机械数控机床大学方案镗削动力头及主轴组件方案

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1、四川理工学院毕业设计（论文）说明书题目镗削动力头及主轴组件设计学生王中敏系别机电工程系专 业班 级机制03.3班学号2003111026指 导教 师李先民四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）摘要主轴及其主轴组件， 是组合机床的核心部件， 是组合机床进行加工的执行者，在组合机床的发展过程中占有相当重要的地位。一台组合机床的加工精度主要取决于动力头及其主轴组件的精度。现在，很多动力头基本上已经标准化，这为机床的制造，改装带来了很大的方便，但为了提高精度，工作效率，就需要设计出更专用化的动力头部件。本次设计的镗削动力头主要是用于镗削加工VF-67 型空压机上减荷阀体 95H 9 00.0

2、87 的孔。在设计动力头的过程中，主要是依据镗削加工时所需要的切削用量，进行动力源、动力传动、主轴及其组件设计。最后通过校核计算，验算所设计动力头的合理性该镗削动力头结构简单，工作可靠，可适用于加工 40 200 mm孔，加工精度较高，与通用动力头相比，结构简单、紧凑，可以更好的发挥动力装置的能力，大大提高劳动生产率和加工精度。通过实际调查，目前，组合机床在工厂中占有很大的比重，需进行镗内孔加工的零件数量也很多，所以，镗削动力头有很大的发展空间和广阔的运用前景。它将会降低机床成本，极大的减轻工人的劳动强度，也更容易实现自动化生产。关键词： 组合机床；动力头；镗削加工。1四川理工学院毕业设计（镗

3、削动力头及操作装置设计）ABSTACTThe main axle and its the main axle module, is the aggregatemachine-toolcorepart,isperformerwhichtheaggregatemachine-toolcarriesontheprocessing,holdsthe quiteimportantstatusintheaggregatemachine-tooldeveloping process. A aggregate machine-toolprocessing precision mainly isdecidedb

4、y thepower head and itsthemainaxle module precision.Now, verymanypower heads basicallyalreadystandardize,thisfortheenginebed manufacture,the reequipment has brought very bigconvenient, but in order to increase theprecision, the workingefficiency, needed to design the special-purposer powerhead part.

5、The design of Boring is the main driving force for the firstBoring VF-6/7 air compressor on a valve95H 900.087 by the hole. Inthefirstdesign,dynamicprocess,whichismainlyBoringprocessingrequiredwhencuttingconsumption,powersources,powertransmission,Spindleassembly design.Finally,checking,checkingdynam

6、ic design of the first reasonableThe first Boring power structure simple and reliable and canbe applied to the processing of40-200 mm hole, high precisionmachining,and GeneralDynamicscomparedtothefirst,simpleandcompact structure, we can better play the power plant capacitygreatly improve labor produ

7、ctivity and accuracy.Through actual investigations, at present, the combinationmachine in a factory has a huge proportion require boring holemachining of parts is also a lot of volume, so Boring power headhasplentyofroom fordevelopmentandbroadapplicationprospects.It will lower the cost of machine, g

8、reatly reducing the laborintensity, it would be easier to achieve automated production.Keywords : portfolio machine; Dynamic head; Boring2四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）目录中文摘要英文摘要第一章绪论第二章动力头参数计算2.1 零件分析2.2 确定加工刀具材料2.3确定镗削时主轴最佳转速2.4 运动参数主运动速度范围确定传动级数确定主轴的标准转速2.5 作转速图2.6 动力头结构简图2.7 电动机的选择计算电动机功率以及各轴上的传递功率选择电

9、动机的型号第三章主轴设计3.1 主轴材料的选择3.2 主轴轴承的选用3.3 主轴热处理3.4 确定主轴的结构3.5 主轴结构参数确定主轴最小直径确定主轴前轴颈确定主轴后轴颈确定主轴内孔主轴前端尺寸的确定主轴各具体尺寸的确定第四章齿轮设计4.1 计算传动比3四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）4.2 确定齿轮参数确定齿轮的齿数计算齿轮的宽度计算齿轮的模数分度圆直径4.3 齿轮和主轴的联接第五章滚动轴承的选取5.1 前支承选取5.2 后支承选取5.3 主轴轴承精度的选择第六章主轴组件的检验校核6.1 镗削切削力6.2 主轴的校核主轴刚度的验算主轴端部绕度主轴的倾角主轴强度验算6.3 滚

