载荷是选用轴承的最主要因素。滚子轴承用于承受较重的载荷,球轴承用于承受较轻的或中等载荷,渗碳钢制造或贝氏体淬火的轴承,可承受冲击与振动载荷。
在载荷的作用方向方面,承受纯径向载荷时,可选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。承受较小的纯轴向载荷时,可选用推力球轴承;承受较大的纯轴向载荷时,可选用推力滚子轴承。当轴承承受径向和轴向联合载荷时,一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。对于悬臂支撑结构,常采用圆锥滚子轴承或角接触球轴承,且成对使用。
本次设计中,轴承既承受轴向载荷,有承受径向载荷。轴向载荷主要来源于车刀的车削力,而径向力主要由主轴的重力、大带轮的重力、带轮紧边产生的金边拉力和松边的松边拉力。
因此,需要选用一个机能承受轴向载荷又能承受径向载荷的轴承。
所以,主轴采用两组4个角接触球轴承。7020C(夹角α=15°)。基本额定动载荷为79.4KN。
同步带带动编码器的主轴旋转,此处轴承也使用2个角接触球轴承,型号为7002C。基本额定动载荷为4.8KN。
角接触球轴承如图3.3所示。
图3.3 角接触球轴承
3.4 数控车床键的设计
普通平键用途最广,因为其结构简单,拆装方便,对中性好,适合高速、承受变载、冲击的场合。
半圆键形似半圆,可以在键槽中摆动,以适应轮毂键槽底面形状,常用于锥形轴端的联接,且联接工作负荷不大的场合。如一个带锥度的轴头,通过半圆键的联接带动普通A型皮带轮转动。
钩头楔键主要用为紧键联接。在装配后,因斜度影响,使轴与轴上的零件产生偏斜和偏心,所以不适合要求精度高的联接。
平键类型选择:平键的类型应根据键联接的结构、使用特性及工作条件来选择。选择时应考虑以下各方面的情况:需要传递转矩的大小;联接于轴上的零件是否需要沿轴滑动及滑动距离的长短;对于联接的对中性要求;键是否需要具有轴向固定的作用;以及键在轴上的位置(在轴的中部还是端部)等。
轮毂和键以及轴和键的配合代号均为P9/h8;用于载荷较大或者有冲击载荷,需要消除回城间隙,轮毂不需要在轴上沿着轴向滑动的场合。
本次设计中,主轴与大带轮的连接采用双平键连接,尺寸为25mm×80mm。
编码器部分采用单键连接,尺寸为5mm×10mm。
3.5 数控车床螺纹紧固的设计
螺母的工作原理是采用螺母和螺栓之间的摩擦力进行自锁的。但是在动载荷中这种自锁的可靠性就会降低。在一些重要的场合我们就会采取一些防松措施,保证螺母锁紧的可靠性。其中用锁紧螺母就是其中的一种防松措施。
锁紧螺母也有两种,一种是用两个一样的螺母拧在同一支螺栓上,在两个螺母之间附加一个拧紧力矩,使得螺栓连接可靠。
另一种是专用的防松螺母,需要和一种可以防松垫片一起使用。专用的防松螺母不是优尔角螺母,而是一中圆螺母,在螺母的圆周上开有6个缺口,这优尔个缺口既是拧紧工具的着力点,又是防松垫片卡口的卡入处。
本次设计中,由于此处没有承受载荷,且震动不大,无冲击,所以在主轴最右端以及编码器轴的最右端,作为紧固大带轮采用了双螺母锁紧机构。两螺母在拧紧后,螺母之间产生的轴向力,使螺母牙与螺栓牙之间的摩擦力增大而防止螺母自动松脱。
本次设计中,主轴采用的双螺母锁紧装置采用2个圆螺母,GB/T 810,外径115mm,厚度12mm,螺距为2mm。编码器轴采用的圆螺母尺寸为,外径28mm,厚度8mm,螺距2。 数控车床主传动系统设计+CAD图纸+文献综述(9):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_3908.html