【正文】 主軸懸伸量的大小往往收結(jié)構(gòu)限制，主要取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)形式及尺寸、刀具或夾具的安裝方式、前軸承的類型及配置、潤滑與密封裝置的結(jié)構(gòu)尺寸等。主軸設(shè)計時，在滿足結(jié)構(gòu)的前提下，應(yīng)最大限度的縮短主軸懸伸量a。根據(jù)結(jié)構(gòu),定懸伸長度。 當(dāng)前，多數(shù)機床的主軸采用前后兩個支撐，結(jié)構(gòu)簡單，制造、裝配方便，容易保證精度，但是，由于兩支撐主軸的最佳支距一般較短，結(jié)構(gòu)設(shè)計難于實現(xiàn)，故采用三支撐結(jié)構(gòu)。要比前后支距地影響大得多，因此，需要合理確定。為了使主軸組件獲得很高的剛度可抗震性，前中之距可按兩支撐主軸的最佳只距來選取。 由于三支撐的前后支距對主軸組件的性能影響較小，可根據(jù)結(jié)構(gòu)情況適當(dāng)確定。如果為了提高主軸的工作平穩(wěn)性，前后支距可適當(dāng)加大，如取。采用三支撐結(jié)構(gòu)時，一般不應(yīng)該把三個支撐處的軸承同時預(yù)緊，否則因箱孔及有關(guān)零件的制造誤差，會造成無法裝配或影響正常運作。因此為了保證主軸組件的剛度和旋轉(zhuǎn)精度，在三支撐中，其中兩個支撐需要預(yù)緊，稱為緊支撐；另外一個支撐必須具有較大的間隙，即處于“浮動”狀態(tài)，稱為松支撐，顯然，其中一個緊支撐必須是前支撐，否則前支撐即使存有微小間隙，也會使主軸組件的動態(tài)特性大為降低。試驗表明，前中支撐為緊支撐、后支撐位松支撐，要比前后支撐位緊支撐、中支撐為松支撐的結(jié)構(gòu)靜態(tài)特性顯著提高。 ⑴考慮機械效率，主軸最大輸出轉(zhuǎn)距.床身上最大加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的50到60%,即加工工件直徑取為160mm,. [2]計算切削力 前后支撐力分別設(shè)為,. ⑶軸承剛度的計算根據(jù)式《結(jié)構(gòu)設(shè)計》（方鍵主編）（61）有： 查《結(jié)構(gòu)設(shè)計》（方鍵主編）表611得軸承根子有效長度、球數(shù)和列數(shù)： 再帶入剛度公式： ；⑷主軸當(dāng)量直徑 ； ⑸主軸慣性矩 ； ⑹計算最佳跨距 設(shè)： 查《金屬切削機床設(shè)計》（314）；式中 ∴ ∴式中： 機床在切削加工過程中，主軸的負(fù)荷較重，而允許的變形由很小，因此決定主軸結(jié)構(gòu)尺寸的主要因素是它的變形大小。對于普通機床的主軸，一般只進(jìn)行剛度驗算。通常能滿足剛度要求的主軸，也能滿足強度要求。只有重載荷的機床的主軸才進(jìn)行強度驗算。對于高速主軸，還要進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的驗算，以免發(fā)生共振。 一彎曲變形為主的機床主軸(如車床、銑床)，需要進(jìn)行彎曲剛度驗算，以扭轉(zhuǎn)變形為主的機床（如鉆床），需要進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剛度驗算。當(dāng)前主軸組件剛度驗算方法較多，沒能統(tǒng)一，還屬近似計算，剛度的允許值也未做規(guī)定。考慮動態(tài)因素的計算方法，如根據(jù)部產(chǎn)生切削顫動條件來確定主軸組件剛度，計算較為復(fù)雜?，F(xiàn)在仍多用靜態(tài)計算法，計算簡單，也較適用。 主軸彎曲剛度的驗算；驗算內(nèi)容有兩項：其一，驗算主軸前支撐處的變形轉(zhuǎn)角，是否滿足軸承正常工作的要求；其二，驗算主軸懸伸端處的變形位移y，是否滿足加工精度的要求。對于粗加工機床需要驗算、y值；對于精加工或半精加工機床值需驗算y值；對于可進(jìn)行粗加工由能進(jìn)行半精的機床（如臥式車床），需要驗算值，同時還需要按不同加工條件驗算y值。 支撐主軸組件的剛度驗算，可按兩支撐結(jié)構(gòu)近似計算。如前后支撐為緊支撐、中間支撐位松支撐，可舍棄中間支撐不計（因軸承間隙較大，主要起阻尼作用，對剛度影響較?。蝗羟爸兄挝痪o支撐、后支撐為松支撐時，可將前中支距當(dāng)做兩支撐的之距計算，中后支撐段主軸不計。 機床在切削加工過程中，主軸的負(fù)荷較重，而允許的變形由很小，因此決定主軸結(jié)構(gòu)尺寸的主要因素是它的變形大小。對于普通機床的主軸，一般只進(jìn)行剛度驗算。通常能滿足剛度要求的主軸，也能滿足強度要求。