(完整版)数控车床主轴设计
（完整版）数控车床主轴设计
（完整版）数控车床主轴设计绪论随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足要求。
数控机床由于众多的优点已成为现代机床发展的主流方向。
它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，在国内外都受到高度重视。
现代数控机床是信息集成和系统自动化的基础设备，它集高效率、高精度、高柔性于一身，具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高、对加工对象的适应强等优点。
实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。
可以说，机械制造竞争的实质就是数控技术的竞争。
本课题的目的和意义在于通过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。
通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计、计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。
通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。
通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造一定的条件。
一、设计题目及参数1.1 题目本设计的题目是数控车床的主轴组件的设计。
它主要由主轴箱，主轴，电动机，主轴脉冲发生器等组成。
我主要设计的是主轴部分。
主轴是加工中心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在设计的过程中要多加注意。
主轴前后的受力不同，故要选用不同的轴承。
1.2参数床身回转空间400mm尾架顶尖与主轴端面距离1000mm主轴卡盘外径Φ200mm最大加工直径Φ600mm棒料作业能力50～63mm主轴前轴承内和110～130mm最大扭矩480N·m二、主轴的要求及结构2.1主轴的要求2.1.1旋转精度主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。
主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴、轴承、箱体孔的的制造，装配和调整精度。
CK6136数控车床主轴部分机械设计
扬大机械工程学院毕业设计（论文）任务书
1、题 目：
CK6136数控车床主轴部分机械设计
2、课题目的及意义：
主轴的作用就是把电动机的转动传递到主轴上，通过不同传动比的搭配达到降低主轴转速和提高主轴扭距的目的。有的一些单主轴车床，它的作用就是支撑主轴。主轴转速功能用来指定主轴的转速，单位为r／min，地址符使用S，所以又称为S功能或S指令。用S指定的数值表示切削速度。数控装置依刀架在X轴的位置计算出主轴的转速，自动而连续地控制主轴转速，使之始终达到由S功能所指定的切削速度。
3、重要零件强度校核，利用三维设计软件（Pro/E等）
任 务 书 发 于：年月日
完 成 期 限：年月日
学 生 姓 名：班级
指 导 教 师（签名）：
校外指导教师（签名）：
教科部主任（签名）：
学生所在学院签字盖章： 学生见习企业盖章：
年 月 日 年 月 日
1、熟悉课题，明确任务要求，调研，收集资料，写出开题报告。开始进行外文翻译；
2、完善开题报告，并提交指导老师；
3、拟写“CK6136数控车床主轴部分机械设计”的提纲，摘要和绪论；
4、传动方案的拟定；
5、完成论文的初稿；
6、提交初步完成的毕业论文；
7、在指导老师的帮助下进行修改，进一步完善初稿；
8、翔实相关论点、论据，积极准备毕业论文的答辩；
5、参考文献：
[1]北京发那科公司0i-C简明安装调试北京：北京FANUC有限公司2003
[2]北京发那科公司0iபைடு நூலகம்C子程序库说明北京：北京FANUC有限公司2003
[3]彭二宝，王宏颖.利用PLC状态显示信息诊断机床故障4例[J].木工机床，2007
6、课题成果要求：
CK6140数控车床主轴结构设计
CK6140数控车床主轴结构设计数控车床主轴结构设计是整个数控车床的核心部分，其稳定性和可靠性直接关系到整机的加工精度和工作效率。
本文将针对CK6140数控车床主轴结构设计展开论述。
1.主轴的选型：在进行主轴结构设计之前，首先需要进行主轴的选型。
主轴选型需要根据数控车床的加工要求、工作条件和加工材料等因素进行综合考虑。
主要考虑的因素包括主轴的最大转速、扭矩输出、刚性和稳定性等。
2.主轴轴承的选择：主轴轴承是保证主轴转动平稳和精度的关键部件。
常见的主轴轴承有滚动轴承和滑动轴承两种。
