3数控铣齿机主轴部件的设计
3.1主轴概述
轴主要用于支撑转动的带毂零件（如齿轮，带轮）并传递运动和动力，同时它又被滑动轴承或滚动轴承所支撑。轴是机械传动中必不可少的重要零件之一。
根据轴线形状的不同，轴可以分为直轴，曲轴，和绕性钢丝软轴。
直轴应用最为广泛，根据外形又可以分为直径无变化的光轴，和直径有变化的阶梯轴。光轴形状简单，加工方便，但轴上零件不宜定位和装配，阶梯轴与光轴正好相反。直轴通常都制成实心的，但有时由于结构上的需要，或为了提高轴的刚度，减小轴的质量，则将其制成空心的。本文来自辣,文'论#文^网，
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曲轴主要用于作往复运动的机械中。
绕性钢丝软轴由几层紧贴在一起的钢丝层构成，可以把转矩和旋转运动灵活地传到任何位置，常用于振捣器等设备中。
本次的设计是由电动机带动带轮，通过带传动直接带动主轴。设计的主轴选用直轴，阶梯轴便于轴向部件定位和安装，空心结构方便装载部分口径的毛坯。
3.2主轴设计的一些要求
主轴部件是机床主要结构之一。由于主轴部件直接承受切削力，转速范围又很大，因而数控机床的加工质量很大程度上要靠它保证。据统计，相对于机床的其它部件，主轴组件对加工综合误差的影响在通常情况下要占30%—40%，严重时可达60%甚至更高。因此，数控机床设计对主轴组件提出了很高的要求。主轴组件的性能要求包括一下几方面：
浅谈如何处理好师生关系 主轴组件的精度包括旋转精度和运动精度。旋转精度是指装配后的部件在无载或低速转动条件下，主轴前端工作部位的径向跳动、端面跳动和轴向窜动的大小。主轴组件的旋转精度直接影响机床的加工精度。如车床前端定位锥孔与卡盘定心轴颈的径向跳动，会影响加工工件的圆度，而轴向窜动则会影响加工螺纹的螺距精度。因此，主轴组件的旋转精度是机床的一项重要指标。
运动精度指主轴在工作状态下的旋转精度，这个精度通常和精致或低速状态的旋转精度有较大差别，它表现在工作时主轴回转中心位置的不断变化，即“主轴轴心漂移”现象。
主轴组件的刚度是指其在外力作用下抵抗变形的能力。通常以主轴前端产生单位变形所施加力大小来表示（见图3.1）。有时也用它的反义词柔度来说明，柔度小即刚度大。主轴组件的刚度。包括了主轴、主轴轴承和支承座的刚度，是它们的综合反映。刚度直接影响主轴组件的工作质量。刚性不足，在加工精度方面，将直接影响被加工工件的精度。在传动质量方面，会恶化传动条件，使传动零件磨损加剧，并缩短其使用寿命。在工作稳定性上，它是引起振动的一个因素。刚度为P/y，比值越大则刚性越好，柔度为y/P，为刚度的倒数，比值越大则刚性越差。
图3.1 主轴刚度受力示意图
如果主轴组件刚度不足，在切削力及其他力的作用下，主轴将产生较大的弹性变形，不仅影响工件的加工质量，还会破坏齿轮、轴承的正常工作条件，使磨损加快，精度降低。
影响主轴组件刚度的因素很多，如主轴的尺寸、形状，主轴轴承的类型、数量、配置形式、预紧情况，前后轴承跨距、主轴前端的悬伸量等。
主轴组件的抗振性是指机床进行切削时其抵抗振动保持平稳运转的工作能力。主轴组件的振动有强迫振动和自激振动两种。自激振动是由切削过程本身所引起并文持的。当振源的频率接近主轴组件固有频率时，就会引起共振。强迫振动是由机床外部的振源或由机床的其他部分的振动引起，它的振动频率与外干扰力的频率有关。主轴组件的刚度和阻尼越大，振动就越小。
由此可见，影响主轴组件抗振性的主要因素是主轴的阻尼、刚度和固有频率，并与主轴的传动方式、轴承类型、主轴组件质量分布情况、齿轮与轴承等零件制造与装配的质量等有关。一般来讲，提高主轴组件的刚度和增大主轴部件的阻尼都能够提高主轴组件的抗振性。
主轴组件在运转中，温升过高会引起两方面的不良后果：一是主轴组件和箱体因热膨胀而变形，主轴的回转中心线和机床其他件的相对位置会发生变化，直接影响加工精度；其次是轴承等元件会因温度过高而改变已调好的间隙和破坏正常润滑条件，影响轴承的正常工作。严重时甚至会发生“抱轴”。
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