主轴组件设计.pptx

第一章第一章 机械结构设计导论机械结构设计导论第二章第二章 结构设计中常用的典型结构结构设计中常用的典型结构第三章第三章 典型工程结构实例典型工程结构实例第四章第四章 CA6140型卧式车床的结构分析型卧式车床的结构分析第五章第五章 机床主运动部件设计机床主运动部件设计第六章第六章 主轴组件设计主轴组件设计第七章第七章 支承件设计支承件设计第八章第八章 导轨设计导轨设计第六章第六章 主轴组件设计主轴组件设计本章介绍了主轴组件的基本要求、主要布局、主本章介绍了主轴组件的基本要求、主要布局、主轴的结构、主轴轴承的选择和主轴的滚动轴承。轴的结构、主轴轴承的选择和主轴的滚动轴承。重点内容：主轴组件的基本要求、主轴轴承的重点内容：主轴组件的基本要求、主轴轴承的选择和主轴的滚动轴承选择和主轴的滚动轴承难点内容：主轴轴承的选择和主轴的滚动轴承难点内容：主轴轴承的选择和主轴的滚动轴承第一节第一节 主轴组件的功用与基本要求主轴组件的功用与基本要求一、主轴组件的功用、组成和特点一、主轴组件的功用、组成和特点主轴组件是机床实现旋转运动的执行件，它直接带动主轴组件是机床实现旋转运动的执行件，它直接带动工件或刀具参加表面成形运动，是机床上的一个关键工件或刀具参加表面成形运动，是机床上的一个关键组件。组件。主轴组件组成主轴组件组成：主轴、：主轴、主轴轴承和安装在主主轴轴承和安装在主轴上的传动件、密封轴上的传动件、密封件等。件等。机床主轴和一般传动轴的机床主轴和一般传动轴的相同点相同点：两者都传递运动和转矩，都要保证轴上传动件和支承两者都传递运动和转矩，都要保证轴上传动件和支承的正常工作条件。的正常工作条件。主轴还要直接带动工主轴还要直接带动工件或刀具旋转，实现件或刀具旋转，实现表面成形运动，因此表面成形运动，因此对主轴组件又有特殊对主轴组件又有特殊的较高的要求。的较高的要求。二、对主轴组件的基本要求二、对主轴组件的基本要求1.旋转精度：旋转精度：指机床空载时，低速转动主轴，此时在主轴安装工件或指机床空载时，低速转动主轴，此时在主轴安装工件或刀具部位的定心表面刀具部位的定心表面(如车床轴端的定心短锥、锥孔，如车床轴端的定心短锥、锥孔，)上上测得的径向跳动、端面跳动和轴向窜动值的大小。测得的径向跳动、端面跳动和轴向窜动值的大小。旋转精度取决于各主要件旋转精度取决于各主要件(如主轴、轴承、壳体孔等如主轴、轴承、壳体孔等)的的制造、装配和调整精度制造、装配和调整精度 2.刚度刚度影响刚度的因素很多，如主轴的尺寸和形状，滚动轴承影响刚度的因素很多，如主轴的尺寸和形状，滚动轴承的型号、数量、预紧和配置形式，前后支承的跨距和主的型号、数量、预紧和配置形式，前后支承的跨距和主轴前悬伸量，传动件的布置方式等轴前悬伸量，传动件的布置方式等 3.温升温升温升将引起热变形使主轴伸长，轴承间隙变化，降低了温升将引起热变形使主轴伸长，轴承间隙变化，降低了加工精度；温升也会降低润滑剂的黏度，恶化润滑条件。加工精度；温升也会降低润滑剂的黏度，恶化润滑条件。对高精度机床应研究如何减少主轴组件的发热，对高精度机床应研究如何减少主轴组件的发热，如何控温等如何控温等 4.抗振性：指其抵抗受迫振动和自激振动而保持平稳运抗振性：指其抵抗受迫振动和自激振动而保持平稳运转的能力转的能力 主轴的振动将降低甚至恶化工件的表面质量，限制主轴的振动将降低甚至恶化工件的表面质量，限制机床能力的充分发挥，增大机床的噪声。