第3章 典型部件设计1-2
第3章_典型部件设计(主轴、支承件、导轨)
3.1.4.1 主轴部件主支承常用滚动轴承 (1) 角接触球轴承(向心推力球轴承)
角接触球轴承极限转速较高；可以同时承受 径向和一个轴向的载荷，a越大，可承受的进给力 越大。主轴用的a一般取15o或25o。
传动件放在主轴的后悬伸端，较多用于带传 动，可便于传动带的更换，如磨床。
3.1.3.3 主轴传动件位置的合理布置 (2) 驱动主轴的传动轴位置的合理布置 ★在布置传动轴的位置时，应尽量使传动力
Q与切削力P两者引起的主轴轴端位移和轴承受力 的影响能互相抵消一部分。
3.1.3.4 主轴主要结构参数的确定 主轴的主要结构参数有：
3.1.4.1 主轴部件主支承常用滚动轴承 (1) 角接触球轴承 球轴承为点接触，刚度不高，为提高刚度，
同一支承处可多联组配。 组配方式有三种： 背靠背组合；面对面组合；同向组合。
3.1.4.1 主轴部件主支承常用滚动轴承 (2) 双列短圆柱滚子轴承 特点：内圈有1:12的锥孔，轴向移动内圈可
径向圆跳动
端面圆跳动
3.1.4 主轴滚动轴承
主轴轴承的类型、配置方式、精度、安装、 调整、润滑和冷却等都直接影响主轴部件的工作 性能。
常用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。
轴承的轴向承载能力和刚度，由强到弱依次 为：推力球轴承、推力角轴承、圆锥滚子轴承、 角接触球轴承；
以调整轴承的径向间隙和预紧； 轴承的滚子能承受较大的
径向载荷和转速； 轴承由两列滚子交叉排列，
数量较多，因此刚度很高； 不能承受轴向载荷。
3.1.4.1 主轴部件主支承常用滚动轴承 (3) 圆锥滚子轴承 特点：刚度和承载能力大，既可承受径向力，
第3章 机构设计(2俯仰机构)
a）俯仰机构驱动装置
b）俯仰钢丝绳缠绕系统
1—电动机；2—高速轴联轴器；3—高速轴制动器；4—减速器；
5—应急机构；6—低速轴联轴器；7—双联卷筒；8—限位开关装置；9—低速轴制动器
例图 5-3-2.1 俯仰机构
俯仰钢丝绳缠绕系统的坐标如例图 5-3-2.2 所示，坐标以前后大梁的联接铰点为坐
标原点，其他各滑轮组的坐标为：
为保持双联卷筒两组钢丝绳载荷均衡，通常在梯形架俯仰定滑轮组中设置平衡滑 块，在俯仰过程中可以保持载荷均衡。当一侧钢丝绳突然断裂，此平衡滑块将保证另一 组钢丝绳将前大梁支撑住。由于当一组钢丝绳断裂时，另一组突然加载，将使平衡滑块 产生剧烈冲击，所以在设计时往往采取在梯形架上将两根钢丝绳分别用螺栓扣联接。安 装时，调整好两组钢丝绳的受载达到基本均衡，运行时当一组钢丝绳断裂时，另一组不 会产生剧烈冲击。当前大梁上仰至极限位置时，安全钩应挂上，并和俯仰机构联锁。 1．电动机及其选型
5-3-19
图 5-3-2.8 钢丝绳绕组的均衡装置
为了换绳方便，俯仰机构也用一根钢丝绳绕过均衡滑轮和设置在绳上的特殊保护装 置，使其成为独立的受载钢丝绳，可起到均衡作用，且还可以起到对一边的断绳的保护 作用。
（三）俯仰钢丝绳的接头型式
设有均衡滑轮的俯仰钢丝绳通常只有一根，钢丝绳的两头均用钢丝绳压板固定在卷 筒上，接头型式有如下几种： 1．钢丝绳在卷筒上的固定
机械装备设计第3章机床主要部件设计
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3.1.1 对主轴组件的基本要求
1.旋转精度：主轴的旋转精度是指主轴在手动或低速、空载时，主轴 前端定位面的径向跳动、端面跳动和轴向窜动值。 主轴组件的旋转精度主要取决于主轴、轴承等的制造精度和装配质量。 工作转速下的旋转精度还与主轴转速、轴承的设计和性能以及主轴组件的
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电动机直接驱动方式