滚动轴承具有高速度和高负荷能力的优点，适用于高速和高精度加工要求；而滑动轴承具有较好的减震和噪音阻隔能力，适用于低速和大负荷加工。
3.主轴驱动方式的选择：常见的主轴驱动方式有直接驱动和间接驱动两种。
直接驱动主要通过电机和主轴之间的联轴器直接传递动力，具有响应快、传动效率高的特点；间接驱动则需要通过传动带或齿轮等传动装置传递动力，传动效率相对较低但结构简单，维修方便。
4.主轴的冷却方式：由于主轴在加工过程中会产生热量，需要进行冷却以保证其正常工作。
主轴的冷却方式可以通过风冷、水冷或液压冷却等方式实现。
不同的冷却方式有着各自的适用范围和性能特点，设计时需要综合考虑加工材料、加工要求和设备成本等因素。
5.主轴的刚性和稳定性设计：主轴的刚性和稳定性对于数控车床的加工精度和工作效率有着至关重要的影响。
在主轴结构设计中，应考虑加强主轴承座、增加主轴支撑点、加固刚性支撑等方式来提高主轴的刚性和稳定性。
总结：数控车床主轴结构设计是数控车床的核心技术之一，其稳定性和可靠性决定了整个数控车床的加工精度和工作效率。
在主轴结构设计中，需要综合考虑主轴的选型、轴承的选择、驱动方式、冷却方式和刚性稳定性等因素，并根据具体的加工要求和实际情况进行优化设计，以提高数控车床的整体性能。
CK6132数控车床总体及主轴部件设计
CK6132数控车床总体及主轴部件设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2个人收集整理勿做商业用途摘要随着机械制造业的飞速发展，为进一步提高教学生产类中小型数控车床的性价比，提高主轴转速，增加机床刚性，对原有的数控车床作了一定的结构改进设计。
本次课题我不但承担了CK6132数控车床机床本体设计、而且还承担了主轴部件等的设计。
在设计中，CK6132车床不但可以选择步进电机，而且可以选择伺服电机。
选择恰当的主轴支承方式以及轴承选用及润滑等也是相当的重要，同时，主轴组件的安装如何保证精度等，在本课题中有相应的叙述.本次完成了进给驱动的相关设计问题,能满足教学生产类中小型数控车床加工相关零件的要求,同时该机床也有较好的性价比，最终达到本次设计的综合训练的目的。
关键词：数控车床主轴床身I个人收集整理勿做商业用途AbstractAlong with mechanical manufacturing industry develop fast。
On one hand，to raise the ratio of performance and increase the rigidity of machine and price of the teaching kind of small-sized machine tool of numerical control。
On the other hand, to raise the rotate speed of the spindles。
This program has carried out the design of the lathe bed ball-bearing nut of numerical control of turning machine CK6132 . In the design，we can not only choose unit motor for the CK6132 lathe, but also can choose the servo motor for the CK6132 lathe。
数控机床主轴设计方法(一)
数控机床主轴设计方法(一)数控机床主轴设计引言数控机床主轴设计是数控技术中的关键环节，合理的主轴设计直接影响着数控机床的工作效率和加工质量。
本文将详细介绍用于数控机床主轴设计的各种方法。
1. 热平衡设计方法•传导热平衡设计–采用高导热材料填充主轴内部空隙，提高传导热的能力。
–优点：简单易行，成本低。
–缺点：热平衡效果有限。
•冷却设计–采用内部冷却系统，如冷却油或冷却液。
–优点：能有效降低主轴温度，提高主轴稳定性。
–缺点：维护较为复杂，成本较高。
•热响应平衡设计–基于热响应分析，通过改变主轴结构和材料分布来实现热平衡。
–优点：可以在设计阶段解决热平衡问题。
–缺点：需要热响应分析专业知识。
2. 动态平衡设计方法•静平衡设计–通过调整主轴结构，使得主轴在旋转时不会引起不平衡。
–优点：简单易行，成本低。
–缺点：目标是在某一转速下实现平衡，不能适应转速变化的情况。
•动平衡设计–采用动平衡仪进行动态平衡调整。
–优点：可以在不同转速下实现平衡，提高主轴动态平衡性能。
–缺点：需要专业的动平衡仪器和技术人员。
3. 结构设计方法•轴承选型和布局–选用合适的轴承和合理的轴承布局，以满足主轴的工作要求。
–优点：能提高主轴的运行平稳性和工作精度。
–缺点：需要综合考虑轴承的负荷承受能力和使用寿命。
