【正文】 差的選擇可參見有關軸承公差與配合的國家標準。主要出發(fā)點是考慮軸和孔的精度應與軸承的精度等級相匹配。一般C級、D級軸承對加工用主軸部件軸配合用JJSJJSKK6等，而對于C、D級軸承的箱體孔用KJJSKJ7。六、軸承間隙的調整 為了提高主軸的回轉精度和剛度，主軸軸承的間隙應能調整，調整的效果應使軸承獲得合適的負間隙（過盈），形成一定的予緊力，使軸承內部產生接觸變形，使剛度、回轉精度、壽命、噪音、抗震性都有所改善。這里應當指出的是過大的予緊力對于剛度的再提高沒有明顯的效果，反而會出現磨損、發(fā)熱、噪音變大、軸承壽命降低。軸承間隙的調整量應當能在各方面準確的控制，調整機構的結構不能太復雜。 對于絲杠支承、傳動軸支承的軸承間隙調整也都有上述問題。這里應當注意的是，調整螺母的端面應于螺紋中心線垂直，隔套兩個端面應有較高的平行度要求。隔套越長，誤差影響越小，否則有可能將軸承壓偏而破壞精度。 傳動軸廣泛采用滾動軸承做支承。軸上安裝傳動輪（皮帶輪、齒輪、鍵輪、離合器、制動器、連軸器等）傳動軸必須保證這些傳動件或機構正常工作，保證的條件就是傳動軸必須有足夠的強度和剛度。若剛度不足其撓度和傾角扭轉過大，使齒輪嚙合不良，軸承工作條件惡化。對蝸輪傳動中的蝸桿、絲杠傳動亦可以看作具有特殊要求傳動軸考慮。一、軸與傳動件的連接 齒輪、皮帶、鏈輪、離合器等與軸連接一般使用平鍵或花鍵。花鍵按國家標準選取設計。平鍵一般用一個或兩個（相隔180度布置），兩個鍵平衡好，平鍵高度較低可使輪槽不太深，以保證輪轂厚度。軸可以是光軸或花鍵軸，工藝加工用專用機床無困難，花鍵軸承載能力強，裝配比單鍵軸方便。二、軸的軸向定位 傳動軸必須在箱體內保證相對位置，才能保證在軸上各傳動件的位置正確性。不論軸是否旋轉或是否受軸向力后必須有軸向定位，對受軸向力的軸其軸向定位尤為重要。這里所指的軸向定位是指軸在箱體上的定位。也是指軸承在軸上的定位。在選擇定位方式時應注意：①軸的長度較長時，要考慮受熱伸長，宜一端固定。②軸承間隙是否需要調整根據實際情況決定，采用兩端固定時、軸的回轉精度要求高時、軸的受力變化較大時，應設計軸向和徑向間隙調整環(huán)節(jié)。③整根軸的軸向位置是否需要調整時應看軸的受力情況，當軸受軸向力時，軸的位置不必調整，但軸承間隙應調整。④在選擇定位元件時要考慮軸向力的大小及加工裝配的工藝性。一般有軸向力時，不能用彈性卡圈固定。⑤對于不做回轉運動的軸，必須設置防轉元件，并且軸向也必須定位。在傳動軸或主軸上裝有皮帶輪時，一定要考慮載荷的大小及是否需要設置卸載結構。一般裝在主軸上的皮帶輪多采用卸載結構。 滾動絲杠副作為把旋轉運動變?yōu)橹本€運動的機械元件廣泛應用在各種機械上，尤其在數控裝置及數控機床上應用更廣泛。在結構設計上必須考慮提高絲杠的支承剛度，才能使直線位移運動準確及位置定位準確，絲杠可以看作具有軸向力較大的旋轉轉動軸。絲杠上除了螺母及傳動齒輪一般沒有其它傳動元件，所以除了具有一般傳動軸的要求外，還必須具有如下幾點：（1）絲杠上軸承間隙必須調整，以提高綜合剛度。（2）消除螺母與絲杠間的傳動間隙。（3）減小運動的轉動慣量。（4）減少摩擦阻力（包括工作臺及導軌的摩擦）一、滾動絲杠的選用 選擇滾動絲杠主要是確定螺距、名義直徑和最大軸向力，根據具體使用條件和規(guī)格尺寸，從國家標準中給出的系列規(guī)格選用，不必自行設計（但絲杠的作用長度，行程長度及結構長度還是由設計者根據使用范圍確定）。