电动机转子轴就是主轴，电动机座就是机床主轴单元的壳体。主 轴单元大大简化了结构，有较宽的调速范围；有较大的驱动功率 和转矩；便于组织专业化生产。
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3.1.2主轴组件结构设计
（2）传动件位置的合理布置
3.1.2主轴组件结构设计
1、主轴组件的支承数目
多数机床的主轴采用前、后两个支承。 特点：结构简单，制造装配方便，容易保证精度。为提高主轴组 件的刚度，前后支承应消除间隙或预紧。
数控车床主轴组件
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1、主轴组件的支承数目 机床主轴采用三个支承，为提高刚度和抗振性。三支承方式对三支 承孔的同心度要求较高，制造装配较复杂。
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3.1.2主轴组件结构设计
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3.1.3主轴
1、主轴的构造 主轴一般为空心阶梯轴，前端径向尺寸大，中间径向尺
寸逐渐减小，尾部径向尺寸最小。主轴的前端型式取决
于机床类型和安装夹具或刀具的型式。主轴头部的形状 和尺寸已经标准化，应遵照标准进行设计。
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3.1.3主轴
3、主轴的技术要求，应根据机床精度标准有关项目制定。
典型机械零件设计
典型机械零件设计一、引言机械零件是构成机械设备的基础组成部分，是机械设备正常运转和稳定性的关键部件。
其设计关乎机械设备的质量、性能和寿命等重要问题。
因此，机械零件的设计显得尤为重要。
二、理论知识机械零件的设计是一个涉及多方面知识与技能的工作，需要掌握以下理论知识：1、零件尺寸的计算和加工精度的确定：根据零件要求，确定零件的尺寸精度等级，然后计算出零件每个尺寸的公差，以此指导加工及零件装配。
2、零件材料的选择：根据零件的工作环境和要求，选择合适的材料。
（如耐磨、耐腐蚀、强度等要求等）。
3、零件表面的加工处理：根据零件的设计要求和功能，选择合适的表面处理方法。
（如精密加工、表面涂层等）4、零件的结构设计：根据零件的工作环境和设计要求，通过对材料性能、受力状态等方面的分析和计算，设计其结构形式和尺寸等。
三、典型机械零件设计1、齿轮齿轮是一种具有圆形转动的机械部件，其主要功能是传递动力和转矩。
在齿轮设计中，需要考虑同步性问题，设计出的齿轮应与配合的齿轮同步运转。
在设计时，应根据齿轮的受力情况和材料性能，合理地选择齿轮模数、每个齿的模拟、齿形和齿距等参数，而且齿轮的加工精度和表面处理不能忽视。
2、轴轴是一种经过很长时间的使用后才能感受到的零件，其主要功能是承载其他旋转部件的转矩和受力，还可以串接多个部件，使系统处于完整的状态。
在轴的设计方面，应考虑轴的材料选择、加工精度和表面特殊处理，以及轴的强度和刚度等指标。
3、传感器传感器是一种应用广泛的机械零件，其主要功能是测量和检测物理量，如温度、压力、湿度、速度、位移等。
在传感器的设计中，要根据不同的物理量来选择合适的工作原理，并根据实际的使用环境和要求来确定传感器的灵敏度、精度和重复性等指标。
4、联轴器联轴器是一种用于传递动力和转矩的机械零件，其主要功能是连接两个轴，并具有弹性承受转动的能力。
在联轴器的设计中，需要考虑其连接方式、耐磨性、加工精度和轴向和径向弹性等指标。
第三章 典型部件设计3
如左图所示，为滚齿机 大立柱和床身截面的立体示 意图。采用了双层壁加强肋 的结构，其内腔设计成供液 压油循环的通道，使床身温 度场一致，防止热变形；立 柱设计成双重臂加强肋的封 闭式框架结构，刚度好。