10、动轴承额定寿命6.4 主轴齿轮的校核按接触疲劳强度校核按齿根弯曲疲劳强校核第七章定位元件设计7.1 定位环7.2 压块锁紧螺母7.3 套筒7.4 轴用弹性挡圈第八章主轴箱体设计第九章润滑密封装置设计参考文献致谢4四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）第一章绪 论进入 20 世纪以来 , 机器是人类进行生产以减轻体力劳动和提高劳动生产率的主要工具，使用机器进行生产的水平是衡量一个国家的技术水平和现代化程度的重要标志。机械制造在国民经济中占有重要地位，是一个国家或地区发展的重要支柱。组合机床它独有的优势：低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线 。 逐

11、渐在金属切削机床中显现出它独有的特色，赢得很多机械制造工厂的青睐。而主轴及其组件则是组合机床的重要执行部件，它对加工的精度有很大的影响，尽管现在动力头很多都被标准化，但为了提高对镗削40200 mm 的孔的组合机床其专用化的程度，提高加工精度和工作效率，降低机床成本，仍然要对其动力头部件重新设计。5四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）第二章动力头参数计算主传动的运动设计的任务是运用转速图的基本原理，从而拟定满足给定的转速的传动方案。其主要内容包括选择变速组及其传动副数，确定各变速组中的齿轮传动比，以及计算齿轮齿数，以及计算胶带轮直径等。2.1 零件分析要求设计一种专用机床的动力头，

12、用于镗削加工VF67 型空压机上的减荷阀体 95H 900.087 的内孔。材料为 HT200，重 13.5kg，加工要求为： 表面粗糙度值： Ra=5um；加工精度等级 IT9。材料为 HT200，查机械设计课程设计手册1 P23 页表 2-3： HT200 的硬度范围为 148 222HBS,在此取 180HBS。因为被加工表面粗糙度值： Ra=5um；加工精度等级 IT9 ，查机械制造技术基础 2 P241 页表 6-4，根据对零件图的分析比较最后得出加工方案：粗镗精镗。定位基准为：工件的下底面。2.2 确定加工刀具材料通过对零件的工艺分析，取切削深度 p =3mm， f =0.5mm/

13、r。（机械加工工艺手册 3 P987 页表 4.1-6，选取刀具材料为 YG6A ）。选择通孔镗刀，得到通孔镗刀的外形参数B=12mm,H=12mm,L=125、 150mm， l=40、60， d =12mm。查机械加工艺手册P1064 页表 4.363。2.3 确定镗削时主轴最佳转速根据加工要求，选择通孔镗刀，查机械加工艺手册P1064 页表 4.3 63。确定镗削加工时主轴转速和功率查机械加工工艺手册P511 页表 2.466 附表 2.4 9；得硬质合金镗刀的切削速度为 v=0.99m/s，所需要的切削功率为 Pm=2.1kw。镗销动力头主轴最佳转速：n = 1000v60 m/min

14、（21）d公式出处机械制造装备4P150 页；式中v切削速度，单位为m/min ；d 工件（或刀具）直径，单位为mm。把上面的各个参数代入式（21）可得：n =10000.99 603.1495= 200 r/min6四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）2.4 运动参数主运动速度范围根据已知条件，要求镗销加工孔的范围为40200 mm。加工 40200 mm 的孔时取切削深度 p=3mm，f =0.3mm/r 。查机械加工工艺手册P987 页表 4.1-6：选取刀具材料为YG6A 。查机械加工工艺手册P511 页表 2.466 附表 2.49：得硬质合金镗刀的切削速度为Vmax=1

15、.45m/s、 Vmin=1.30m/s。把上面的各个参数代入式22 可得：1000vm i n1000 vm a x（22）nm i nnm a xdm i ndm a xnmax =10001.45603.1440=692 r/minnmin =10001.30603.14200=124.2 r/minRn =nmzx =z 1nmin公式出处机械制造装备 P152 页；式中z 传动级数。将 n max , n min 代入公式 2 3 可得：Rn =nmzx =692nmin124.2= 5.576确定传动级数将式（ 2 3）两边取对数可得：z =( log Rnlog) + 1查机械制

16、造装备 P152 页表 31，如下表 2 1：1.061.121.261.411.581.78E1 1040 1020 1010 10203105104 10E2 1012 106232232 265 2A max5.7%11%21%29%37%44%（23）（24）表 212 标准公比20610250%7四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）与 1.06 关系1.06 11.06 21.06 41.06 61.06 81.06 101.06 12由上表取公比 1.41，再将 Rn ，代到式 24 中，得：z =( log6log1.41) + 1 5.2+1=6.2通过综合的分析与

17、考虑，由于z 只能为整数，故在此z 值取为 6。z 3 26确定主轴的标准转速查机械制造装备P153 页表 32，如下表 2 2：表 22标准数列表12481631.56312525050010002000400080001.062.124.258.51733.56713226553010602120425085001.122.244.59.01835.57114028056011202240450090001.182.364.759.51937.57515030060011802360475095001.252.55.010204080160315630125025005000100001.