机床能力的充分发挥，增大机床的噪声。5.精度保持性精度保持性机床的主轴组件必须有足够的耐磨性，才能长期保持精度。机床的主轴组件必须有足够的耐磨性，才能长期保持精度。第二节第二节 主轴组件的布局主轴组件的布局一、两支承主轴轴承的配置型式一、两支承主轴轴承的配置型式机床主轴有机床主轴有前、后两支承前、后两支承以及前、中、后三支承两种布以及前、中、后三支承两种布局形式，以前者为多见。局形式，以前者为多见。两支承两支承主轴轴承的配主轴轴承的配置型式置型式，包括主轴轴，包括主轴轴承的选型、组合以及承的选型、组合以及布置，主要根据对所布置，主要根据对所设计主轴组件在转速、设计主轴组件在转速、承载能力、刚度以及承载能力、刚度以及精度等方面的要求。精度等方面的要求。两支承主轴轴承配置型式的一般原则两支承主轴轴承配置型式的一般原则：1.适应刚度和承载能力的要求适应刚度和承载能力的要求径向载荷较大时，尽量选用滚子径向载荷较大时，尽量选用滚子(圆柱、圆锥圆柱、圆锥)轴承；轴承；径向载荷较小时，可选用球轴承。径向载荷较小时，可选用球轴承。2.适应转速要求适应转速要求在相同条件下，点接触的轴承所允许的最高转速比线在相同条件下，点接触的轴承所允许的最高转速比线接触的轴承所允许的最高转速高；接触的轴承所允许的最高转速高；圆柱滚子轴承所允许的最高转速比圆锥滚子轴承所允圆柱滚子轴承所允许的最高转速比圆锥滚子轴承所允许的最高转速高。许的最高转速高。3.适应精度的要求适应精度的要求主轴组件中承受轴向力的推力轴承配置方式直接影主轴组件中承受轴向力的推力轴承配置方式直接影响主轴的轴向位置精度响主轴的轴向位置精度。具体见表。具体见表62。二、三支承主轴组件二、三支承主轴组件主轴箱长度较长，使得主轴两个支承之间的支承跨距主轴箱长度较长，使得主轴两个支承之间的支承跨距L远大于合理跨距远大于合理跨距L合理合理 首先通过加大轴径等措施来提高主轴组件的刚度和抗首先通过加大轴径等措施来提高主轴组件的刚度和抗振性，这些措施无效时，应考虑增设第三支承。振性，这些措施无效时，应考虑增设第三支承。由于制造工艺上的限制，要使箱体中三个主轴支承座孔由于制造工艺上的限制，要使箱体中三个主轴支承座孔中心完全同轴是不可能的，为了保证主轴组件的刚度和中心完全同轴是不可能的，为了保证主轴组件的刚度和旋转精度，通常只有两个支承旋转精度，通常只有两个支承(其中一个为前支承其中一个为前支承起起主要作用，而另一个支承主要作用，而另一个支承(中间支承或后支承中间支承或后支承)起辅助作起辅助作用，即处于所谓用，即处于所谓浮动浮动状态状态。辅助支承通常选用深沟球轴承或向心圆柱滚子轴承。辅助支承通常选用深沟球轴承或向心圆柱滚子轴承。三、主轴的传动方式三、主轴的传动方式传动方式的选择主要传动方式的选择主要决定于主轴转速的高低，所传递决定于主轴转速的高低，所传递转矩的大小和对运转平稳性的要求转矩的大小和对运转平稳性的要求 1.齿轮传动齿轮传动优点优点是构造简单、紧凑和能传递较大的转矩，是一般是构造简单、紧凑和能传递较大的转矩，是一般机床最常用的传动方式机床最常用的传动方式 缺点缺点是所能达到的速度受齿轮误差的影响而不能过高是所能达到的速度受齿轮误差的影响而不能过高 应用应用：线速度：线速度 2.带传动带传动转速较高的主轴上最好不要装滑移齿轮，以免因主转速较高的主轴上最好不要装滑移齿轮，以免因主轴与齿轮孔间存在间隙而引起振动轴与齿轮孔间存在间隙而引起振动 转速较高的主轴，用带传动可使运转平稳转速较高的主轴，用带传动可使运转平稳 优点优点：构造简单，成本也较低。