【正文】 ；受軸向力時，用推力軸承；徑向力和周向力聯(lián)合作用時，用向心推力軸承；大?。菏艿捷^大載荷時，可用滾子軸承，或尺寸系列較大的軸承；受到較小載荷時，可用球軸承，或尺寸系列較小的軸承（2）考慮對軸承尺寸的限制　　當對軸承的徑向尺寸嚴格限制時，可選用滾針軸承； （3）考慮軸承的轉速　　一般來講，球軸承比滾子軸承能適應更高的轉速，輕系列的軸承比重系列的軸承能適應更高的轉速；此外，各類推力軸承的極限轉速很低，不易用于高轉速的情況。其功能是在保證軸承有足夠壽命的條件下，用以支承軸及軸上的零件，并與機座作相對旋轉、擺動等運動，使轉動副之間的摩擦盡量降低，以獲得較高傳動效率。在近五年中，我國的該項技術也取得了長足的進步。3 電主軸軸承技術高速加工技術越來越受到人們的關注，它不僅可獲得更大的生產(chǎn)率，而且還可獲得很高的加工質量，并可降低生產(chǎn)成本，因而被認為是21世紀最有發(fā)展前途的先進制造技術之一。⑤定位可靠，可提高主軸的剛度。③過盈套質量均勻，主軸動平衡易得到保證。階梯過盈套作為定位緊固元件，與螺紋聯(lián)結及鍵聯(lián)結相比有以下優(yōu)點：①不會在軸上產(chǎn)生彎曲和扭轉應力，因而對軸的旋轉精度沒有影響。第三，主軸在高速下運轉時，動平衡要求非常高，電機轉子與機床主軸之間不宜采用鍵聯(lián)結來傳遞扭矩。對電主軸進行結構設計時，需要考慮以下幾個問題：首先，它是一種精密部件，主軸軸承需要調整或更換，要求軸上零件便于裝拆。 圖22軸向定位 電主軸過盈聯(lián)結裝置的設計高速主軸單元是機床實現(xiàn)高速切削的關鍵。這種結構對主軸和刀柄連接處的公差帶要求特別嚴格，僅為2～6μm，由于短錐嚴格的公差和具有彈性的薄壁，在拉桿軸向拉力的作用下，短錐會產(chǎn)生一定的收縮，所以刀柄的短錐和法蘭端面較容易與主軸相應的結合面緊密接觸，實現(xiàn)錐面與端面同時定位，因而具有很高的連接精度和剛度。 在眾多的高速刀/軸連接方案中，已被DIN標準化的HSK短錐刀柄結構比較適合高速主軸。結合面的公差帶會使刀具產(chǎn)生徑向跳動，引起不平衡。但是，高速主軸的前端由于離心力的作用會使主軸膨脹(如圖21)， 圖21 軸端錐孔由于高速主軸組件對動平衡要求非常高，所以刀具及夾緊機構也需精密動平衡。分析表明，刀尖25%～50%的變形來源于7/24錐度連接，只有40%左右的變形源于主軸和軸承。因所設計的軸強度裕度不大，在加上有實際經(jīng)驗，故此軸不必在進行結構修改。由于心軸工作時只承受彎矩而不承受扭矩，所以在應用上式時，應取T＝0，亦即Mca=M。按第三強度理論，計算彎曲應力：　 (25)式中： W——軸的抗彎截面系數(shù)m，各種截面計算公式見表。即當扭轉切應力為靜應力時取α≈；扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力時，取α≈；若扭轉切應力亦為對稱循環(huán)變應力時，則取α＝1。 ?作出計算彎矩圖　　根據(jù)已作出的總彎矩和扭矩圖，求出計算彎矩Mca，并作出Mca圖，Mca的計算公式為： (24)式中α是考慮扭轉和彎矩的加載情況及產(chǎn)生應力的循環(huán)特征差異的系數(shù)?！?作出彎矩圖　　根據(jù)上述簡圖，分別按水平面和垂直面計算各力產(chǎn)生的彎矩，并按計算結果分別作出水平面上的彎矩MH圖和垂直面上的彎矩MV圖，然后按下式計算總彎矩并作出M圖。