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四、提高支承件结构性能的措施
2、提高支承件的动态特性
① 改善阻尼特性： 1、对于铸件支承件，铸件内砂芯不清除，或在支承件中填充型砂或混凝 土等阻尼材料，可以起到减振作用。
（一）导轨的功用和分类 1、导轨的功用：承受载荷和导向。它承受安装在导轨上的运
动部件及工件的重力和切削力，运动部件可以沿导轨运动。
运动的导轨称为动导轨，不动的导轨称为静导轨或支承导
轨。动导轨相对于静导轨可以作直线运动或者回转运动。
2、导轨的分类：
（1）按工作性质： 主运动导轨：动导轨作主运动，导轨副间的相对速度较高。 进给运动导轨：动导轨作进给运动，导轨副之间的相对运动速 度低。 调位导轨：可调整部件的相对位置，加工过程中没有相对运动 （车床尾架用的导轨）。
矩形 三角形
燕尾形 圆柱形
以上四种截面的导轨尺寸已经标准化，可参考有关机床标准。 24
（二）回转运动导轨的截面形状
平面环形导轨：具 有承载力大，结构 简单，制造方便， 只能承受轴向载荷， 必须与主轴联合使 用。适用于主轴定 心的各种回转运动
导轨的机床。
锥面环形导轨：能同 时承受轴向和径向载 荷，但不能承受较大 的颠覆力矩，制造较 难，用于径向力较大 的机床。
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（三）直线运动导轨的组合形式
2、双矩形导轨的组合
承载能力大，制造简单。 常用于在普通精度机床和重型机床
中，如重型车床、组合机床、升降 台铣床等。 双矩形导轨的导向方式有两种：
机械制造装备设计第三章习题答案（关慧贞）
机械制造装备设计第三章习题答案（关慧贞）第三章典型部件设计1.主轴部件应满⾜那些基本要求？答：主轴部件应满⾜的基本要求有旋转精度、刚度、抗振性、温升热变形和精度保持性等。
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位的径向和轴向跳动。
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。
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，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。
主轴部件的抗振性是指抵抗受迫振动和⾃激振动的能⼒。
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，产⽣噪声。
主轴部件的精度保持性是指长期地保持其原始制造精度的能⼒，必须提⾼其耐磨性。
2.主轴轴向定位⽅式有那⼏种？各有什麽特点？适⽤场合答：（1）前端配置两个⽅向的推⼒轴承都分布在前⽀撑处；特点：在前⽀撑处轴承较多，发热⼤，升温⾼；但主轴承受热后向后伸，不影响轴向精度；适⽤场合：⽤于轴向精度和刚度要求较⾼的⾼精度机床或数控机床。
（2）后端配置两个⽅向的推⼒轴承都布置在后⽀撑处；特点：发热⼩、温度低，主轴受热后向前伸长，影响轴向精度；适⽤范围：⽤于普通精度机床、⽴铣、多⼑车床。
（3）两端配置两个⽅向的推⼒轴承分别布置在前后两个⽀撑处；特点：这类配置⽅案当主轴受热伸长后，影响轴承的轴向间隙，为避免松动，可⽤弹簧消除间隙和补偿热膨胀；适⽤范围：⽤于短主轴，如组合机床。
（4）中间配置两个⽅向的推⼒轴承配置在前⽀撑后侧；特点：此⽅案可减少主轴的悬伸量，使主轴热膨胀后向后伸长，但前⽀撑结构复杂，温升可能较⾼。
3.试述主轴静压轴承的⼯作原理答：主轴静压轴承⼀般都是使⽤液体静压轴承，液体静压轴承系统由⼀套专⽤供油系统、节流器和轴承三部分组成。