18、322.655.310.621.242.585170335670132026505300106001.42.85.611.222.44590180355710140028005600112001.53.06.011.823.647.595190375750150030006000118001.63.156.312.52550100200400800160031506300125001.73.356.713.226.553106212425850170033506700132001.83.557.1142856112224450900180035507100141001.93.757.51530

19、6011823647595019003750750015000在此的最底转速是124.2 r/min，最高转速为 692 r/min，查上表 12 标准转速表可以确定机床主轴转速由低到高分别为：n1=125 r/minn2 =180minn3 =250minn4 =355minn5=500minn6 =710min2.5 作转速图8四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）图 21转速图2.6 动力头结构简图轴 1轴 2轴 3轴 4主轴图 22动力头结构简图2.7 电动机的选择电动机是动力头切削动力的来源，是动力头的核心部件，对机床的工作起着至关重要的作用，为了最大限度的发挥机床的切削性

20、能，必须选择一个功率合理的电动机，同时为了考虑电动机在动力头上的布局，还应在功率匹配的情况下，选择电动机的外形尺寸。计算电动机功率以及各轴上的传递功率根据前面已经查出，镗削动力头最终所需要的输出功率为2.1kw。查机械设计课程设计手册 8 级精度的一般圆柱齿轮的传动效率为0.97。其需要经过四对齿轮传动，因此传动总效率为：总 0.97 4 0.889四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）因为：总 P切（25）P床公式出处 金属切削机床设计5页；P40式 2-7式中床0.85所以，电机需要提供的功率为P切2.12.5kwP总床0.85因此各个轴传递的功率分别为：p22.52.50.97

21、2.4kwp32.42.40.972.35kwp42.352.350.972.28kw主0.972.11kwp2.282.28式中是指轴与轴之间的传动效率选择电动机的型号根据机床的具体要求查机械设计课程设计手册P155 页表 121选择 Y132S 6 型电动机。第三章主轴设计3.1 主轴材料的选择主轴材料主要根据刚度、 载荷特点、耐磨性和热处理变形大小等因素来选择。主轴的刚度与材料的弹性模量E值有关，刚的E 值较大（ 2.1 10 7 牛 / 厘米 2 左右），所以主轴材料首先考虑用钢料。因为刚的弹性模量E 的数值和钢的种类和热处理方式无关，所以不论是普通钢还是合金钢，其弹性模量E基本相同。

22、因此在选择刚料的时候应首先考虑价格便宜的中碳钢，在此我选择45 钢。3.2 主轴轴承的选用轴承是主轴的重要组成部分，它的类型、配置、精度、安装、调整和润滑等都直接影响主轴组件的工作性能。主轴的旋转精度在很大程度上由轴承决定，轴承的变形量约占主轴组件总变形量的30%50%，轴承的发热量占的比重也比较大。 故主轴轴承应具有：旋转精度高、 刚度大、承载能力强、 抗振性能高、 摩擦功耗小、 噪声低和寿命长等特点。这也是对主轴轴承的基本要求，查金属切削机床设计P140 页表 56，如下表 31：10四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）表 31滚动轴承和滑动轴承的比较基本要求滚动轴承滑动轴 承

23、动压轴承静压轴承旋转精度精度一般或较差。可单油楔轴承一般，多可以很高在无隙或预加载荷下油楔轴承较高工作。精度也可以很高，但制造困难刚度仅与轴承型号有关，随转速和载荷升高而与节流形式有关，与与转速 、载荷无关，增大载荷转速无关预紧后可提高一些承载能力一般为恒定值，高速随转速增加而增加，与油腔相对压差有时受材料疲劳强度限高速时受温升限制关，不计动压效应时制与速度无关抗振性能不好，阻尼系数较好，阻尼系数很好，阻尼系数D=0.029D=0.055L=0.4速度性能高速受疲劳强度和离中高速性能较好。低适应于各种转速心力限制，低中速性速时形不成油漠，无能较好承载能力摩擦功耗一般较小，润滑调整教小本身功耗小

