【導(dǎo)讀】二、主軸的要求及結(jié)構(gòu)·········································5

　　

【正文】 承的選擇及其配置 主軸組件的滾動(dòng)軸承既要有承受徑向載荷的徑向軸承，又要有承受兩個(gè)方向軸向載荷的推力軸承。軸承類型及型號(hào)選用主要根據(jù)主軸的剛度，承載能力，轉(zhuǎn)速，抗振性及結(jié)構(gòu)要求合理的進(jìn)行選定。 3 各軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) Ⅰ軸的一端與帶輪相連 ，將Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)草圖繪制如圖 圖 Ⅱ軸其結(jié)構(gòu)完全按標(biāo)準(zhǔn)確定，根據(jù)其周詳?shù)某叽缈蓪⒔Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 27 繪制如圖 所示： 圖 4 主軸組件的剛度和剛度損失的計(jì)算： 最佳跨距的確定： 取彈性模量 E= 10? N/ 2mm ， D=（ 90+65） /2=； 主軸截面慣距： 44 64() 1 . 6 4 1 02DdI m m? ?? ? ? 截面面積； A= 2mm 主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩： 59 5 5 0 0 0 0 5 .1 2 1 0 .n PM N m mn? ? ? / 2 0 0 2 5 6 04 5 0 / 2nznMF M N?? 128 0YzF F N?? 故總切削力為： 22 2 8 6 2 .1 7zyF F F N? ? ? 估算時(shí)，暫取 0 / 3,La? 即取 270mm 前后支承支反力 ? ? 取 ak =1033000N/mm 28 10 /bk N m m?? 3 0 .3 3 8aEIKa? ??? 則 0 / ? 則 0L =225mm 當(dāng)量切削力的計(jì)算： P=（ a=B） /a＝ 3639 對(duì)于車床 B= maxD =160mm 則水平面內(nèi)： ? 垂直面內(nèi)： ? 主軸端部的撓度計(jì)算：3 221211( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( )3p a L a a a aY E I a E A L K L K L??? ? ? ? ? ? ????? 6 10phY m m???， 7 10pvY m m??? 傳動(dòng)力的作用下，主軸端位移的計(jì)算公式見下式： 212( ) 1 ( 1 ) ( 1 )6Q b c L c a b a a bYQ E I L k L L K L???? ? ? ? ? ????? 式中：“－”號(hào)表示位移方向上與力反向， b 表示齒輪與前支承的距離， c 表示齒輪與后支承的距離，將各值帶入，得 34. 30 7 10QhY ?? ? ? 10QvY ?? ? ? 水平面內(nèi)： 10HY mm??? 垂直面內(nèi)： 77 10vY mm??? 則主軸最大端位移為： 3m ax 10Y m m??? 已知主軸最大端位移許用值為 ??y ＝ ＝ 29 則 maxY ??y ，符合要求。 主軸傾角的驗(yàn)算： 在切削力 p 的作用下主軸前軸承處的傾角為： 水平面： 57 .1 1 0 r a d3Hph p LaEI? ?? ? ? 垂直面內(nèi)： 54 .9 1 0 r a d3VpV p LaEI? ?? ? ? 傳動(dòng)力 Q 作用下主軸傾角為： 水平面內(nèi)： 53. 86 7 10QH? ?? ? ?rad 垂直面內(nèi)： 53. 46 5 10H? ?? ? ? rad 則主軸前軸承處的角為 53. 23 3 10 r a dH P H Q H? ? ? ?? ? ? ? 垂直面內(nèi)： 51. 43 5 10V P V Q V? ? ? ?? ? ? ? rad 2 2 5m a x 3 .5 3 7 1 0 r a dHV? ?? ? ? ? 故符合要求。 軸承的校核： 齒輪受切向力 2911teFN? 徑向力： 145 p N?? ；切削力 F=1310N，徑向切削力 655rF p N?? 軸向切削力 458 .5aF p N??， 轉(zhuǎn)速 n=4000r/min d=90mm 垂直面內(nèi)的受力分析： 1 66 2 1 3 .4 7450rerv FFN??? 2 384 1 2 4 2 .0 3450rerv F ??? 水平面內(nèi)的受力分析： 30 1 9 0 3 8 4 2 6 1 5 . 0 5450r terh FFFN? ? ??? 2 5 4 0 6 6 359450r terh FF? ? ??? 故合力： 1 ? 2 ? 求兩軸承的軸向力 :對(duì) 70000AC 型軸承 drF eF? 1 1 177 r rF e F F N? ? ? ? 2 2 8 879 .2d r rF e F F N? ? ? ? 12 a dF F F N? ? ? 22 879 .2adF F N?? 10 12108aFc ? 228 7 9 .2 0 .0 1 94 6 .2aFc ??兩次計(jì)算的差值不大，因此，確定?? ， 當(dāng)量動(dòng)載荷 ： 1 11 1 3 3 7 .7 0 .5 0 92 6 2 3 .7arF eF ? ? ? 