•刚度设计–主轴整体刚度设计，主要包括主轴箱的刚度和轴承的刚度。
–优点：能提高主轴抗振能力，降低振动和噪音。
–缺点：需要精确计算和结构分析。
结论数控机床主轴设计是一个复杂而关键的工作，需要综合考虑热平衡、动态平衡和结构设计等因素。
合理的主轴设计可以提高数控机床工作效率和加工质量，从而提升整体生产力。
在实际应用中，根据具体需求选择合适的方法进行主轴设计，以满足工业生产的要求。
参考文献1.Wang, J., Zhang, H., & Fan, H. (2018). Research on heatbalance of high-speed spindle based on optimizedstructural design. Journal of Superhard Materials,40(4), .2.Wang, Y., Song, Y., & Liang, C. (2020). Research ondynamic balance technology of CNC machine tool spindlebased on DNM720. In IOP Conference Series: MaterialsScience and Engineering (Vol. 861, No. 3, p. . IOPPublishing.3.Yang, Y., He, Y., Du, X., & Li, M. (2017). Designoptimization of spindle system of precision CNC machine tool based on finite element analysis. Journal ofMechanical Engineering, 53(8), 59-63.4.Li, S., Qin, X., Li, W., & Tan, P. (2016). Structuraloptimization design of high speed CNC spindle based onfluid-structure interaction analysis. Advances inMechanical Engineering, 8(11), .5.Li, C., Xu, A., & Qian, X. (2019). Design andoptimization of CNC spindle structure based on ANSYS.Advances in Mechanical Engineering, 11(10), .致谢感谢以上文献的作者为数控机床主轴设计领域做出的贡献。
数控车床总体设计及其主轴箱设计要点(doc 47页)
数控车床总体设计及其主轴箱设计要点(doc 47页)开题报告题目：数控车床总体设计及主轴箱设计专业：机电一体化学生：学号：指导教师：1、2、理论的渊源及演讲过程现代数控技术的发展趋势主要是高速化、高精度化、多功能和智能化目前，柔性制造技术的发展也相当迅速。
柔性制造技术主要有柔性制造单元、柔性制造系统、计算机集成制造系统。
柔性制造单元可由一台或多台数控设备组成，即具有独立的自动加工的功能又部分具有自动传送和监控管理的功能。
柔性制造单元有两大类：一类是数控机床配上机器人另一类是加工中心配上工作台交换系统若干个柔性制造单元可组成一个柔性制造系统柔性制造系统是一个由中央计算机控制的自动化制造系统。
他是由一个传输系统联系起来的一些数控机床加工中心。
传输装置将工件放在托盘或其他连接设备上送到加工设备使加工能够准确、迅速和自动的进行计算机集成制造系统就是利用计算机进行信息集成，从而实现现代化的生产制造以求的企业的总体效益。
计算机集成制造系统是建立在多项先进技术基础上的高技术制造系统，他综合利用了CAD/CAM、FMS、FMC及工厂自动化系统，是面向二十一世纪的生产制造技术。
3、国内有关研究的综述随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。
数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。
它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。
目前，欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程，而中国从20世纪80年代开始起步，仍处于发展阶段。
“十五”期间，中国数控机床行业实现了超高速发展。
其产量2001年为17521台，2002年24803台，2003年36813台，2004年51861台，2004年产量是2000年的3.7倍，平均年增长39%；2005年国产数控机床产量59639台，接近6万台大关，是“九五”末期的4.24倍。
ck6150数控车床主轴箱设计(含全套cad图纸) .