：构造简单，成本也较低。缺点缺点：传动带容易拉：传动带容易拉长和磨损，需要定期调整和更换长和磨损，需要定期调整和更换 3.调速电机直接驱动调速电机直接驱动主传动系统采用无级调速的电机直接驱动主轴旋转，可主传动系统采用无级调速的电机直接驱动主轴旋转，可大大简化主轴箱的结构，有效地提高主轴组件的刚度。大大简化主轴箱的结构，有效地提高主轴组件的刚度。四、主轴传动件的布置四、主轴传动件的布置齿轮传动的主轴部件，由于传动件直接装在主轴上，齿轮传动的主轴部件，由于传动件直接装在主轴上，传动力由主轴承受传动力由主轴承受。因此，合理布置传动件，可以减少主轴的弯曲变形，改因此，合理布置传动件，可以减少主轴的弯曲变形，改善传动件和轴承的工作条件，增大主轴部件的抗振性善传动件和轴承的工作条件，增大主轴部件的抗振性 为了减少主轴的弯曲变形，齿轮应布置在靠近主轴前为了减少主轴的弯曲变形，齿轮应布置在靠近主轴前轴承的位置上轴承的位置上 第三节第三节 主轴主轴一、主轴的结构一、主轴的结构主轴的主轴的结构形状主要决定于结构形状主要决定于轴上所安装的传动件、轴承轴上所安装的传动件、轴承等零件的类型、数量、位置和安装方法等，同时还应考等零件的类型、数量、位置和安装方法等，同时还应考虑主轴的加工和装配的工艺性。虑主轴的加工和装配的工艺性。主轴主轴前端前端(头部头部)的结构的结构应保证夹具、顶尖或刀具安装应保证夹具、顶尖或刀具安装准确，装卸方便，并尽量缩短主轴端的悬伸长度准确，装卸方便，并尽量缩短主轴端的悬伸长度 为了便于在主轴上安装各种标准刀具或夹具，为了便于在主轴上安装各种标准刀具或夹具，主轴的主轴的前端形状已经标准化前端形状已经标准化，见表，见表63.二、主轴的材料与热处理二、主轴的材料与热处理主轴材料主要根据主轴材料主要根据刚度、载荷特点、耐磨性和热处理变刚度、载荷特点、耐磨性和热处理变形大小形大小等因素选择等因素选择 刚度与材料的弹性模量刚度与材料的弹性模量E值有关，钢的值有关，钢的E值较大值较大，所以，所以主轴材料首先考虑用主轴材料首先考虑用钢料钢料。注意注意：不论是普通钢或合金钢，其弹性模量：不论是普通钢或合金钢，其弹性模量E基本相同。基本相同。因此在选择钢料时应因此在选择钢料时应首先选用价格便宜的中碳钢首先选用价格便宜的中碳钢(如如45钢钢)。只有在载荷特别重和有较大的冲击时，或者精密机床主只有在载荷特别重和有较大的冲击时，或者精密机床主轴需要减小热处理后的变形时，或者轴向移动的主轴需轴需要减小热处理后的变形时，或者轴向移动的主轴需要保证其耐磨性时，才考虑选用合金钢。要保证其耐磨性时，才考虑选用合金钢。第四节第四节 主轴轴承的选择和主轴的滚动轴承主轴轴承的选择和主轴的滚动轴承一、主轴轴承的选择一、主轴轴承的选择主轴组件中，端部是标准的；传动件如齿轮、带轮等主轴组件中，端部是标准的；传动件如齿轮、带轮等与一般机械零件相同。因此与一般机械零件相同。因此,研究主轴组件主要是研究研究主轴组件主要是研究主轴的支承部分主轴的支承部分 主轴支承所用的轴承：主轴支承所用的轴承：滚动轴承滚动轴承和滑动轴承和滑动轴承 二、主轴滚动轴承的选型二、主轴滚动轴承的选型主轴滚动轴承的型号主轴滚动轴承的型号,应根据承载能力和转速选择应根据承载能力和转速选择 1.球轴承球轴承深沟球轴承和角接触轴承深沟球轴承和角接触轴承 深沟球轴承深沟球轴承一般不能调整间隙一般不能调整间隙,故常用于精度和刚度故常用于精度和刚度要求不大高的地方要求不大高的地方,如钻床主轴。