静压轴承由供油系统供给⼀定压⼒油，输进轴和轴承间隙中，利⽤油的静压压⼒⽀撑载荷、轴颈始终浮在压⼒油中。
06_典型部件设计B
3.2.1 支承件的功能和应满足的基本要求 2．良好的动态特性
支承件应有较高的静、动刚度、固有频率，与其它部件相配 合，使整机的各阶固有频率远离激振频率，在切削过程中不 产生共振； 支承件还必须有较大的阻尼，以抑制振动的振幅；
薄壁面积应小于400mm×400mm，避免薄壁振动和产生噪声等。
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如自身刚度和局部刚度较高，则接触压强的分布基本上是均
匀的，接触刚度也较高； 如自身刚度或局部刚度不足，则在集中载荷作用下，构件变 形较大，使接触压强分布不均，使接触变形分布也不均，降 低了接触刚度。
9
3.2.1 支承件的功能和应满足的基本要求
4）固有频率 固有频率 为刚度与质量比值的平方根，即：
K m
支承件的形状基本上可以分为三类：
(1)箱形类
(2)板块类 (3)梁类
支承件在三个方向的尺寸都相差不多
支承件在两个方向的尺寸比第三个方向大得多 支承件在一个方向的尺寸比另外两个方向大得多
如箱体、升降台等 如底座、工作台、刀架等
如床身、立柱、横梁、摇臂、滑枕等
16
3.2.2 支承件的结构设计
例一、摇臂钻床的受力分析
接触刚度是平均压强与变形之比Kj ,即 Kj=p/δ
Kj 不是一个固定值，δ 与p的关系是非线性的
由于结合面在加工中存在平面度误差和表面精度误差，当
接触压强很小时，结合面只有几个高点接触，实际接触面 积很小，接触变形大，接触刚度低；接触压强较大时，结 合面上的高点产生变形，接触面积扩大，变形量的增加比 率小于接触压强的增加，因而接触刚度较高，即接触刚度 是压强的函数，随接触压强的增加而增大。
24
3.2.2 支承件的结构设计
•在水平（x-y ）平面内，Fy（径向切削力） 经刀架作用在 床身上，其反作用力 F3和F4经工件作用在主轴箱和尾架上 •由Fy将引起床身在水平方向的弯矩为Mwy 由于Fy 的作用点到 床身中心轴的距离为h，对床身还作用有扭矩Tny=Fyh •结论：车床床身变形的主要形式
机械制造装备设计课件：机床典型部件设计 -
機床典型部件設計
本章分三個小節： 3.1 主軸部件設計 3.2 支承件設計 3.3 導軌設計
*
3.1 主軸部件設計 主軸組件式機床的執行件，它由主軸、軸承、傳
動件和密封件等組成。它的功用是支承並帶動工件刀 具，完成表面成形運動，同時還起傳遞運動和轉矩， 承受切削力和驅動力的作用。
*
3.1 主軸部件設計
❖ 傳動件軸向位置的合理佈置 合理佈置傳動件的軸向位置，可以改善主軸和軸承
的受力情況及傳動件、軸承的工作條件，提高主軸部 件剛度、抗振性和承載能力。傳動件位於兩支承之間 是最常見的佈置。
為了減小主軸的彎曲 變形和扭轉變形，傳動 齒輪應儘量靠近前支承 處；當主軸上有兩個齒 輪時，由於大齒輪用於 低傳動，作用力較大， 應將大齒輪佈置在靠前 支承處。
❖ 主軸部件結構參數的確定 主軸的結構參數主要包括主軸的平均直徑D(或前
軸頸)、內孔直徑d（對於空心主軸而言）、前端的懸 伸量a及主軸的支承跨距L等。
一般步驟： （1）首先確定前軸頸D （2）然後確定內徑d和主軸前端的懸伸量a （3）最後再根據D、a和主軸前支承的剛度確定支 承跨距L
*
3.1 主軸部件設計 （1） 主軸直徑的確定 主軸平均直徑D的增大能大大提高主軸的剛度，而 且還能增大孔徑，但也會使主軸上的傳動件（特別是 起升速作用的小齒輪）和軸承的徑向尺寸加大。主軸 直徑D應在合理的範圍內儘量選大些，達到既滿足剛 度要求，又使結構緊湊。 主軸前軸頸直徑D1可根據機床主電動機功率或機 床主參數來確定。
