7第七章典型机械机构介绍技术知识.ppt

第 七 章 典型机械结构介绍;第一节 机床主轴变速箱结构介绍;一、各类机床主轴部件;1、主轴部件应满足的基本要求 （1）旋转精度。主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷、低速转动条件下，在安装工件或刀具的主轴部件的径向和端面圆跳动。 旋转精度取决于主轴、轴承、箱体孔等的制造、装配和调整精度。如主轴支承轴颈的圆度、轴承滚道及滚子的圆度、主轴及随其回转零件的动平衡等因素，均可造成径向圆跳动；轴承支承端面、主轴轴肩及相关零件端面对主轴回转中心线的垂直度误差，推力轴承的滚道及滚动体误差等将造成主轴端面圆跳动；主轴主要定心面（如车床主轴端得定心短锥孔和前端内锥孔）的径向圆跳动和端面圆跳动。 对于通用机床和数控机床的旋转精度，国家已有统一规定，详见各类机床的精度检验标准。 ;（2）刚度。主轴部件的刚度是指其在外加载荷作用下抵抗变形的能力，通常以主轴前端产生单位位移的弹性变形时，在位移方向上所施加的作用力来定义，如图7-1所示 图7-1 主轴部件的刚度 如果引起弹性变形的作用力是静力Fj，变形为yj则由此力和变形所确定的刚度称为静刚度，写成 ；如果引起弹性变形的作用力是交变力，其振幅为 ，则由该力和变形所确定的刚度称为动刚度，可写成 。静、动刚度的单位均为 。 主轴部件的刚度是综合刚度，它是主轴、轴承等刚度的综合反映。因此，主轴的尺寸和形状、轴承的类型和数量、预紧和配置形式、传动件的布置方式、主轴部件的制造和装配质量等都影响主轴部件的刚度。 ;（3）抗振性。主轴部件的抗振性是指抵抗受迫振动和自激振动的能力。在切削过程中，主轴部件不仅受静态力作用，同时也受冲击力和交变力的干扰，使主轴产生振动。冲击力和交变力是由材料硬度不均匀、加工余量的变化、主轴部件不平衡、轴承或齿轮存在缺陷以及切削过程中的振颤等引起。主轴部件的振动会直接影响工件的表面加工质量、刀具的使用寿命，并产生噪声。随着机床向高速、高精度发展，对抗振性要求越来越高。影响抗振性的主要因素是主轴部件的静刚度、质量分布以及阻尼。主轴部件的低阶固有频率与振型是其抗振性的主要评价指标。低阶固有频率应远高于激振频率，使其不容易发生共振。目前，抗振性的指标尚无统一标准，只有一些实验数据供设计时参考。 ;（4）温升和热变形。主轴部件运转时，因各相对运动处得摩擦生热、切削区得切削热等使主轴部件的温度升高，形状尺寸和位置发生变化，造成主轴部件的所谓热变形。主轴热变形可引起轴承间隙变化，温度升高后会使润滑油粘度降低，这些变化都会影响主轴部件的工作性能，降低加工精度。因此，各种类型机床对温升都有一定限制。如连续运转下的允许温升，高精度机床为8～10℃，精密机床为15～20℃，普通机床为30～40℃。 ;（5）精度保持性。主轴部件的精度保持性是指长期保持其原始制造精度的能力。主轴部件丧失其原始制造精度的主要原因是磨损，如主轴轴承、主轴轴颈表面、装夹工件或刀具的定位表面的磨损。磨损的速度与摩擦的种类有关，与结构特点、表面粗糙度、材料的热处理方式、润滑、防护及使用条件等许多因素有关。所以要长期保持主轴部件的精度，必须提高其耐磨性。对耐磨性影响较大的因素有主轴的材料、轴承的材料、热处理方式、轴承类型及润滑防护方式等。 ; ;;;3、主轴滚动轴承 主轴部件中最重要的组件是轴承。轴承的类型、精度、结构、配置方式、安装调整、润滑和冷却等状况，都直接影响主轴部件的工作性能。 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、使用维护方便等等。 典型的主轴轴承如第二章所示。 ;4、主轴滑动轴承 滑动轴承因具有良好的抗振性、旋转精度高、运动平稳等特点，故可应用于高速或低速的精密、高精密机床和数控机床中。 主轴滑动轴承按产生油膜的方式，可分为动压轴承和静压轴承两类。按照流体介质不同可分为液体滑动轴承和其他滑动轴承。 图7-7用于外圆磨床砂轮架主轴的固定多油楔轴承。 ; 活动多油楔利用浮动轴瓦自动调位来实现油楔，如图7-8所示。 ;;二、机床主轴箱展开图 机床上有各种运动，需要通过一系列传动件将动力源与执行件或把执行件与执行件之间连接起来，形成一个传动联系，这就是传动系统，主轴变速箱就是里面最重要的部分。而机床主轴箱是一个比较复杂的传动件，因此，在表达主轴箱各传动件的结构和装配关系时常用展开图。展开图基本上是按各传动链传递运动的先后顺序，沿轴心线剖开，并展开在一个平面上的装配图，如图7-11所示。 ;;1、CM6132变速箱展开图 如图7-12所示为CM6132变速箱装配图。 ;变速箱装在床头箱下面的床腿中。电机运