通常把軸當作置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點與軸承的類型與布置方式有關。計算時，常將軸上的分布載荷簡化為集中力,其作用點取為載荷分布段的中點。一般的軸使用這種方法計算即可。應當注意，這樣求出的直徑，只能作為承受扭轉作用的軸段的最小直徑dmin。對于直徑d≤100mm的軸，有一個鍵槽時，軸徑應增大5%7%；有兩個鍵槽時，應增大10%15%。　　應當指出，當軸截面上開有鍵槽時，應增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強度的削弱。由上式可的軸的直徑： （22）式中，查上表。mm；　　　　　 ——軸的扭轉截面系數(shù)，；　　　　　　n——軸的轉速，r/min；　　　　　　P——軸傳遞的功率,kW；　　　　　　d——計算截面處軸的直徑，mm；　　　　　——許用扭轉切應力，MPa，見下表；軸的材料Q235A、20Q2735（1Cr18Ni9Ti)4540Cr、35SiMn38SiMnMo、3Cr13(MPa)1525203525453555A014912613511212610311297表21軸常用幾種材料的[τ]T及A0值　　　注：1)表中是考慮了彎矩影響而降低了的許用扭轉切應力。對于不大重要的軸，也可作為最后計算結果。 軸的強度計算按扭轉強度計算該方法只按軸所受的扭矩來計算軸的強度，如果軸還受有不大的彎矩，則用降低許用扭轉切應力的方法予以考慮。設計計算是確保軸可以承受載荷、可靠工作的重要保證。其主要步驟為；①確定軸上零件裝配方案②確定軸上零件定位方式③確定各軸段直徑④確定各軸段長度⑤確定軸的結構細節(jié)⑥確定軸的加工精度、尺寸公差、形位公差、配合、表面粗糙度及技術要求⑦畫出軸的工作圖見附圖MS2401505。另外，軸的結構應盡量簡單，有良好的加工和裝配工藝性，以利減少勞動量，提高勞動生產(chǎn)率及減少應力集中，提高軸的疲勞強度。常用的周向定位方法有：鍵、花鍵、彈性環(huán)、銷、過盈等聯(lián)結，通稱軸轂聯(lián)結。（3） 圓螺母：當軸上兩個零件之間的距離較大，且允許在軸上切制螺紋時，可用圓螺母的端面壓緊零件端面來定位。若軸環(huán)毛坯是鍛造而成，則用料少、重量輕。為保證零件端面能靠緊定位面，軸肩圓角半徑必須小于零件轂孔的圓角半徑或倒角高度；為保證有足夠的強度來承受軸向力，軸肩高度值為h=(23)R。由于銑床所用電主軸MS24015要求轉速高，轉矩小，故軸向定位我們選擇軸肩，軸環(huán)，圓螺母定位。此外，還應考慮軸的制造及軸上零件裝拆的難易程度、對軸強度的影響及工作可靠性等因素。軸上被支承部分叫做軸頸；安裝輪轂部分叫做軸頭；連接軸頸和軸頭的部分叫軸身。 軸的結構設計軸的結構設計的任務，就是在滿足強度、剛度和振動穩(wěn)定性的基礎上，根據(jù)軸上零件的定位要求及軸的加工、裝配工藝性要求，合理地定出軸的結構形狀和全部尺寸。（5） 球墨鑄鐵和高強度鑄鐵的機械強度比碳鋼低，但因鑄造工藝性好，易于得到較復雜的外形，吸振性、耐磨性好，對應力集中敏感性低，價廉，故應用日趨增多。（4） 合金鋼對應力集中的敏感性高，所以合金鋼軸的結構形狀必須合理，否則就失去用合金鋼的意義。（3） 通過進行各種熱處理、化學處理及表面強化處理，可以提高用碳鋼或合金鋼制造的軸的強度及耐磨性。