24、，但有相不当时则较大f=0.001 0.008当大的泵功耗f=0.002 0.008f=0.0005 0.001噪声较大无噪声本身无噪声，泵有噪声寿命受疲劳强度限制在不频繁启动时，寿本身寿命无限，但供命较长油系统的寿命有限根据表 21 对滚动轴承和滑动轴承做出相应比较，在这里滚动轴承能够满足主轴组件工作性能要求、经济合理。所以选择滚动轴承。3.3 主轴热处理主轴采用 45 钢，查机械制造装备P118页表 24，如下表 32：表 32主轴材料及热处理钢材热处理用途45 钢调质 22 28HRC，局部高频淬一般机床主轴、传动轴11四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）硬 5055HRC4

25、0Cr淬硬 40 50HRC载荷较大或表面要求较硬的主轴20Cr炭化、淬硬 56 62HRC中等载荷、 转速很高、 冲击较大的主轴38CrMoA1A氢化处理 850 1000HV精密和高精度机床主轴65Mn淬硬 52 58HRC高精度机床主轴根据表 32，为满足工作要求，对该45 钢主轴进行调质处理，硬度HRC22 28。由于主轴采用的是滚动轴承，为了提高接触刚度，防止敲碰损伤轴颈的配合表面，所以对轴颈进行高频淬火，硬度HRC5055。3.4 确定主轴的结构本组合机床的主轴结构应保证镗刀的安装可靠、定位准确、连接钢度高、 装卸方便并能传递足够的转矩；并考虑到该主轴的轴上零件的类型、数量、位置和

26、安装定位方法的因素以及加工工艺性和装配工艺性。所以将该主轴设计成头大尾小、逐级递减的阶梯形状。具体样式如下图21：图 31主轴3.5 主轴结构参数确定主轴最小直径d39.55 106 PC 3 P （mm）（31）0.2 T nn公式出处机械设计6P314 页式中C与轴材料有关的系数；P轴传递的功率；n 轴的转速。12四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）主轴采用 45 钢，根据机械设计P314页表 16.2 ，如表 3 3表 33 轴强度计算公式中的系数C轴的材料Q235，20Q255， Q275， 354540Cr,38SiMnMoT MPa121520253035404552C

27、16014813512511811210610298由上表 C 取 112; 因为主轴转速最低的时候所承受的扭矩最大，所以 n 取 125r/min;轴的传递功率 P 为 2.1kw。将 C、 n、 P 代入式 31 得：d11232.128.68 mm125确定主轴前轴颈查机械制造装备 P118页表 25，如下表 3 4：表 34 主轴前轴颈的直径功率2.6 3.63.75.55.6 7.27.4 1111 14.714.818.4机床车床609070 10595130110 145140165150190由于镗床主轴与车床主轴机构类似，电机的功率为2.5kw，根据上表选择 d 4 为:d

28、4 =50mm确定主轴后轴颈根据经验公式d 8 （ 0.7 0.85 ）d 4（32）d 8 35mm确定主轴内孔为了减轻主轴重量、 能够通过拉杆、冷却管等主轴内孔直径的大小在满足主轴刚度的前提下尽量取大值，但一般应保证D2 d80.7D2 =50 0.7=24.5mm为满足足够的强度D2 取：D2 =20mm主轴前端尺寸的确定该专用组合机床镗削的孔径不大，用主轴莫氏锥孔作为镗刀杆的定位面，并且便于装夹，通用性也很强。查金属切削机床设计简明手册7 P52 页表 148 主轴端部尺寸，详如下表35：13四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）图 3 2 主轴端部表 35 镗床主轴端部尺寸

29、（ GB2814 89）D1DdbLL1L2r32552011.9153109333主轴各具体尺寸的确定根据主轴组件具体安装尺寸要求，主轴各尺寸确定如下表：表 3 6主轴尺寸D1D2d1d2d3d4d5d6d7Md32205560555045403546l1l2l3l 4l5l6l7 l8l91531254832.5730.54066428第四章齿轮设计此机床为使结构紧凑、 便于力传递，变速箱和主轴箱设计为一整体。为将变速箱的力准确的传递给机床主轴，在此选用齿轮传递。4.1 计算传动比n21801.41n3250 22u12 125u13 125n1n1u14 n4 3552.843u15 n