如钻床主轴。角接触轴承角接触轴承可以用使内、外圈相对轴向位移的办法调可以用使内、外圈相对轴向位移的办法调整间隙整间隙,因而用得较多因而用得较多 2.圆锥孔双列向心短圆柱滚子轴圆锥孔双列向心短圆柱滚子轴承承(简称双列短圆柱滚子轴承简称双列短圆柱滚子轴承)其中图其中图a所示所示(3182100系列系列)较常见较常见,滚道环槽开在内圈上滚道环槽开在内圈上。这两种轴承的滚子多这两种轴承的滚子多,两列滚子交两列滚子交叉排列叉排列,旋转时刚度的变化较小旋转时刚度的变化较小 内圈有内圈有1:12的锥孔的锥孔,与主轴的锥与主轴的锥形轴颈相配合。轴向移动内圃形轴颈相配合。轴向移动内圃,可以把内圈涨大可以把内圈涨大,以消除间隙或以消除间隙或预紧预紧。两种轴承只能承受径向载荷两种轴承只能承受径向载荷 3.圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承既能承受径向载荷圆锥滚子轴承既能承受径向载荷,又能承受轴向载荷。又能承受轴向载荷。(1)单列圆锥滚子轴承单列圆锥滚子轴承 可分别装于前、后支承可分别装于前、后支承,也可成对地装于前支承也可成对地装于前支承调整内、外圈的相对位置调整内、外圈的相对位置,就可消除间隙或预紧就可消除间隙或预紧 (2)双列圆锥滚子轴承双列圆锥滚子轴承 组成：外圈组成：外圈2,两个内圈两个内圈1和和4,隔套隔套3它既可承受径向载荷它既可承受径向载荷,又可承受双向轴向载荷。又可承受双向轴向载荷。结构简单结构简单,承载能力和刚度都较大。承载能力和刚度都较大。(3)Gamet轴承轴承 这类轴承是由法国这类轴承是由法国Gamet公司发展起来的公司发展起来的(d)为为H系列系列,用于前支承用于前支承(e)为为P系列系列,用于后支承用于后支承配套使用配套使用与一般圆锥滚子轴承不同之处：与一般圆锥滚子轴承不同之处：为了降低温升为了降低温升,用油润滑用油润滑 但是但是,一般滚动轴承如让大量的油一般滚动轴承如让大量的油通过内、外圈之间通过内、外圈之间,由于滚动体的由于滚动体的搅拌作用搅拌作用,会大量发热会大量发热,起不到降低起不到降低温升的作用。温升的作用。Gamet轴承的滚子是中空的轴承的滚子是中空的,保持保持架是整体加工的架是整体加工的,可以把滚子之间可以把滚子之间的空隙占满。的空隙占满。润滑油的大部分被迫通过滚子的润滑油的大部分被迫通过滚子的中孔中孔,冷却最不易散热的滚子冷却最不易散热的滚子,小部小部分则通过滚子与滚道之间分则通过滚子与滚道之间,起润滑起润滑作用作用 4.推力轴承推力轴承各种轴承中在轴向承载能力和刚度方面各种轴承中在轴向承载能力和刚度方面,以专门承受轴以专门承受轴向载荷的推力轴承为最高向载荷的推力轴承为最高,其次依次为圆锥滚子轴承和其次依次为圆锥滚子轴承和角接触轴承。角接触轴承。5.主轴轴承为满足某些特殊要求的特殊结构主轴轴承为满足某些特殊要求的特殊结构(1)高速高速 转速特高的主轴组件转速特高的主轴组件,如内圆磨头主轴如内圆磨头主轴,即使采用球轴即使采用球轴承承,仍有可能超过其极限转速。仍有可能超过其极限转速。为了降低滚动体的转速以提高轴承的极限转速为了降低滚动体的转速以提高轴承的极限转速,可以用可以用无内圈的球轴承，滚道直接开在主轴上。无内圈的球轴承，滚道直接开在主轴上。虽能解决极限转速问题虽能解决极限转速问题,但对主轴的要求却大为提高。