毕业设计（论文）任务书系部：专业：学生姓名：学号：设计(论文)题目：CK6150数控车床主轴箱设计起迄日期: 20**年3月9日~ 6月14日设计(论文)地点:指导教师:专业负责人:发任务书日期:20** 年2月26日毕业设计（论文）任务书1．本毕业设计（论文）课题应达到的目的：通过这次毕业设计使学生初步掌握机床设计和机械零件设计的一般方法，学会查阅技术文献。
掌握技术文件编写的格式。
2．本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：1、课题任务的内容：进行CK6150数控车床主轴箱设计。
2、课题任务的要求：该主轴箱设计完成以后能够实现主轴12档转速，最低转速70 rpm、最高转速1400rpm，半自动换档变速。
机床主轴中心高为250mm。
5．本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起迄日期工作内容20**年3月9日~ 3月15日3月16日~ 3月22日3月23日~ 4月5日4月6日~ 4月19日4月20日~ 4月30日5月1日~5月17日5月17日~ 5月30日6月1日~ 6月7日6月8日~ 6月14日熟悉课题，调研，确定设计方案，完成开题报告。
完成外文翻译。
总体设计，方案论证。
完成部件设计初稿。
部件设计定稿。
完成零件设计初稿。
零件设计定稿。
完成说明书初稿毕业设计定稿，论文答辩所在专业审查意见：负责人：20**年月日系部意见：系部主任：20**年月日毕业设计(论文)开题报告学生姓名：学号：专业：设计(论文)题目：CK6150数控车床主轴箱设计指导教师:毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述摘要本文主要介绍了数控机床的特点、组成、分类、应用范围及其对ck6150数控车床主轴箱进行的研究分析，论述了我国数控机床发展的过去、现状，对数控机床的发展趋势进行了探讨, 提出了我国数控机床发展的对策。
(完整word版)CK6140数控车床主传动系统设计
燕山大学课程设计说明书题目：CK6140数控车床主传动系统设计学院（系）:机械工程学院机制系年级专业： 08级机制2学号： 080101010127学生姓名：吕伟彪指导教师: 王敏婷李宇鹏1共24 页第页目录第1章概述……………………………………………. .……。
11.1 设计要求………………………………………………。
.1第2章主传动的设计 (2)2.1计算转速的确定 (2)2.2变频调速电机的选择.....................................。
(2)2.3转速图的拟定…………………………………………。
..22。
3。
1传动比的计算……………………………………。
.22.3.2参数确定…………………………………………. .。
22.3.3 主轴箱传动机构简图……………………………..。
32。
3.4 转速图拟定……………………………………….。
32.4传动轴的估算..............................................。
(3)2。
5主轴轴颈的确定 (5)2。
6主轴最佳跨距的选择 (5)2.7齿轮模数的估算………………………………………。
62.8 同步带传动的设计 (8)2。
9 滚动轴承的选择 (10)2.10 主要传动件的验算..............................。
. (10)2.10。
1 齿轮模数的验算 (10)2.10。
2 传动轴刚度的验算 (14)2。
10。
3 滚动轴承的验算......................................。
. 15总结.................................。
.................................。
. (16)参考文献………………………………………………..……….。
17第一章概述1.1 设计要求机床类型：数控车床主传动设计要求：满载功率7.5KW，最高转速4000rpm，最低转速41。
CJK6125数控车床的主轴部件设计
K < L 主轴轴承座孔采用无台阶通孔结构后， 在提高 加工工艺性的同时， 保证了零件的机械加工质量， 提高 了主轴的回转精度；也避免了由于零件孔的加工精度 影响轴承的支撑端面和主轴回转中心线垂直度误差所 造成的主轴周期性的轴向误差；主轴前后支撑孔同轴 度的提高，避免了由于它们径向跳动的大小和方向的 不一致性所造成的主轴的角度误差。 I 结束语 整机装配后，按行业标准 9B H #MI<J@ ! N O; 检验 机床， 其几何精度、 工作精度均达到标准要求范围。对 于 9B H #JI;M@ J N O; 性能试验规范中的各项指标均达 到规定要求。 89:;!<= 数控车床主轴采用变频调速控