絲杠的精度等級根據制造誤差的大小，經檢定后分為四個等級：普通級（P）、標準級（B）、精密級（J）、超精級（C），其中P級常用于普通傳動，而B級常用于一般數控機械的位置定位，J 級用于精密機床的數字控制高精度使用。 C級多用于精度很高的數控加工中心等。螺距由定位精度要求確定，傳動精度越高，螺距越應選小。但隨著螺距的減小，滾珠直徑將減小，承載能力將顯著下降，當絲杠名義直徑一定時，螺距越小傳動效率越低。所以在滿足轉動精度的條件下，盡量選取同一名義直徑規(guī)格的最大螺距。名義直徑指滾珠中心圓的直徑。可以按實際承受的載荷選?。ń浽O計計算后）為了滿足傳動精度和穩(wěn)定性要求通常應大于絲杠長度的1/30。數控機床常用直徑為30~80mm。二、滾珠絲杠的支承安裝方式 這里主要是指軸承的配置、支承形式及軸承的予緊三個方面。前面的原理方案已講過，用于垂直升降或水平放置的高速大慣量傳動中，必須加鎖緊裝置。鎖緊裝置可以由超離合器和電磁摩擦離合器等元件組件。三、滾珠絲杠的防護 對于滾珠絲杠必須防止贓物、灰塵等落入滾道內造成磨損及紡礙滾動體（滾珠）的正常運轉。通常采用毛氈圈對滾動螺母進行密封。毛氈圈的厚度誒螺距的23倍。使之緊密的包住絲杠。對于暴露在外面的一般采用螺旋鋼帶、伸縮套筒、錐形套筒及迭式塑料或人造革等形式的防護罩，以防止塵埃和磨粒贓物等粘附到絲杠表面。加防護套后會使絲杠有效空間長度增加。167。 齒輪上傳遞運動，力和力矩，改變運動方向和變速用的機械元件在機械領域內應用十分廣泛。由于應用的場合及目的不一樣，所以在設計時各有側重。例如齒輪在制造和安裝時存在的誤差、使作用在一個齒輪上的載荷是變化的，這就不可避免地要產生動載荷，從而引起震動和噪音。噪音的大小與齒輪的精度和圓周速度有關。圓周速度越大噪音也就越大，對于傳遞精度的齒輪圓周速度不是主要的，而制造精度和耐磨性很重要。對于傳遞載荷的齒輪，主要是它的強度和剛度。而對于傳遞運動的齒輪兩個方面都很重要。所以在使用中要正確選擇齒輪的精度等級。常用的等級有877DC、766DC、655DC，當精度等級由766提高到655時，制造成本將大大提高。例如8級精度用滾齒，扦齒制造；7級精度用剃齒，珩齒制造；6級精度需要精密滾齒、磨齒加工；5級精度需精密磨齒加工。這樣工藝路線越來越長，并增加熱處理和改變齒輪材料，使用貴重精密設備等，使成本大幅度提高。 為了便于齒輪的加工，必須正確設計齒輪的各部尺寸。如空槽，DK5~8MM,齒輪B=6~10MM，模數小時或單片齒輪時取大值，模數大或多聯齒輪時取小值。為了減少轉動慣量可以適當減少齒輪基體的厚度。 當多聯齒輪不便于做成整體時，可以用組合齒輪，即每個齒輪都做成單片的然后用浮動連接、焊接鉚接、鍵連接等方法聯結在一起變?yōu)榻M合齒輪。對于齒輪的材料，常用高碳鋼、合金結構鋼、鑄鐵及工程塑料等，根據具體設計要求而定。 要保證齒輪的正確嚙合，齒輪在軸上的位置必須有可靠的定位和固定。對于軸向定位連接方式常用定位檔圈、定位孔，保證在裝配時最后調整確定。固定在軸上的齒輪軸向定位常用的方法及結構見圖。 這里推廣一種叫做無鍵連接方式，特點是不必加工花鍵或鍵槽，而使用錐形夾環(huán)，利用摩擦力來夾緊光軸，獲得軸向力矩的傳遞和軸向固定。 