30、5 500 4 4n1125n112514四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）u16 n6 710 5.68 5n11254.2 确定齿轮参数确定齿轮的齿数通过对上式进行分析可以看出，传动比u 与公比 始终有整次方的关系，同时考虑到机床上各零件加工的方便，在这里我们取机床上各传动齿轮的模数相同。通过查金属切削机床设计P61页表得到齿轮齿数分别为：表 4 1齿轮齿数表Z1Z2Z 3Z 4Z 5Z6Z721392535303020Z8Z9Z10Z11Z12Z13Z1440352520404444所以，主轴上齿轮齿数Z14 =44。计算齿轮的宽度对整个传动系统示意图进行分析，可以看出轴

31、IV 上 z12 齿轮所承受的力最大。故在确定齿轮的宽度时，暂时以此齿轮进行设计计算。M 4p49.55 10 6（41）n 2.28 9.55 10 6 174200 N.mm125查机械设计教材P222表 12.3由于我们设计的齿轮采用硬齿面，故取齿宽系数d0.3。又已知齿轮材料为45 钢调质处理，硬度为 229HB286HB，在此我们取平均硬度240HB。查机械设计 教材P223图 12.17(c)45 调质钢接触疲劳极限H lim580mpa。初步计算齿轮的接触应力：H 0.9 H lim（ 4 2）公式出处机械设计P226 页式 12.5 。0.9580522 mpa初步计算齿轮的直

32、径：M 4u 1（43）d z12Ad 3ud H l i m15四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）查机械设计教材P227 表 12.16取 Ad 85。把以上各个参数代入式43 可得：d z1742002185 352222120.3 120 mm齿宽bdz12d（44）1200.336 mm通过分析，变速箱的所有齿宽都取35mm。综合所设计机床的特性，在此统一取齿宽主要是为了方便加工，使机床构简单化，所以主轴上齿轮取齿宽：B=35mm计算齿轮的模数在前面对齿轮宽度计算时，我们分析并计算出 z12 齿轮分度圆直径为 120mm，齿数为 40,其齿轮齿数 z，模数 m，分度圆直径

33、 d，有如下的关系：d mz（45）所以：d120m3 mmz40为了减少机床加工工艺的难度，在所设计的主轴齿轮采用相同的模数，这也是满足一对直齿圆柱齿轮正常啮合的的条件。因此主轴与轴 IV 之间的中心距同样可以确定出来：a m(z11z12 ) / 21 (d11 d12 )（46）2公式出处机械设计P212 页表 12.8即：am(z13z14 ) / 23882分度圆直径132 mmdmz3 4 4=132mm4.3 齿轮和主轴的联接此处主要是齿轮向主轴传递转矩，在次应选择周向固定的平键联接。查机械设计课程设计手册表41 根据要求选择16四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）图

34、 41键12828 GB109679第五章滚动轴承的选取5.1 前支承选取镗床进行镗削加工时主要承受径向载荷， 但轴向载荷也不可忽略， 所以前支撑选择双列圆锥滚子轴承，这样既能承受径向载荷又能承受轴向载荷。由于滚锥数量较多，故刚度和承载能力大。 由于没有50 双列圆锥滚子轴承， 就选用两个50 圆锥滚子轴承背对背安装，中间用隔套 1 隔开，修磨隔套的厚度便可调整轴承的间隙并预紧。轴承靠外圈定位，这样箱体孔可制成通孔，方便加工、精度也相应提高。图 5 1 30210圆锥滚子轴承5.2 后支承选取后支撑选择圆柱滚子轴承承受径向力。查机械设计课程设计手册 P64 页表 6 2选择 N207E圆锥滚子

35、轴承。图 52 N207E 圆柱滚子轴承5.3 主轴轴承精度的选择17四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）根据实际经验得出， 前轴承的精度对主轴的前端的轴心偏移量最大， 因此，前轴承的精度应比后轴承高一级。查机械制造装备设计 8 P65页表 33 选择，前轴承的精度等级为 P4，后轴承的精度等级为 P5。第六章主轴组件的检验校核6.1 镗削切削力在镗床上镗削加工与车床上镗孔基本相似， 所以切削力的公式与车削加工切削力公式相同。查机械制造工艺设计手册 9 表 31，如下表 61：表 6 1 车削切削力的实验计算公式计算公式主切削力FZ9.8CFZaPX FZf切削力吃刀抗力Fy9.8