(3) 主軸功能部件：將原動機與主軸傳動合為一體， 組成一個獨立的功能部件。
*
3.1 主軸部件設計
❖ 主軸ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ動件的佈置 對於傳動件直接裝在主軸上的主軸部件，工作時主
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第三章典型部件设计第一节主轴部件设计第二节支承件设计第三节导轨设计第四节机床刀架和自动换刀装置设计一、主轴部件应满足的基本要求二、主轴部件的传动方式三、主轴部件结构设计四、主轴滚动轴承五、主轴滑动轴承3.1 主轴部件设计3.1.1 主轴部件应满足的基本要求主轴部件是主运动的执行件，是机床重要的组成部分。
它的功能是支承并带动工件或刀具旋转进行切削，承受切削力和驱动力等载荷，完成表面成形运动。
主轴部件由主轴及其支承轴承、传动件、密封件及定位元件等组成。
主轴部件直接参与切削，其性能影响加工精度和生产率。
因而是决定机床性能和经济性指标的重要因素。
3.1.1 主轴部件应满足的基本要求（1）旋转精度：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位的径向跳动、端面跳动和轴向窜动值。
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。
3.1.1 主轴部件应满足的基本要求（2）刚度：指主轴部件在外加载荷作用下抵抗变形的能力。
通常以主轴端部产生单位位移弹性变形时，位移方向上所施加的力表示。
☐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。
☐影响机床主轴部件刚度的主要因素有：主轴的尺寸、形状、轴承的类型、数目、配置形式、前后支承的距离和主轴前端的悬伸量，传动件的布置方式，主轴组件的制造和装配质量等。
☐刚度不足，影响机床的加工精度、传动质量及工作的平稳性。
（3）抗振性：指抵抗受迫振动和自激振动的能力。
主轴振动有两种类型：一种是受迫振动，是来自外界的振源，主轴上旋转零件的质量偏心所产生的离心力，传动件速度不均匀所产生的惯性力，以及继续切削所产生的周期性变化的切削力对主轴运动的干扰，使主轴带动工件及刀具一起振动，在加工表面上留下振纹。
另一种是主轴自激振动，是指在没有外界动态干扰力作用时，由于机床－工件－刀具弹性系统振动过程的正反馈作用，在加工过程中，使刀具与工件之间发生的一种周期性的强烈的相对振动，也叫颤振。
3.1.1 主轴部件应满足的基本要求（3）抗振性影响主轴组件抗振性的主要因素：主轴组件的静刚度阻尼特性固有频率刚度和阻尼比越大越不易产生振动。
抗振性差，导致：工作时容易发生振动；影响工件的表面质量，限制机床生产率； 降低刀具的耐用度和主轴轴承的寿命； 发出噪声影响工作环境等。
3.1.1 主轴部件应满足的基本要求（4）温升和热变形：指主轴部件运转时，因各相对运动处的摩擦生热，切削区的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。
热变形会使主轴旋转轴线与机床其它部件间的相对位置发生变化，影响加工精度。
热变形造成主轴弯曲，使传动齿轮和轴承的工作状态恶化。
3.1.1 主轴部件应满足的基本要求（4）温升和热变形：热变形还会改变已调好的轴承间隙和使主轴与轴承，轴承与支承孔之间的配合发生变化，影响轴承的正常工作，加速磨损，严重时甚至发生轴承抱轴现象。
影响主轴组件温升、热变形的主要因素：轴承的类型和布置方式；轴承间隙和预紧力的大小；润滑方式和散热条件等。
3.1.1 主轴部件应满足的基本要求（5）精度保持性：指长期地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。