在伺服進給傳動中，無論是開環(huán)控制還是閉環(huán)控制，在機械傳動設計上都要求無間隙，低摩擦，低慣量，高剛度等，為了消除間隙，減少反向死區(qū)誤差，所以在結構上必須給予解決。167。 導軌是機械上不可缺少的導向部件，它的制造精度直接影響到機械本身及被加工對象的精度。它的耐磨性直接影響到使用壽命。導軌上的摩擦力直接影響到輸入扭距的大小及能源消耗。導軌上的各部件的剛性直接影響到機械的精度和運動的平穩(wěn)性。所以導軌設計是非常重要的。 在我國對導軌設計、計算、理論研究方面進行的不多。在實際設計時也較少對導軌進行計算，但必須指出，如果設計導軌時缺乏正確的理論指導，估計是不合理的。即使選用了耐磨材料，進行精加工，也不能保證導軌的耐磨性及精度保持性。一、直線移動部件分類按照摩擦性質分：普通滑動摩擦導軌副、流體靜壓導軌（液、氣）、滾動摩擦導軌副按照截面形狀分：三角形、矩形、圓型、燕尾形（可以任意兩兩組合）按照結構特點分：開式導軌（力封式）、閉式導軌（自封式）二、各種摩擦性質的導軌特點普通滑動導軌：摩擦力較大、工藝簡單、結構簡單、承載能力高、磨損較快、低速容易出現爬行。用途廣泛。液體靜壓導軌：工作原理與靜壓軸承相同；結構復雜、成本高、工藝性不好、導向精度高、承載能力較大（但不能承受沖擊載荷）、無摩擦、無磨損。僅用于大型精密鏜銑床等精密機床。氣體靜壓導軌：基本特點與液體靜壓導軌相同，但承載能力小于液體靜壓導軌，摩擦力比液體靜壓導軌更??；容易出現銹蝕。僅用于大型精密計量儀器。（如：三坐標測量機）滾動導軌：摩擦力小、磨損小、導向精度高、壽命長、結構較復雜、承載能力有限、行程長。應用于各種精密設備，目前價格還較貴，但因其良好的精度與工藝性，所以正在得到越來越廣泛的使用。彈性導軌：基本原理是利用一對彈簧片一端固定、另一端與動導軌相連，在外力作用下依靠彈簧片變形是動導軌移動。這類導軌的特點為：摩擦力極小、運動靈敏、導向精度高（一定范圍內基本沒有誤差）、行程小（一般小于5mm）、抗干擾差、結構簡單、工藝性好。用于計量儀器的測頭。三、直線滾動導軌副直線滾動導軌副是近年發(fā)展起來的一種新型導軌部件，它具有承載能力較大、導向精度高、摩擦系數小、易安裝、免調整等眾多優(yōu)點。自從進入市場以來，現已在眾多領域幾乎所有機械設備上都可見到其使用的范例。常用于滑動導軌的有：1釩鈦耐磨鑄鐵 2磷銅鈦耐磨鑄鐵 3稀土鑄鐵4球墨鑄鐵 5中碳鋼 6滾動軸承鋼7聚四佛塑料及其合成青鋼填料的塑精導軌板常用于滾動導軌的材料有：滾動軸承鋼（GCR1GCR20）圓柱形：結構簡單、加工精度高、間隙不可調；三角形：結構較簡單、可自動補償磨損、制造較困難；矩形：制造工藝性好、間隙可調、承導面分開、結構復雜；燕尾形：結構緊湊、調隙方便、摩擦力較大、高度低、工藝性不好；直線滾動導軌副的橫截面形狀主要分為圓形和矩形兩種。圓形截面直線滾動導軌副又稱為直線軸承主要特點為體積較小、安裝方便，但承載能力較低、不能單獨使用，而矩形截面直線滾動導軌副可單獨使用，其他特點前面已經說明。鑲條調整：分為直鑲條、斜鑲條；主要用于調整側隙。壓板調整：用于防止傾覆。過盈配合：用于滾動導軌，間隙不可調。偏心調整：用于滾動軸承導軌。（以直線滾動導軌為例）一、直線運動系統(tǒng)所承受的載荷直線運動系統(tǒng)所承受的載荷受下列各種因素的影響：配置形式（水平、豎直、橫排……等），移動件的重心和受力點的位置，導軌上移動牽引力的作用點，起動及停止時的慣性以及切削阻力的作用等。