至于那些處于高溫、低溫或腐蝕介質中工作的軸，多數(shù)用合金鋼制造。一般機器中的軸，可用450等牌號的優(yōu)質中碳鋼制造，尤以45號鋼經(jīng)調質處理最常用。常用的材料主要有碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵和高強度鑄鐵。而Cr、Mo這兩種合金元素提高回火穩(wěn)定性作用較強，易產(chǎn)生二次硬化，可避免引起回火脆性。Cr、Mo就是常用的提高鋼的淬透性的合金元素。除Co外，幾乎所有合金元素溶于奧氏體后都會降低原子擴散速度，增大過冷奧氏體的穩(wěn)定性，從而使A體等溫轉變圖在溫度時間坐標中的位置向右移。而弱碳化物形成元素Cr、Mo作用中等。除Mn、P外幾乎所有合金元素都能阻止奧氏體晶粒長大，起細化晶粒作用。(3)合金元素對鋼相變過程的影響對于大多數(shù)合金鋼來說，所要求的性能主要是通過合金元素對相變過程的作用來實現(xiàn)的。在一般的合金鋼中，雖然合金元素總量減少，但由于S點左移，在退火狀態(tài)合金鋼中珠光體的相對量較相同含碳量的碳鋼多。而縮小奧氏體區(qū)的合金元素，使和溫度升高，S點和E點向左上方移動。(2)合金元素Cr、Mo對相圖的影響在碳鋼中加入合金元素，將使FeFe3C相圖發(fā)生改變。另外，它們又具有較高的硬度。合金滲碳體和特殊碳化物具有較高的熔點和穩(wěn)定性。 3 電主軸軸的設計 電主軸軸的設計 電主軸軸材料的選擇 在MS24015這根銑床軸的材料我們選擇42CrMo。 幾個部位的修配一般修配的零件尺寸為尺寸鏈中的封閉環(huán)。其次是動平衡。為了防止生銹，保管在溫度20℃左右、濕度65％以下的環(huán)境中，軸承放置在酸性空氣中，容易生銹、變色，要用手套、木棉回絲擦拭軸承、軸、外殼，垃圾進入軸承內(nèi)部和配合部分是發(fā)生異常的原因，因此需要注意。為保證軸承的使用性能，應根椐設備的作業(yè)標準，定期對軸承進行維護、保養(yǎng)和檢修，內(nèi)容包括監(jiān)控運行狀態(tài)、補充潤滑劑、定期拆卸檢查。 軸承的使用和保管 (1)在軸承使用時，保持周圍環(huán)境的潔凈，不要粘上手汗和污物。 軸承的安裝方法，一般情況下是軸旋轉的情況居多，因此內(nèi)圈與軸的配合為過贏配合，軸承外圈與軸承室的配合為間隙配合。 用油箱加熱軸承時，在距箱底一定距離處應有一網(wǎng)柵，用鉤子吊著軸承，軸承不能放到箱底上，以防沉雜質進入軸承內(nèi)或不均勻的加熱，油箱中必須有溫度計，嚴格控制油溫不得超過100℃，以防止發(fā)生回火效應，使套圈的硬度降低。此法適于過盈量較大的軸承的安裝，熱裝前把軸承或可分離型軸承的套圈放入油箱中均勻加熱80100℃，然后從油中取出盡快裝到軸上，為防止冷卻后內(nèi)圈端面和軸肩貼合不緊，軸承冷卻后可以再進行軸向緊固。(2) 加熱配合 通過加熱軸承或軸承座，利用熱膨脹將緊配合轉變?yōu)樗膳浜系陌惭b方法。 軸承外圈與軸承座孔緊配合，內(nèi)圈與軸為較松配合時，可將軸承先壓入軸承座孔內(nèi)，這時裝配套管的外徑應略小于座孔的直徑。 軸承的安裝過程中，必須掌握一個原則，即只能通過相應套圈來傳遞安裝力或力矩。 電主軸裝配注意問題 軸承的安裝 安裝 軸承屬于精密的機械部件，在安裝前請勿打開包裝，避免生銹。高速電主軸結構特點高速電主軸要獲得好的動態(tài)性能和使用壽命，必須對高速