1 128 7 9 .2 0 .6 81 2 9 2 .8 9arF eF ? ? ? 對(duì)兩軸承取 X=1， Y=0； X=1， Y=0； 由載荷性質(zhì)，輕載有沖擊故取 ? 當(dāng)量載荷： 31 1 1 1( ) 1. 5 26 23 .7 39 35 .6prp f X F N? ? ? ? 2 2 2( ) 12 92 .89 19 39 .3prp f X F N? ? ? ?。 因?yàn)?12pp? 所以可知其壽命6110 ( ) 1 4 3 3 4 660h cLhnp ??? 軸承也符合剛度要求。 第八章 主軸組件的潤(rùn)滑和密封 潤(rùn)滑的作用是減少摩擦、降低溫升并與密封裝置一起保護(hù)軸承不受外物的損傷與腐蝕。潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方式?jīng)Q定于軸承的類型、速度和工作負(fù)荷。如果選擇合適，可以降低軸承的工作溫度和延長(zhǎng)使用壽命。 滾動(dòng)軸承可以用潤(rùn)滑脂或潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。在速度較低時(shí)，用潤(rùn)滑脂比用潤(rùn)滑油溫升低；速度較高時(shí)，用油潤(rùn)滑較好。 脂潤(rùn)滑使用方便，不需要供油管路和系統(tǒng)，沒有漏油問題。如果轉(zhuǎn)速不太高（數(shù)值可查軸承樣本），滾動(dòng)軸承應(yīng)盡量采用脂潤(rùn)滑，特 別是立式主軸或裝在套筒內(nèi)可以伸縮的主軸（如鉆床、坐標(biāo)鏜床、加工中心等的主軸）。 潤(rùn)滑脂使用期限長(zhǎng)，如果轉(zhuǎn)速不超極限值，一次充填可使用 2021h以上。只要密封良好，不讓灰塵、油污進(jìn)入軸承，一次充填可一直用到大修時(shí)才更換，中間不需填充。 潤(rùn)滑脂填充量不宜過多，尤其不能填滿軸承空間。否則將引起過多的發(fā)熱，并油可能使脂熔化流出。 32 潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承所需的油量很少，約每分鐘 1～ 5 滴。若油量增大，則由于攪拌作用會(huì)使溫度升高。油量增加過大，則冷卻作用為主，溫度會(huì)下降，但能耗卻加大了。常用油的粘度為 12mm2 /s～ 30mm2 /s(40? C 時(shí) )。 高速主軸（如角接觸球軸承 md n? 106mm r/min），發(fā)熱較多。為控制其溫升，希望潤(rùn)滑時(shí)兼起冷卻的作用。采用油潤(rùn)滑，用空氣冷卻的方法。常用油霧和油氣潤(rùn)滑。 由于主軸前端采用了 角接觸球軸承 ，速度較高，致使發(fā)熱較多，所以采用油潤(rùn)滑，在潤(rùn)滑時(shí)也起冷卻的作用。后端采用的是 曲路（迷宮）密封 為防止油液外漏，用脂潤(rùn)滑 雙列圓柱滾子軸承 。 主軸組件密封主要是防止油外泄和塵埃、屑末進(jìn)入。 密封的類型很多，兩個(gè)具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合面之間必然有間隙，它們之間的密封稱為動(dòng)密封。兩個(gè)相對(duì)靜止不動(dòng)的結(jié)合面之間的密封稱為靜密封。靜密封有研磨面密封、墊片密封、密封膠密封等。 在本設(shè)計(jì)中軸承端蓋與箱體之間的密封屬于靜密封，采用紙封油墊配合緊定螺釘進(jìn)行密封，之所以采用此種密封是由于研磨面密封適用與結(jié)合面加工平整、光潔，但本設(shè)計(jì)箱體為鑄造 ，不合適；而密封膠密封又不便端蓋拆卸。 前、后端軸承端蓋通孔和軸之間的密封屬于動(dòng)密封。前端軸承為 角接觸球軸承 ，轉(zhuǎn)速較高，采用油潤(rùn)滑，為防止油液甩出，此處采用了氈圈油封；后端軸承用脂潤(rùn)滑，此處用迷宮式密封，利用其節(jié)流的作用達(dá) 33 到密封的效果，且間隙中充滿著潤(rùn)滑脂，密封效果更好。 34 設(shè)計(jì)心得 在研究了數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)及加工特點(diǎn)的前提下，分析了車床的制造和裝配的精度基礎(chǔ)上，提出了 CK6140型數(shù)控車床的整體結(jié)構(gòu)裝配特點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了主軸結(jié)構(gòu)及前后支承的結(jié)構(gòu)解決了回轉(zhuǎn)精度、抗振性、及熱變形 等問題，達(dá)到了設(shè)計(jì)前要求的加工精度目的，取得了高效經(jīng)濟(jì)的效果。 通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅加深了對(duì) CK6140數(shù)控車床主軸理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，而且我還學(xué)會(huì)了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。也讓我深刻意識(shí)到了書到用時(shí)方恨少，平時(shí)學(xué)的東西，真正拿出來作為理論指導(dǎo)的時(shí)候，才知道自己所掌握的東西竟然如此的缺乏。