選定直線導軌時，充分考慮這些條件，要計算：W承受載荷（kgf）、Vn速度（mm/sec）、F推力（kgf）、Pn徑向作用載荷（kgf）、Ln距離（mm）、Pnt水平方向作用載荷（kgf）、Pm平均載荷二、算出計算載荷：載荷分段變動的計算載荷式中：Pn對應行程Ln內的載荷 （KN）、Ln分段行程、L全行程，等于∑Ln載荷呈線性變化時的計算載荷Pa=(Pmin+2Pmax)/3 (KN)載荷呈半波正弦曲線變化的計算載荷：Pa= (KN)載荷呈全波正弦曲線變化的計算載荷：Pa= (KN)同時承受垂直方向載荷Pv和水平主向載荷PH時的計算載荷： 同時承受扭矩M時的計算載荷： 式中：Po外載荷 、Co額定靜載荷、M外載扭矩、Mt額定扭矩三、選擇導軌型號目前世界公認較好的直線滾動導軌生產廠為日本的NHK公司；我國的南京工藝裝備廠、山東濟寧博特精密絲杠制造有限公司等都是國內生產質量較好的公司。由于各公司導軌編號規(guī)則不一致，因此設計時具體性好可去相關生產廠的網站上查詢。167。、密封、防塵等問題的設計 各種傳動部件，尤其是軸承、導軌、齒輪、呂輪等潤滑。密封防護問題是決定機械正常運動、保持可靠工作、運轉及移動的靈敏，減少磨損、減少發(fā)熱的關鍵設計問題。雖不象主功能顯得及其重要，但任何機械運動不可忽略缺少的設計環(huán)節(jié)。因而針對不同運動和速度及周圍的工作條件和環(huán)境，必須選擇不同方法和結構進行設計，直至達到要求為止。 常用潤滑方法有很多，例如滴油潤滑，要設置油環(huán)、油盅、油孔、油管等。噴油潤滑要設置油泵、管路、噴嘴等。并且只要是稀油潤滑還要考慮回油的方法和措施。密封的主要作用是防止泄露，以保證有充分的條件使機械正常工作和不污染環(huán)境。例如主軸的密封：主軸轉速高，必須保證充分潤滑。一般常用單獨的油管將油引到軸承處。而主軸又是伸到外面的軸，防止漏油更為重要和困難。防止措施有兩種：一是堵，家密封裝置，防止油外流。二是疏導，在適當的地方做出油路，使油能順利的流回油箱。 導軌密封是為了不讓灰塵和鐵肖等雜物進入導軌面而混入潤滑油內。，防止破壞導軌工作面。常用刮板和防塵罩等結構措施來保護。167。一、結構設計中的工藝性及材料問題 在結構設計中必須考慮結構的工藝性，在保證使用功能的前提下，力求所設計的結構制造加工容易、方便、提高生產率、降低材料消耗，是生產成本降低到最低，要注意以下幾點：1全面考慮結構工藝性：使設計的結構即要制造工藝方便，又要使制造者方便，更多的考慮是要使人方便。2考慮制造過程的方便：生產批量不同，結構工藝也有很大不同，機床的床身大批量生產時，可用金屬型模鑄造，中小批量可以使用砂型鑄造。單件、少量可用焊接制造。3考慮降低成本的結構工藝性：結構設計要求使用工藝簡單、方便，最終是為了降低成本?？梢詮倪x擇適當的毛坯制造方法和機械加工方法及設計出易于加工的零件形狀、尺寸及裝卡夾緊的條件和拆卸方法等。 關于材料的選擇不僅考慮材料的力學性能，同時還必須考慮其它材料的加工性能。如可容性、延展性、可塑性、切削性、耐熱性等還要考慮材料的使用性，如強度、剛度、硬度、導熱、導電、抗震、耐磨、耐腐蝕性等。雖然采用的材料大部分是金屬材料。非金屬材料也必須給予足夠的重視，非金屬材料的應用日益發(fā)展