但对主轴的要求却大为提高。材料应为轴承钢（如材料应为轴承钢（如GCr15);滚道部分的加工和热处理也与滚动轴承相同。滚道部分的加工和热处理也与滚动轴承相同。当滚道发生疲劳破坏或因磨损失去精度时当滚道发生疲劳破坏或因磨损失去精度时,必须更换主必须更换主轴。轴。(2)高载荷高载荷 大多数机床主轴都选用轻型或特轻型轴承。大多数机床主轴都选用轻型或特轻型轴承。如主轴载荷较大如主轴载荷较大,这时一个支承内可以装两个或两个以这时一个支承内可以装两个或两个以上的轴承。上的轴承。(3)径向尺寸受限制径向尺寸受限制 某些要求中心距特别小的多主轴机床某些要求中心距特别小的多主轴机床,轴承的外径受到轴承的外径受到限制。这时可采用滚针轴承。限制。这时可采用滚针轴承。3、以轴向力为主、以轴向力为主,要求精度不太高的主轴要求精度不太高的主轴,可用深沟球轴可用深沟球轴承承,配以推力轴承配以推力轴承,如钻床。如钻床。4、径向尺寸受到限制时，可用滚针轴承。、径向尺寸受到限制时，可用滚针轴承。综上，主轴滚动轴承可按下列原则选择：综上，主轴滚动轴承可按下列原则选择：1、中等转速、较大载荷、要求刚度较高时、中等转速、较大载荷、要求刚度较高时,可用线接可用线接触的轴承触的轴承,如双列向心短圆柱滚子轴承、单列或双列圆如双列向心短圆柱滚子轴承、单列或双列圆锥滚子轴承或锥滚子轴承或Gamet轴承。轴承。2、高速时可用角接触轴承。载荷较小时每个支承可用、高速时可用角接触轴承。载荷较小时每个支承可用一个轴承一个轴承,载荷较大时可用两个轴承。载荷较大时可用两个轴承。三、滚动轴承间隙的调整和预紧三、滚动轴承间隙的调整和预紧1.滚动轴承的预紧滚动轴承的预紧滑动轴承一定要在有间隙的条件下工作滑动轴承一定要在有间隙的条件下工作,而滚动轴承通而滚动轴承通常应在过盈条件下工作。常应在过盈条件下工作。安装滚动轴承时安装滚动轴承时,预先在轴向施加一个等于径向载荷预先在轴向施加一个等于径向载荷20%30%的力的力,使轴承滚道与滚动体之间有一定的过盈使轴承滚道与滚动体之间有一定的过盈量量,称为称为预紧预紧。右图所示为预紧前轴承存在间隙时的情况右图所示为预紧前轴承存在间隙时的情况 径向载荷由一个或几个滚动体承径向载荷由一个或几个滚动体承受受,导致这几个滚动体和滚道之导致这几个滚动体和滚道之间产生很大的接触应力和接触变间产生很大的接触应力和接触变形形,降低了轴承刚度和寿命。降低了轴承刚度和寿命。当对轴承施加预紧产生过盈时当对轴承施加预紧产生过盈时,各各滚动体的受力就更均匀一些滚动体的受力就更均匀一些适当的预紧量可使滚动体产生微小的弹性变形适当的预紧量可使滚动体产生微小的弹性变形,增加了滚增加了滚动体和滚道的接触面积动体和滚道的接触面积,从而提高了轴承刚度。从而提高了轴承刚度。图图6-7图图6-9表示了适量的预紧对提高轴承刚度、表示了适量的预紧对提高轴承刚度、寿命和主轴的动态性能均是有利的寿命和主轴的动态性能均是有利的 过大的预紧对轴承刚度的提高已不过大的预紧对轴承刚度的提高已不显著显著,反而会导致发热高、磨损严反而会导致发热高、磨损严重的后果。重的后果。对于不同类型、不同规格的轴承必存在一个最佳过盈量对于不同类型、不同规格的轴承必存在一个最佳过盈量(最佳间隙量最佳间隙量),使主轴前端使主轴前端共振幅值最小共振幅值最小,或使或使相对寿命相对寿命最长。最长。2.