03 典型部件设计介绍 04.ppt

第三章 典型部件设计;第1节 主轴部件设计;;概述;主轴与传动轴;一 主轴组件的基本要求;总 要 求;1、旋转精度;;3、抗振性;4、温升和热变形;5、耐磨性;二 主轴的传动方式;三 主轴部件结构设计;;;;（四）主轴主要结构参数的确定; ;后轴颈的直径 D2;2．主轴内孔直径的选择;轴的刚度K与抗弯截面惯性矩I成正比，与直径之间有下列关系： ;当d/D≤0.5～0.6时，K空与K实相差小，即内孔d对主轴的刚度降低的影响很小 当d/D=0.7时，刚度降低约25％ 因此，为了不致于过分地削弱主轴刚度，一般应使d/D＜0.7 还应考虑主轴后轴颈处壁厚是否足够;3．主轴前端悬伸量的选择;4．主轴合理跨距的选择;前已述及主轴组件的刚度K=F/y，其倒数y/F称为柔度。 ;;;最佳跨距和合理跨距;;四 主轴滚动轴承;（一）主轴部件主支承常用的滚动轴承 （1）角接触球轴承 （2）双列短圆柱滚子轴承 （3）圆锥滚子轴承 （4）推力轴承 （5）双向推力角接触球轴承 （6）陶瓷滚动轴承 （7）磁浮轴承;;;磁浮轴承的工作原理;磁浮轴承的控制框图;磁浮轴承主轴的结构;;;;;对于圆柱滚子轴承 通常用轴向移动轴承内圈来实现调整的 图a结构最简单，但控制预紧量较困难，当预紧量过大时松卸轴承不方便。 ;对于角接触球轴承;;四 主轴滑动轴承;固定多油楔滑动轴承;活动多油楔滑动轴承;定压式静压轴承;第2节 支承件设计; 一 支承件的功能和应满足的基本要求;二 支承件的结构设计;一、设计步骤;机床根据其所受的载荷的特点，可分为三大类: 中、小型机床 ——载荷以切削力为主 精密和高精度机床 —— 以精加工为主，切削力较小 载荷以移动件的重力和热应力为主 大型机床 ——工件重，切削力较大，移动件的重量也较大 载荷必须同时考虑工件重力、切削力和移动件的重力。;例 摇臂钻床的受力分析; 摇臂的受力分析;支承件的静刚度;（一）自身刚度;（二）局部刚度;（三）接触刚度;一、提高支承件自身刚度;;;小结;2 合理布置隔板;;3 合理开孔和加盖;;小结;二、提高局部刚度;三、提高接触刚度;1 导轨面和重要的固定结合面必须配刮或配磨 配刮时，每25×25mm2： 高精度机床为12点 精密机床为8点 普???机床为6点 并使接触点均匀分布 固定结合面配磨时，表面粗糙度值应小Ra1.6;2 以固定螺钉连接时通常应使接触面间的平均预压压强不得小于2MPa，以消除表面微观不平度的影响。 并据此确定固定螺钉的直径、数量、布置位置以及拧紧螺钉时施加的力。 不能用活扳手来拧紧螺钉 用测力扳手 决定固定螺钉的直径、数量、 距离、以及拧螺钉时的力矩 ; 三 支承件的材料;;四 提高支承件结构性能的材料措施;;; 第3节 导轨设计 ;一 导轨的功用、分类和基本要求;（一）导轨的功用和分类;分类：; 2）按摩擦性质分;3） 按受力情况分;（二）导轨应满足的基本要求; 二.导轨的截面形状选择和导轨间隙的调整; 1.直线运动导轨的截面形状;（一）截面形状;;1、三角形导轨;2、矩形导轨;3、燕尾形导轨;4、圆柱形导轨;从限制自由度的角度出发，采用一条导轨即可。 用一条导轨，移动部件无法承受颠覆力矩 直线运动导轨一般由两条导轨组合 重型机床，常用三条或三条以上导轨的组合;双三角形组合;双矩形组合;窄导向——用一条导 轨面的两侧面导向 导向精度高 宽导向——用两条导 轨面的两外侧面导向 ;三角形一矩形组合;双燕尾形组合;燕尾形一矩形组合;双圆柱形组合; 3.回转运动导轨的截面形状;1、平面环形导轨;2、锥面环形导轨;3、双锥面导轨;导轨接合面之间都存在间隙 间隙过小，增加运动阻力，加速导轨磨损 间隙过大，降低导向精度，容易产生振动 调整方法：压板和镶条; 1．压板 压板用于调整间隙和承受颠覆力矩; 2．镶条 镶条用来调整矩形和燕尾形导轨的侧面间隙，以保证导轨面的正常接触。 常用的镶条有平镶条和斜镶条两种。 ;斜镶条; 三 导轨的结构类型和特点; ;;;;（四）滚动导轨;1、滚珠导轨;2、滚柱导轨;;3、滚针导轨;;滚动导轨块;滚动导轨的预紧;（五）滑动导轨的验算;1 验算的步骤;2 导轨压强的分布;由于力F与力矩M 同时作用，因此导轨所承受的最大、最小、平均压强分别为 ;压强出现的四种情况; 四 提高导轨精度、刚度和耐磨性的措施;;第4节 机床刀架