同時(shí)，更重要的是，我在這一設(shè)計(jì)過程中，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持不懈，不輕易言棄。設(shè)計(jì)過程，也好比是我們?nèi)祟惓砷L(zhǎng)的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對(duì)我們提出了挑戰(zhàn)，勇敢過，也戰(zhàn) 勝了，勝利的鐘聲也就一定會(huì)為我們而敲響。 在本次設(shè)計(jì)中，我查閱了大量的資料。通過本次設(shè)計(jì)，使我懂得了怎么樣去查閱各種資料，懂得了利用學(xué)過的知識(shí)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算。但是在這次設(shè)計(jì)中我遇到了很多問題，這些問題是我以前從沒有遇到的，他對(duì)我的設(shè)計(jì)進(jìn)度影響很大，我無論怎么想都找不到解決的辦法，于是我就向我們的設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師請(qǐng)教，在老師的解說下，我解決了這些問題，而且從中收益很多。為今后從事本專業(yè)的設(shè)計(jì)工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。 在此， 特別感謝老師給我的悉心指導(dǎo)，還有其他老師給我在設(shè)計(jì)方面給予的幫助。我覺得通過這次設(shè)計(jì)，讓我了解 了設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，在 35 設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足和不少的漏洞 ， 讓我自己能夠在以后加以改正 ， 在今后的工作中能夠更好的發(fā)揮在大學(xué) 三 年中 所學(xué) 的知識(shí)，在以后的工作中能夠做的更好。 當(dāng)然，我的設(shè)計(jì)還存在著一些缺陷， 在本次設(shè)計(jì)中由于我的水平有限，所以只對(duì)主軸部分進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，其他部分只進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。 在此懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。這次設(shè)計(jì)也讓我懂得細(xì)節(jié)決定成敗，在以后的設(shè)計(jì)中我會(huì)嚴(yán)格吸取教訓(xùn)，做的更好！ 36 參考文獻(xiàn) .實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].沈陽 :遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 ,1997. 編 .機(jī)械制造技術(shù)裝備設(shè)計(jì) [M].天津 :天津大學(xué)出版社 ,2021. .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021 . .現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床設(shè)備 [M].北京 :國(guó)防出版社 ,2021. .現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021. 主編 .新編機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) (上下冊(cè) ) [M].北京 :學(xué)苑出版社 ,. 主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制 [M].蘭州 ： 蘭州大學(xué)出版社 ,. 主編 .液壓與氣壓傳動(dòng) (第二版 )[M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,. 10 .胡家秀 主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) [M].北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ,. 11 .胡家秀 主編 .簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,. 12 .王茂元 主編 .機(jī)械制造技術(shù) [M].北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ,. 13. 楊黎明、黃凱、李思至、陳仕賢 .機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京 :國(guó)防工業(yè)出版社 ,. 14. 吳宗澤，羅圣國(guó) 主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) (第二版 ) [M].北京高等教育出版社 ,.