☐磨损后对精度有影响的部位：☐首先是轴承；☐其次是安装夹具、刀具或工件的定位面和锥孔；☐还有如钻、镗床的移动式主轴的内、外导向表面等。
3.1.1 主轴部件应满足的基本要求（5）精度保持性：☐提高耐磨性的方法：☐正确地选择主轴和滑动轴承的材料及其热处理方法。
一般机床上的上述部位都必须经过热处理，使之具有一定的硬度。
☐合理调整轴承间隙，保证良好的润滑和可靠的密封。
3.1.1 主轴部件应满足的基本要求传动方式：齿轮传动、带传动、电动机直接驱动等。
☐齿轮传动☐结构简单、紧凑，能够传递较大的转矩，能适应变转速、变载荷工作，应用最广。
☐缺点是线速度不能过高，通常小于12~15 m/s ，不如带传动平稳。
3.1.2 主轴部件的传动方式☐带传动☐靠摩擦力传动（同步齿形带除外）、结构简单、制造容易、成本低，特别适用于中心距较大的两轴间传动。
☐皮带有弹性可吸振，传动平稳，噪声小，适宜高速传动，带传动在过载时会打滑，能起到过载保护作用。
☐缺点是有滑动，不能用在速比要求准确的场合。
3.1.2 主轴部件的传动方式☐带传动☐同步齿形带是通过带上的齿形与带轮上的轮齿相啮合传递运动和动力。
☐同步齿形带的齿形有两种：梯形齿和圆弧齿。
3.1.2 主轴部件的传动方式☐电动机直接驱动☐特点是主轴单元大大简化了结构，有效地提高了主轴部件的刚度，降低了噪声和振动；有较宽的调速范围；有较大的驱动功率和转矩；便于组织专业化生产。
☐广泛应用于精密机床、高速加工中心和数控车床中。
3.1.2 主轴部件的传动方式高速内圆磨床电主轴1、主轴部件的支承数目 多数机床的主轴采用前、后两个支承。
结构简单，制造装配方便，容易保证精度。
为提高主轴部件的刚度，前后支承应该消除间隙或预紧。
3.1.3 主轴部件结构设计1、主轴部件的支承数目为提高刚度和抗振性，有的机床采用三个支承。
三个支承中可以前、后支承为主要支承，中间支承为辅助支承。
3.1.3 主轴部件结构设计（一）主轴部件的支承数目也可以前、中支承为主要支承，后支承为辅助支承。
3.1.3 主轴部件结构设计角接触球轴承背对背安装（二）推力轴承的位置配置型式（1）前端配置两个方向的推力轴承都布置在前支承处。
这类配置方案在前支承处轴承较多，发热大，温升高；但主轴受热后向后伸长，不影响轴向精度，精度高，对提高主轴部件刚度有利。
这种配置用于轴向精度和刚度要求较高的高精度机床或数控机床。
3.1.3 主轴部件结构设计（二）推力轴承的位置配置型式（2）后端配置两个方向的推力轴承都布置在后支承处。
这类配置方案前支承处轴承较少，发热小，温升低；但主轴受热后向前伸长，影响轴向精度。
这种配置用于轴向精度要求不高的普通精度机床，如立铣、多刀车床等。
3.1.3 主轴部件结构设计（二）推力轴承的位置配置型式（3）两端配置两个方向的推力轴承分别布置在前后两个支承处。
这类配置方案当主轴受热伸长后，影响主轴轴承的轴向间隙。
为避免松动，可用弹簧消除间隙和补偿热膨胀。
这种配置常用于短主轴。
3.1.3 主轴部件结构设计（二）推力轴承的位置配置型式（4）中间配置两个方向的推力轴承在前支承的后侧。
这类配置方案可减少主轴的悬伸量，并使主轴的热膨胀向后；但前支承结构较复杂，温升也可能较高。
3.1.3 主轴部件结构设计（三）主轴传动件位置的合理布置传动件在主轴上轴向位置的合理布置合理布置传动件在主轴上的轴向位置，可以改善主轴的受力情况，减少主轴变形，提高主轴的抗振性。
主轴上传动件轴向布置时，应尽量靠近前支承，有多个传动件时，其中最大传动件应靠近前支承。
3.1.3 主轴部件结构设计（四）主轴主要结构参数的确定主轴前、后轴径直径D 1和D 2，主轴内孔直径d ，主轴前端悬伸量a 和主轴主要支承间的跨距L ，这些参数将直接影响主轴旋转精度和主轴刚度。