图=
89:;!I< 车床 主轴孔加工图
图;
89:;!<= 车床 主轴支撑孔图
制， 转速范围宽， 很适应于中小件的回转异形面、 直锥 螺纹的批量加工。
（收稿日期： <PPJ N PO N <J ）
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【关键词 】 主轴部件 【中图分类号 】 -. (’/
引
言 主轴部件是整个机床的重要部件之一， 通常由主轴、
" &5 2’ 1 !5 ’ % $& ， 其中 $& 为最佳跨距。 因受旋转精度的 影响，$&7<= 6 $5 ’# ； 因受主轴部件刚度的影响，$&79: 6 根据结构需要和所述公式的匹配， 取 ’# 或 $&79: 6 4 !! 。 $ 6 $(# 77。
2精度方面1车头箱的i轴靠近皮带轮端采用两轴承间加内外隔套的结构形式见图7可以增加轴的传动刚性减少电动机的振动皮带轮的加工精度及传动的不平稳等传动链中不确定因素对加工精度的影响
(数控加工)数控车床主轴组件设计精编
（数控加工）数控车床主轴组件设计毕业论文（设计）机电工程系级机电壹体化专业题目：数控车床主轴组件设计学生姓名：指导教师：班级：2008年06月10日目录绪论··4壹、设计题目及参数··51.1题目··51.2参数··5二、主轴的要求及结构··52.1主轴的要求··52.1.1旋转精度··52.1.2静刚度··62.抗振性··62.1.4温升和热变形··62.耐磨性··72.1.6材料和热处理··72.2主轴的结构··7三、主传动系统变速方式··8四、机床夹具的确定··10五、主轴主要参数的计算及校核··115.1主轴主要参数的计算··115.1.1主轴前端直径D1·125.1.2主轴内径d·125.1.3主轴前端悬伸量确定··135.1.4主轴跨距的确定··145.2轴的刚度计算··15六、主轴轴承的选择··166.1轴承的选型··166.1.1角接触球轴承··176.1.2圆柱滚子轴承··196.1.3圆锥滚子轴承··166.1.4深沟球轴承··196.2轴承间隙调整和预紧··19七、主轴箱箱体的设计··207.1主轴箱的概述··207.2主传动的设计··207.2.1驱动源的选择··207.2.2传动轴的估算··217.2.3齿轮模数的估算··237.2.4V带的选择··247，3主轴箱展开图的设计··247.3.1各零件结构尺寸的设计··247.3.1.1设计内容和步骤··247.3.1.2有关零件结构和尺寸的设计··257.3.1.3各轴结构的设计··277．3.1.4主轴组件的刚度和刚度损失的计算··287.3.1.5轴承的校核··30八、主轴组件的润滑和密封··328.1主轴滚动轴承的润滑··328.1.1脂润滑··328.1.2油润滑··338.2主轴组件的密封··33设计心得··35参考文献··37绪论随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足要求。
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绪论随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足要求。
数控机床由于众多的优点已成为现代机床发展的主流方向。
它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，在国内外都受到高度重视。
现代数控机床是信息集成和系统自动化的基础设备，它集高效率、高精度、高柔性于一身，具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高、对加工对象的适应强等优点。
实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。
可以说，机械制造竞争的实质就是数控技术的竞争。
本课题的目的和意义在于通过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。
通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计、计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。
通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。
通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造一定的条件。
一、设计题目及参数1.1 题目本设计的题目是数控车床的主轴组件的设计。
它主要由主轴箱，主轴，电动机，主轴脉冲发生器等组成。
我主要设计的是主轴部分。