滚动轴承的间隙调整滚动轴承的间隙调整进行主轴支承结构设计时进行主轴支承结构设计时,一定要考虑轴承间隙调整结构一定要考虑轴承间隙调整结构 装配时装配时,能对轴承施加预紧力能对轴承施加预紧力,控制过盈量控制过盈量;原原因因轴承磨损后轴承磨损后,为恢复精度和过盈量而再进行调整为恢复精度和过盈量而再进行调整,确确保主轴滚动轴承能长期、可靠而又稳定地工作。保主轴滚动轴承能长期、可靠而又稳定地工作。调隙结构原理调隙结构原理：使轴承内、外圈轴向相对位移：使轴承内、外圈轴向相对位移,消除滚动消除滚动体和滚道之间的间隙体和滚道之间的间隙,并有一定的过盈量并有一定的过盈量,然后在调整好然后在调整好的位置上固定下来。的位置上固定下来。调隙结构要求调隙结构要求：结构简单、调整方便、工作可靠：结构简单、调整方便、工作可靠(不会松不会松脱脱)。最常用的调隙方法是用。最常用的调隙方法是用螺母调整螺母调整。主轴常用的主轴常用的3182100型型圆锥孔双列向心短圆柱滚子轴圆锥孔双列向心短圆柱滚子轴承承的径向间隙调整的径向间隙调整,一般是用螺母经中间隔套一般是用螺母经中间隔套,轴向移动轴向移动内圈来实现的内圈来实现的 从左面压内圈移动从左面压内圈移动,结构简单结构简单,但控制调整量困难但控制调整量困难,当预当预紧量过大时松卸轴承不方便紧量过大时松卸轴承不方便 用右边螺母来控制调整量用右边螺母来控制调整量,调整方便调整方便,但主轴前端要有螺但主轴前端要有螺纹纹,工艺性差。工艺性差。用螺钉代替控制螺母用螺钉代替控制螺母,则在主轴前端须有螺孔则在主轴前端须有螺孔,工艺性比图工艺性比图(b)好好,但当几个螺钉的力不一致时但当几个螺钉的力不一致时,易将环压偏而影响旋转易将环压偏而影响旋转精度精度 右边隔套做成两半右边隔套做成两半,可取下来修磨其宽度可取下来修磨其宽度,以便控制调以便控制调整量。整量。在在高速轻载精加工机床高速轻载精加工机床的主轴组的主轴组件中件中,经常采用角接触轴承经常采用角接触轴承,它的调它的调整方法如图整方法如图6-11所示所示 将内圈内侧面磨去一个按预紧量确定的厚度将内圈内侧面磨去一个按预紧量确定的厚度,当压紧内当压紧内圈时即得原定的预紧量。此法要求侧面垂直于轴线圈时即得原定的预紧量。此法要求侧面垂直于轴线,且重且重调间隙时必须把轴承从主轴上拆下调间隙时必须把轴承从主轴上拆下,很不方便。很不方便。两轴承内、外圈间分别装入厚度差为两轴承内、外圈间分别装入厚度差为2的两个短套的两个短套来达到预紧目的来达到预紧目的,缺点同图（缺点同图（a）在两个轴承外圈之间放入若干个弹簧在两个轴承外圈之间放入若干个弹簧(沿圆周均布沿圆周均布),靠弹靠弹簧保持一个固定不变的、不受热膨胀影响的预加载荷。簧保持一个固定不变的、不受热膨胀影响的预加载荷。在两轴承外圈之间装入一个适当厚度的短套在两轴承外圈之间装入一个适当厚度的短套,靠装配调整靠装配调整使内圈受压后移动一个使内圈受压后移动一个的量。它不需修磨的量。它不需修磨,在初调和重在初调和重调时均可用调时均可用,但装配技术要求高。但装配技术要求高。在主轴的一个支承内在主轴的一个支承内,常有两个或两个以上的轴承且分别常有两个或两个以上的轴承且分别承受径向和轴向载荷承受径向和轴向载荷,需要分别控制径向和轴向间隙需要分别控制径向和轴向间隙,因此因此在支承结构上应尽可能使它们能各自分别调整。在支承结构上应尽可能使它们能各自分别调整。两种轴承共用一个螺母调整两种轴承共用一个螺母调整 各用一个螺母分别进行各用一个螺母分别进行调整调整,但结构较复杂些但结构较复杂些 3.