•一般按机床类型、主轴传递的功率或最大加工直径，选取D 1。
车床和铣床后轴颈的直径D 2：(0.7～0.85)D 1。
3.1.3 主轴部件结构设计（四）主轴主要结构参数的确定•很多机床的主轴是空心的，内孔直径与其用途有关。
•如车床主轴内孔用来通过棒料或安装送夹料机构；铣床主轴内孔可通过拉杆来拉紧刀杆等。
•为不过多地削弱主轴的刚度，卧式车床的主轴孔径d 通常不小于主轴平均直径的55％~60％；铣床主轴孔径d 可比刀具拉杆直径大5~10mm 。
3.1.3 主轴部件结构设计（四）主轴主要结构参数的确定•主轴前端悬伸量a 是指主轴前端面到前轴承径向反力作用中点(或前径向支承中点)的距离。
•由于前端悬伸量对主轴部件的刚度、抗振性的影响很大，因此在满足结构要求的前提下，设计时应尽量缩短该悬伸量。
3.1.3 主轴部件结构设计（四）主轴主要结构参数的确定•存在一个最佳跨距L 0。
在该跨距时，因主轴弯曲变形和支承变形引起主轴前轴端的总位移量为最小。
一般取L 0＝(2～3.5)a 。
3.1.3 主轴部件结构设计(五)主轴❑主轴一般为空心阶梯轴，前端径向尺寸大，中间径向尺寸逐渐减小，尾部径向尺寸最小。
主轴的前端型式取决于机床类型和安装夹具或刀具的型式。
主轴的形状和尺寸已经标准化，应遵照标准进行设计。
❑主轴的技术要求，应根据机床精度标准有关项目制定。
应尽量做到设计、工艺、检测的基准相统一。
3.1.3 主轴部件结构设计主轴部件中最重要的组件是轴承。
机床上常用的主轴轴承滚动轴承、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。
3.1.4 主轴滚动轴承主轴部件中最重要的组件是轴承。
（一）主轴部件主支承常用的滚动轴承角接触球轴承、双列短圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力轴承、双向推力角接触球轴承、陶瓷滚动轴承、磁浮轴承。
3.1.4 主轴滚动轴承•特点是无机械磨损，理论上无速度限制；运转时无噪声，温升低、能耗小；不需要润滑，不污染环境，省掉一套润滑系统和设备；能在超低温和高温下正常工作，也可用于真空、蒸汽腐蚀性环境。
•适用于高速、超高速加工。
3.1.4 主轴滚动轴承磁浮轴承（二）几种典型的主轴轴承配置型式主轴轴承的配置型式应根据刚度、转速、承载能力、抗振性和噪声等要求来选择。
常见的几种典型配置型式：速度型、刚度型、速度刚度型。
3.1.4 主轴滚动轴承速度型：主轴前后轴承都采用角接触球轴承（两联或三联）。
轴向切削力越大，角度应越大，且大角度的刚度也大。
具有良好的高速性能，承载能力小，适用于高速轻载或精密机床，如高速CNC 车床。
3.1.4 主轴滚动轴承刚度型：前支承采用双列短圆柱滚子轴承承受径向载荷和60度角接触双列向心推力轴承承受轴向载荷；后支承采用双列短圆柱滚子轴承。
适用于中等转速和切削负载较大、要求刚度高的机床，如数控车床主轴。
3.1.4 主轴滚动轴承刚度速度型：前轴承采用三联角接触球轴承，后支承采用双列短圆柱滚子轴承。
前轴承的配置特点是外侧的两个角接触球轴承大口朝向主轴工作端，承受主要方向的轴向力；第三个角接触球轴承则通过轴套与外侧的两个轴承背靠背配置，使三联角接触球轴承有一个较大支承跨距，以提高承受颠覆力矩的刚度。
3.1.4 主轴滚动轴承（三）滚动轴承精度等级的选择主轴前轴承的精度对主轴旋转精度影响较大，因此，前轴承的精度通常应选得比后轴承高一级。
滚动轴承的配合对主轴部件精度的影响也很大。
3.1.4 主轴滚动轴承（四）主轴滚动轴承的预紧❑预紧就是采用预加载荷的方法消除轴承间隙，而且有一定的过盈量，使滚动体和内外圈接触部分产生预变形，增加接触面积，提高支承刚度和抗振性。