主轴是加工中心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在设计的过程中要多加注意。
主轴前后的受力不同，故要选用不同的轴承。
1.2 参数床身回转空间400mm 尾架顶尖与主轴端面距离1000mm 主轴卡盘外径Φ 200mm 最大加工直径Φ 600mm 棒料作业能力50～63mm 主轴前轴承内和110～130mm 最大扭矩480N· m二、主轴的要求及结构2.1 主轴的要求2.1.1 旋转精度主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。
主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴、轴承、箱体孔的的制造，装配和调整精度。
还决定于主轴转速，支撑的设计和性能，润滑剂及主轴组件的平衡。
通用（包括数控）机床的旋转精度已有标准规定可循。
2.1.2 静刚度主轴组件的静刚度（简称刚度）反映组件抵抗静态外载荷变形的能力。
影响主轴组件弯曲刚度的因素很多，如主轴的尺寸和形状，滚动轴承的型号，数量，配置形式和预紧，前后支撑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。
各类机床主轴组件的刚度目前尚无统一的标准。
2.1.3 抗振性主轴组件工作时产生震动会降低工件的表面质量和刀具耐用度，缩短主轴轴承寿命，还会产生噪声影响环境。
振动表现为强迫振动和自激振动两种形式。
影响抗振性的因素主要有主轴组件的静刚度，质量分布和阻尼（特别是主轴前支撑的阻尼），主轴的固有频率应远大于自激振动的频率，以使它不易发生共振。
目前，尚未制定出抗振性的指标，只有一些实验数据可供设计时参考。
2.1.4 温升和热变形主轴组件工作时因各相对运动处的摩擦和搅油等而发热，产生温升，从而使主轴组件的形状和位置发生变化（热变形）。
主轴组件受热伸长，使轴承间隙发生变化。
温度使润滑油粘度降低，降低了轴承的承载能力。
主轴箱因温升而变形，使主轴偏离正确位置。
前后轴承的温度不同，还会导致主轴轴线倾斜。
由于受热膨胀是材料固有的性质，因此高精度机床要进一步提高加工精度，往往受热变形的限制。
研究如何减少主轴组件的发热，如何控制温度，是高精度机床主轴组件的研究的主要课题之一。
2.1.5 耐磨性主轴组件的耐磨性是指长期保持原始精度的能力，即精度保持性。
对精度有影响的首先是轴承，其次是安置刀，夹具和工件的部位，如锥孔，定心轴径等。
为了提高耐磨性，一般机床主轴上的上述部分应淬硬至HRC60左右，深约1mm.2.1.6 材料和热处理主轴承载后允许的弹性变形很小，引起的应力通常远远小于钢的强度极限。
因此，强度一般不做为选材的依据。
主轴的形状，尺寸确定之后，刚度主要取决于材料的弹性模量。
各种材料的弹性模量几乎相同，因此刚度也不是选材的依据。
主轴材料的选择主要根据耐磨性和热处理变形来考虑。
普通机床的材料通常是45号或60号优质中碳钢，数控机床需调质处理和淬火。
2.2 主轴的结构为了提高刚度，主轴的直径应该大些。
前轴承到主轴前端的距离（称悬伸量）应尽可能小一些。
为了便于装配，主轴通常作成阶梯形的，主轴的结构和形状与主轴上所安装的传动件，轴承等零件的类型，数量，位置和安装方法有直接的关系。
主轴中的孔主要用于通过棒料，拉杆或其它工具。
为了能够通过更大的棒料，车床的中空希望大些，但受刚度条件的影响和限制，孔径一般不宜超过外径的70%。
主轴的结构如（附图1）。
三、主传动系统变速方式为了适应不同的加工要求，数控机床主传动主要有以下几种配置方式：（1）带有变速齿轮的主传动。
这种方式在大、中型数控机床采用较多。
通过少数几对齿轮降速，扩大了输出扭矩，以满足主轴的输出扭矩特性的要求，一部分小型数控机床也采用此种传动方式。
以获得强有力的切削时所需要扭矩。
数控机床使用可调无级变速交流、直流电动机。
所以经齿轮变速后，实现8 段无级变速，调速范围增加。
其优点是可满足各种切削运动输出转矩，具有大范围调速能力。
但是由于结构复杂，需要增加润滑及温度控制装置。
成本较高，此外，制造和维修也比较困难。
（参图a）（2）一级带传动变速方式。
这种传动方式主要应用在中小型数控机床上。
采用V 型带或同步带传动，可以避免齿轮传动时可引起的振动与噪声，适用于低扭矩特性要求的主轴。
这种方式结构简单，安装方便，调试容易，被广泛用于许多数控机床传动中。
（参图b）（3）调速电机直接驱动方式，这种主轴传动方式大大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效地提高主轴部件的刚度，由于结构紧凑，占用空间少，加工中心的可加工空间相对变大。
但是主轴转速的变化及扭矩的输出和电动机输出特性完全一致，电动机的发热对主轴的精度影响大，最好装有冷却装置，否则使用还是受到约束。
