滚动轴承的主要设计内容有：１）滚动类型的选择２）轴承的配置３）轴承的精度４）轴承的配合５）轴承的润滑及密封角接触球轴承双列短圆柱滚子轴承

圆锥滚子轴承双向推力角接触球轴承推力轴承

第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页下一页3.6.4主轴滚动轴承1、主轴部件主支承常用的滚动轴承角接触球轴承串联配置，两个轴承大口方向相同，可承受较大的单向轴向载荷

面对面配置,二个轴承的反作用力组成的反力矩较小,对主轴刚度提高不大,但轴承装卸方便。背靠背配置,二个轴承的反作用力组成的反力矩大,可以抵消一部份外载荷产生的弯矩,对提高主轴刚度有利,应用较广泛,但轴承装卸较困难。双列短圆柱滚子轴承能承受较大的径向载荷及较高的转速，抗震性好，但不能承受轴向载荷。适用于载荷较大，高速及精密机床的主轴组件。轴承内圈为１：１２的锥孔，滚动体是两列交错排列的短圆柱滚子，可随同带滚动槽的内圈沿外圈轴向移动。内圈锥孔与主轴的锥形轴颈相配合，当二者产生相对轴向位移时，可把较薄的内圈涨大，达到改变径向间隙或预紧的目的。有滚道槽开在内圈或外圈上两种不同形式。第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页下一页3.6.4主轴滚动轴承圆锥滚子轴承主轴常用圆锥滚子轴承分为单列和双列二种类型,单列圆锥滚子轴承既能承受径向载荷,又能承受单向轴向载荷,双列圆锥滚子轴承既能承受径向载荷,又能承受双向轴向载荷,由于圆锥滚子轴承大端面与内圈档边之间有摩擦,会发热,所以轴承转速受到限制,一般用在中速,一般精度的主轴组件双向推力角接触球轴承主要承受二个方向的轴向载荷,与配合使用承载能力大和刚度高,充许转速高,温升较低,抗震性较好,适用于轴向载荷较大的高速,精密机床主轴组件第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页下一页3.6.4主轴滚动轴承推力轴承陶瓷滚动轴承磁浮轴承第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页下一页第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页下一页选用配置主轴轴承的一般原则:1)载荷较大,转速较高2)载荷较大,中低速双列圆柱滚子轴承,角接触球轴承(60°）双列圆柱滚子轴承和推力球轴承圆锥滚子轴承第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页下一页4)载荷中等,中低速双列圆柱滚子轴承,角接触球轴承角接触球轴承3)载荷中等,转速较高第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页下一页5)载荷较小,转速较高6)载荷较小,中低速角接触球轴承深沟球轴承和推力球轴承2.后端定位3.6.4主轴滚动轴承

前端定位第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页未完待续……3.6.4主轴滚动轴承2、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。常见的几种典型配置型式：

速度型、刚度型、速度刚度型。

速度型：主轴前后轴承都采用角接触球轴承（两联或三联）。轴向切削力越大，角度应越大，且大角度的刚度也大。具有良好的高速性能，承载能力小，第三章金属切削机床设计退出返回本节返回主页未完待续……3.6.4主轴滚动轴承刚度型：前支承采用双列短圆柱滚子轴承承受径向载荷和60度角接触双列向心推力轴承承受轴向载荷；后支承采用双列短圆柱滚子轴承，

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刚度速度型：前轴承采用三联角接触球轴承，后支承采用双列短圆柱滚子轴承。前轴承的配置特点是外侧的两个角接触球轴承大口朝向主轴工作端，承受主要方向的轴向力；第三个角接触球轴承则通过轴套与外侧的两个轴承背靠背配置，使三联角接触球轴承有一个较大支承跨，以提高承受颠覆力矩的刚度。

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第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续……5.3.3定位误差的分析与计算2、定位误差产生的原因

2)V形块定位由图可知：定位误差为

并且式中：第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续……5.3.3定位误差的分析与计算2、定位误差产生的原因：

V形块定位

定位误差为

代入可得：同理可得：第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页未完待续……5.3.3定位误差的分析与计算2、定位误差产生的原因

（2）因间隙引起的定位误差

单圆柱销与孔的定位情况，

最大间隙即为定位误差：

δ==Δ++式中：——定位孔最大直径；——定位销最小直径；Δ——销与孔的最小间隙；——销的公差；——孔的公差。

例１如图所示,以A面定位加工f20H8孔,求加工尺寸40±0.1mm的定位误差,并分析定位质量。

解：此定位方案不可行,措施:1.以B定位;2.提高前工序的精度;3.提高机床精度及调整安装误差(一般不取)

第五章机床夹具设计退出返回本节返回主页进入下一节定位误差计算实例

例1-4如图，求加工尺寸A的定位误差。解：1)定位基准为底面，工序基面为圆孔中心线O,定位基准与工序基准不重合。两者之间的定位尺寸为50mm，其公差为

δS=0.2mm。工序基准的位移方向与加工尺寸方向间的夹角a为45。，根据式（1-5），△B=δScosa=0.2cos45。mm=0.1414mm2)定位基准与限位基准重合，△Y=0。3)△D=△B=0.1414mm结论：1）平面定位时，△Y=0。2）工序基准的位移方向与加工尺寸不一致时，需向加工尺寸方向投影。

如图所示,在金刚镗床上加工活塞销孔,要求活塞销孔轴线对活塞裙部内孔轴线的对称度为0.2mm,活塞以裙部内孔及端面定位,内孔与定位销的配合为,计算定位误差并分析定位方案的可行性。解：

此方案可行。

如图所示，阶梯轴在V形块上定位铣键槽，已知，，两外圆的同轴度为f0.02mm，V形块夹角，键槽加工尺寸为，试计算定位误差，并分析定位质量。

解：