调整螺母的防松调整螺母的防松调整螺母调整螺母,一般采用细牙螺纹一般采用细牙螺纹,易于微量调节、自锁性较好易于微量调节、自锁性较好 螺母调整好以后还应有防松措施，防松的方法螺母调整好以后还应有防松措施，防松的方法：用螺母调整轴承的间隙时用螺母调整轴承的间隙时,需在轴需在轴上加工螺纹且要求螺纹中心与主上加工螺纹且要求螺纹中心与主轴中心同轴轴中心同轴,否则会使轴承压偏否则会使轴承压偏,故故工艺性差。工艺性差。图示为油压套筒式调整结构，采用阶图示为油压套筒式调整结构，采用阶梯套筒代替螺母进行调整。梯套筒代替螺母进行调整。套筒的两段内孔直径略有不同套筒的两段内孔直径略有不同,与主与主轴过盈配合。轴过盈配合。装配时将套筒加热后压到轴上装配时将套筒加热后压到轴上,调整时把压力油压人套筒调整时把压力油压人套筒与主轴间的缝隙中与主轴间的缝隙中,同时借助专用工具在套筒轴向施加一同时借助专用工具在套筒轴向施加一定推力使其产生轴向移动以调整、预紧轴承。定推力使其产生轴向移动以调整、预紧轴承。四、滚动轴承的精度与配合四、滚动轴承的精度与配合 滚动轴承按其基本尺寸精度和旋转精度的不同滚动轴承按其基本尺寸精度和旋转精度的不同,可分成可分成C、D、E、（、（F）和）和G等五级等五级。C级精度最高级精度最高,G级最低级最低,(F)级为暂时保留级在新设计时级为暂时保留级在新设计时不许使用不许使用,G级轴承可不注明。级轴承可不注明。机床主轴组件一般要求具有较高的精度机床主轴组件一般要求具有较高的精度,主要采用主要采用C、D和和E三级。三级。向心轴承向心轴承的精度等级的精度等级,主要考虑机床工作性能和加工精度主要考虑机床工作性能和加工精度要求要求,按主轴组件径向跳动的允差选择按主轴组件径向跳动的允差选择 推力轴承推力轴承的精度等级的精度等级,按主轴组件轴向窜动允差选择。按主轴组件轴向窜动允差选择。主轴前、后支承中轴承的精度对主主轴前、后支承中轴承的精度对主轴旋转精度的影响是不同的。轴旋转精度的影响是不同的。前轴承内圈偏心量前轴承内圈偏心量 主轴端部的偏心量主轴端部的偏心量 后轴承内圈有偏心量后轴承内圈有偏心量 主轴端部的偏心量主轴端部的偏心量 前轴承内圈的偏心量对主轴端部精度的影响较大前轴承内圈的偏心量对主轴端部精度的影响较大,后轴后轴承的影响较小。承的影响较小。因此因此,前轴承的精度应当选得高些前轴承的精度应当选得高些,通常要比后轴承的精通常要比后轴承的精度高一级。各类机床主轴组件中滚动轴承精度等级的选度高一级。各类机床主轴组件中滚动轴承精度等级的选择择,可参见表可参见表6-7。机床种类机床种类向心轴承精度等级向心轴承精度等级推力轴承精度等级推力轴承精度等级前支承前支承后支承后支承普通精度机床普通精度机床D D（或（或C C）E E（或（或D D）E E高精度机床高精度机床C CD D（或（或C C）D D精密机床精密机床B BC CC C高精度精密机床高精度精密机床B B（或（或A A）B BB B注：数控机床比同类机床精度高注：数控机床比同类机床精度高12级。级。滚动轴承的配合滚动轴承的配合,对于主轴组件的精度也有很大的影响。对于主轴组件的精度也有很大的影响。轴承内圈与轴颈、外圈与轴承座孔的配合必须适当。轴承内圈与轴颈、外圈与轴承座孔的配合必须适当。过松过松:配合处受载后会出现松动配合处受载后会出现松动,影响主轴组件旋转精度影响主轴组件旋转精度和刚度和刚度,缩短轴承的使用寿命缩短轴承的使用寿命.