（参图c）（4）电主轴直接驱动方式：这种驱动方式其实和（c 图）方式差不多，但这种传动方式结构方式更为紧凑，占用空间更小。
它主要是将主轴作为电机的转子，箱体壳（与主轴配合箱体壳）作为电机的定子。
但是这种电机形式的主轴结构，连带主轴组件都是成套，要求很高，精度也高。
另外制造成本也很高。
且容易发热，同样会影响主轴精度 以下为传动方式的结构图 :图（c ） 调速电机直接驱动方式 图 （d ） 电主轴直接驱动方式综上所述，进行各种传动方式优缺点进行分析和比较来选取本设计所采用的主轴传动 方式。
首先是该设计为数控车床，主轴选用带传动（同步齿形带） ，主轴主要是车削加工， 必须保证其加工精度，而带传动能缓和冲击、吸收振动，故传动平稳。
由此选用一级带传 动变速方式。
四、机床夹具的确定本次设计的数控车床所加工工件长度约为 300mm 长（附图 2），夹具相对设计较单一，选 用卡盘夹紧工具即可满足加工要求。
卡盘夹紧工件与主轴联接，并与主轴同步旋转。
对于数控车床夹具主要就是卡盘夹具。
卡盘从它的工作原理上分为以下几种类型： ①手动松紧卡盘 ② 液压松紧卡盘 ③ 气动松紧卡盘④ 电动松紧卡盘 首先从数控车床的自动化程度讲，手动卡盘属人工操作，不合适。
另外液压和气动松 紧卡盘实际工作原理相似，一个是油泵进行驱动，一个是气泵驱动，结构设计简明，传动 机构简单。
另外电动卡盘同样结构紧凑，效率高，但综上所述，我们选择液压卡盘，液压参图 d ）图（ a ）带有变速齿轮的主传动 图（ b ）一级带传动变速方式卡盘结构紧凑， 自动化程度高， 结构比电动卡盘简单， 有时可改装为与其相似的气动卡盘 另外所设计的数控车床许多装置重于用液压系统，所以用液压卡盘是比较合理的。
液压卡 盘的控制原理实质为一锁紧回路（附图 3）。
五、主轴主要参数的计算及校核5.1主轴主要参数的计算 主轴的主要参数是：主轴前端直径 D1，主轴内径 d 。
主轴悬伸量 a 和主轴支撑跨距 L5.1.1 主轴前端直径 D1主轴（按电机功率）如下表 （）：表车床、铣床、镗床、加工中心等机床因装配的需要，主轴直径常是自前往后逐渐减小 的。
前轴颈直径 D1大于后轴直径 D2。
对于车、铣床一般 D 2 （0.7～0.9）D 1，由上表可取D 2 （0.7～ 0.9）D 1后端直径 D 2 110 0.75 82.5mm 圆整后 D 2 80mm5.1.2 主轴内径 d主轴内孔径与机床类型有关，主要用来通过棒料、镗杆、拉杆或顶尖。
确定内孔 径原则是为减轻主轴重量，在满足对空心主轴孔径要求和最小壁厚要求下，应取最大值。
主轴的内径是通过刀具夹具装置固定刀具、传动气动或液压卡盘等。
主轴孔径越大， 主轴部件的相对重量就越轻。
主轴的孔径大小主要受主轴刚度的制约。
主轴的孔径与主轴 直径之比，小于 0.3 时空心主轴的刚度几乎与实心主轴相等；等于 0.5时空心主轴的刚度为 实心主轴的 90%；大于0.7 时，空心主轴的刚度就急剧下降。
一般可取其比值为 0.5 左右。
主轴本身刚度 K 正比于抗弯断面惯性矩 Ik 空 I 空1 (d1 )4k实 I实D1由式子可知取孔径的直径极限 d 1max 为d1max 0.7D 1此时若孔径再大，刚度急剧下降 根据推荐值5.1.3 主轴前端悬伸量 a 确定D1=110m 。
m因此可知由式子d1 D 10.6～ 0.65Dd110.6d1=55 mm主轴悬伸量指主轴前端面到前支承径向反力作用中点（一般即为前径支撑中点）的距离，参考（1）表6.1-45 ，它主要取决于主轴前端部结构形式和尺寸，前支撑轴承配置和密封等。
因此主要由结构设计确定。
悬伸量与主轴部件的刚度及抗振性成反比，故应尽量取小值。
E--- 材料的弹性模量I--- 轴惯性距K 1 -- 前刚度值K 2 -- 后刚度值初选a值可参考下表5-2确定5-2计算得悬伸量为80mm5.1.4 主轴跨距的确定主轴跨距是决定主轴系统动静刚度的重要影响因素，目的是找出在切削力作用下，主轴前端的柔度值最小的跨距称为最优跨距（l0 ）。
实验证明，动态作用下最优跨距很接近于推得最优值，因此设计时尽量达到最优值。
前端角接触球轴承的刚度（主要为轴向刚度）k a 3.443 3 F a d b z2 sin5332.370N m其中：F F e F 0内径为110mm查, 参考（2）表4.3-525o z 20 d b19.05查轴承样本额定动载荷 c 74KN取F e c 10 F e 7400N F 0 1380N 计算得主轴跨距为 300mm5.2 轴的刚度计算如果主轴前后轴承由数段组成，则当量直径 dd 1l 1 d 2l 2L dn l n （mm ） （参考文献 2）l式中d 1、l 1、d 2、l 2、⋯、 d n、 l n——分别为各段的直径和长度（㎜） ； l ——总长， l l 1l 2Ll n（mm ）如果前后轴承的直径相差不大，也可把前后轴承直径的平均值近似地作为当量直径 d 。