只有重載荷的機床的主軸才進(jìn)行強度驗算。對于高速主軸，還要進(jìn)行臨界轉(zhuǎn)速的驗算，以免發(fā)生共振。 一彎曲變形為主的機床主軸(如車床、銑床)，需要進(jìn)行彎曲剛度驗算，以扭轉(zhuǎn)變形為主的機床（如鉆床），需要進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剛度驗算。當(dāng)前主軸組件剛度驗算方法較多，沒能統(tǒng)一，還屬近似計算，剛度的允許值也未做規(guī)定。考慮動態(tài)因素的計算方法，如根據(jù)部產(chǎn)生切削顫動條件來確定主軸組件剛度，計算較為復(fù)雜?，F(xiàn)在仍多用靜態(tài)計算法，計算簡單，也較適用。 主軸彎曲剛度的驗算；驗算內(nèi)容有兩項：其一，驗算主軸前支撐處的變形轉(zhuǎn)角，是否滿足軸承正常工作的要求；其二，驗算主軸懸伸端處的變形位移y，是否滿足加工精度的要求。對于粗加工機床需要驗算、y值；對于精加工或半精加工機床值需驗算y值；對于可進(jìn)行粗加工由能進(jìn)行半精的機床（如臥式車床），需要驗算值，同時還需要按不同加工條件驗算y值。 支撐主軸組件的剛度驗算，可按兩支撐結(jié)構(gòu)近似計算。如前后支撐為緊支撐、中間支撐位松支撐，可舍棄中間支撐不計（因軸承間隙較大，主要起阻尼作用，對剛度影響較?。?；若前中支撐位緊支撐、后支撐為松支撐時，可將前中支距當(dāng)做兩支撐的之距計算，中后支撐段主軸不計。 機床粗加工時，主軸的變形最大，主軸前支撐處的轉(zhuǎn)角有可能超過允許值，故應(yīng)驗算此處的轉(zhuǎn)角。因主軸中(后)支撐的變形一般較小，故可不必計算。主軸在某一平面內(nèi)的受力情況如圖在近似計算中可不計軸承變形的影響，則該平面內(nèi)主軸前支撐處的轉(zhuǎn)角用下式計算；切削力的作用點到主軸前支承支承的距離S=a+W，對于普通車床，W=，（H是車床中心高，設(shè)H=200mm)。 則： 當(dāng)量切削力的計算： 主軸慣性矩式中：∴∵∴主軸前支撐轉(zhuǎn)角滿足要求。 ①主軸 前支承：61817 :8511013。后支撐61818 :9011513。②Ⅰ軸 帶輪處軸尾和箱體處：：61806 :30427。 ③Ⅱ軸 前、后支承：61807 :35477。 ④Ⅲ軸 前、后支承：61809 :45587。 參考文獻(xiàn)[1] 馮辛安主編.《機械制造裝備設(shè)計》 第2版 大連理工大學(xué) 北京:機械工業(yè)出版社, [2] 黃如林主編.《切削加工簡明實用手冊》 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,[3] 吳宗澤主編.《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》 第三版 清華大學(xué) 北京：高等教育出版社,[4] 濮良貴主編.《機械設(shè)計》 第八版 北京：高等教育出版社,[5] 范思沖主編.《畫法幾何及機械制圖 》東南大學(xué) 北京：機械工業(yè)出版社,[6] 鄭文緯,吳克堅主編. 《機械原理 》 第七版 東南大學(xué)機械學(xué)學(xué)科組 北京：高等教育出版社,[7] 減速器實用技術(shù)手冊編輯委員會編. 《減速器實用技術(shù)手冊》 北京:機械工業(yè)出版社, 1992[8] 戴曙主編. 《金屬切削機床 》 北京:機械工業(yè)出版社, [9] 機床設(shè)計手冊編寫組主編. 《機床設(shè)計手冊》 北京:機械工業(yè)出版社, [10]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編. 《理論力學(xué)》（Ⅰ） 第六版 北京：高等教育出版社, [11]劉鴻文主編.《材料力學(xué)》(Ⅰ) 第四版 北京：高等教育出版社, [12] 機械設(shè)計手冊編委會主編. 《機械設(shè)計手冊》 [13] 成大先主編.《 機械設(shè)計手冊 》 第四版第二卷 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,[14]曹金榜等主編. 《 機床主軸變速箱設(shè)計指導(dǎo) 》 北京：機械工業(yè)出版社,1995[15] 陳易新編. 《金屬切削機床課程設(shè)計指導(dǎo)書 》 北京：機械工業(yè)出版社，1993[16]方鍵主編. 《結(jié)構(gòu)設(shè)計 》 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006第 40 頁 共 40 頁