过紧过紧:会使内、外圈变形会使内、外圈变形,同样会影响主轴组件的旋转精同样会影响主轴组件的旋转精度度,加速轴承的磨损加速轴承的磨损,增加主轴组件的温升和热变形增加主轴组件的温升和热变形,并给并给装配带来困难。装配带来困难。根据各类机床设计制造的经验根据各类机床设计制造的经验,滚动轴承的配合可参考滚动轴承的配合可参考表表6-8。配合部位配合部位配配 合合主轴轴颈与轴主轴轴颈与轴承内圈承内圈m5m5k5k5j5j5或或js5js5k6k6座孔与轴承外座孔与轴承外圈圈K6K6J6J6或或Js6Js6或规定一定过盈量或规定一定过盈量紧固性好，不易装拆紧固性好，不易装拆平均过盈为平均过盈为0，易装拆。，易装拆。外圈通常不转动外圈通常不转动,与支承座孔的配合稍松。与支承座孔的配合稍松。五、主轴组件结构举例五、主轴组件结构举例1.中等转速、较大载荷的主轴部件中等转速、较大载荷的主轴部件(1)C7620型多刀半自动车床主轴部件型多刀半自动车床主轴部件 前轴承用双前轴承用双列短圆柱滚列短圆柱滚子轴承子轴承 后支承后支承用圆锥用圆锥滚子轴滚子轴承和推承和推力球轴力球轴承承 前轴承的间隙靠螺母前轴承的间隙靠螺母3调整内环在主轴圆锥轴颈上的位调整内环在主轴圆锥轴颈上的位置置,从而调整轴承的预紧量从而调整轴承的预紧量;后两个轴承的间隙靠螺母后两个轴承的间隙靠螺母1调整。调整。(2)X52K型立式铣床主轴部件型立式铣床主轴部件 前轴承用双列短圆柱滚子轴承前轴承用双列短圆柱滚子轴承 后轴承则因主轴的最高转速已经接近推力轴后轴承则因主轴的最高转速已经接近推力轴承允许的转速，改用两个角接触轴承承允许的转速，改用两个角接触轴承 调整这个轴承的间隙靠修磨垫圈调整这个轴承的间隙靠修磨垫圈5和拧和拧紧螺母紧螺母1,把主轴向上提把主轴向上提,经锥面把前轴承经锥面把前轴承的内环胀大。的内环胀大。角接触轴承的间隙角接触轴承的间隙,靠修磨垫圈靠修磨垫圈2的厚度来的厚度来调整调整。(3)CW6163型普通车床主轴部件型普通车床主轴部件 D3182132型双列向心短圆柱滚子轴承型双列向心短圆柱滚子轴承 调整间隙和预紧时先将螺母调整间隙和预紧时先将螺母10松开松开,然后转动螺母然后转动螺母4,使套使套8相对相对主轴向右推动轴承内圈主轴向右推动轴承内圈,以消除以消除间隙。间隙。两个两个D8134型推力球轴承型推力球轴承6和和7 用螺母用螺母5调整调整(3)CW6163型普通车床主轴部件型普通车床主轴部件 后轴承采用后轴承采用E3182124型轴承型轴承2,用螺母用螺母1调整间隙。调整间隙。中间加中间加E128型向心球轴承型向心球轴承3,增强刚性增强刚性.(4)CA6140型车床主轴部件型车床主轴部件 前后径向支承皆为双列短圆柱滚子轴承前后径向支承皆为双列短圆柱滚子轴承，推力支承为双向推力，推力支承为双向推力向心球轴承。向心球轴承。推力轴承的间隙靠修磨垫圈推力轴承的间隙靠修磨垫圈2调整调整,前双列短圆柱滚子轴承的径向前双列短圆柱滚子轴承的径向间隙靠螺母间隙靠螺母1和和3调整。调整。(4)CA6140型车床主轴部件型车床主轴部件 结构较简单结构较简单,刚度较高刚度较高,极限转速较高极限转速较高,是前支承用双列短圆柱滚是前支承用双列短圆柱滚子轴承的较典型的结构。子轴承的较典型的结构。可适用于一切中高转速可适用于一切中高转速,载荷较大载荷较大,刚度要求较高刚度要求较高,各种精度要求的各种精度要求的机床机床,如车床、铣床及数控机床等。如车床、铣床及数控机床等。