36、CFYaPX FYf走刀抗力FX9.8CFXaPX FXfyFZvnK FZyFYvnK FYyFXvnK FX公式中的系数与指数值工加刀刀具主副主切削力吃刀抗力走刀抗力件工具偏 角材方材料式料灰 车 硬krkr CFZX FZYFZnCFYX FYYFYnCFXX FXYFXn铸外质4510921.00.750540.90.750461.00.40铁圆合4501231.00.850610.60.50241.050.20HB及金200镗孔工件材料的机械性能改变后，切削力的修正系数K 料F工件材料主切削力 FZ吃刀抗力 FY走刀抗力 FX灰铸铁0.4K料 FYHB0.8K料FZHB200HB20

37、0K料 FX200根据前面所选镗削三要素：p=3mm，f =0.3mm/r， Vmax=1.45m/s、 Vmin=1.30m/s。18四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）1）主切削力 FZFZ9.8CFZaPX FZf yFZvnK FZ（61）将各数值代入上式得：1 . 00.850FZ 9.8 123 30. 51. 45 0. 9N59 19242）吃刀抗力 FYFy9.8CFYaPX FYf yFYvnK FY（62）将各数值代如上式得：FY 9.8 611 . 00 . 6030. 31. 45 0. 9N 734. 133）走刀抗力 FXFX9.8CFXaPX FXf

38、 yFXvnK FX（ 63）将各数值代如上式得：FX 9.8 241.050 . 2030. 31. 45 0. 908N 596. 284）总切削力 F总F总Fx2Fy2Fz2（64）=19242734.132596.282=2143.89N6.2 主轴的校核为保证机床加工出来的零件有足够的精度，提高产品的合格率。因此必须对机床主轴进行校核。主轴刚度的验算主轴端部绕度主轴端部的绕度值直接影响加工精度和表面粗糙度，因此必须加以限制，一般计算主轴端部最大绕度B1）支承的简化由于该主轴前支承处有两个滚动轴承，可认定为主轴在前支承处无弯曲变形，可化简为固定端梁。如图所示：图 6 1支承简化图2）作

39、受力简图19四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）图 62受力图3）主轴的当量直径：1De4lnDei4 li（65）i 1公式出处机械制造装配设计P73 页式 3 11式中 Dei 、 l i 主轴上第i 段的外圆直径根据实际计算主轴前支承到受力端部的距离l194.75mm144444(5024.75 55560 12 55 153)De194.75=54.79mm4）主轴的当量惯性矩：IDe4de4（66）64公式出处机械制造装配设计P74 式 3 12= 0.49 54.794 204=4337317.5mm4该主轴的材料选用的45 钢，查材料力学10 P33 页表 22 取：

40、E=210GMPa=2.110 8 Pa5）主轴的最大绕度Fl 3（67）B3EI公式出处材料力学P188 页表 6 1 序号 22143.89194.753B 3 2.1 108 4337317.5= 5.8 10 6根据金属切削机床设计P165 页经验公式可得主轴端部的许用绕度B =0.0002L（ 68）=0.0002 194.75=0.0389520四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）BB主轴的倾角主轴上安装轴承处的倾角太大，会破坏轴承的正常工作，缩短轴承的寿命。因此也必须加以限制。Fl 2（69）B2EI公式出处材料力学P188 页表 6 1 序号 2B2143.8919

41、4.7522.11084337317.52=4.4 108根据金属切削机床设计P165 页相关资料建议，许用倾角B=0.001 弧度。BB通过对主轴端部绕度和主轴的倾角的验算，此主轴满足足够的刚度要求。主轴强度验算通常主轴能满足刚度要求也就能满足主轴的强度要求，在此也就不对主轴强度进行验算。所以主轴符合要求。6.3 滚动轴承额定寿命该机床主轴所选用的都是滚动轴承，而根据比较主要受力轴承为靠近刀具前端的轴承，应对此轴承进行寿命校核；该轴承为30210 圆锥滚子轴承。由手册查得，基本额定动载荷C 是以 L10 1,可靠度为 90%为依据。由此可以列出轴承当量动载荷为P 时，以转速为单位的基本额定寿

42、命L10 为：C1 PL10即 L10( C )106转P若轴承工作转速为 n r/min，可求出以小时为单位的基本额定寿命：L10h106C16670C（610）60nPnP公式出处机械设计P375 页式中L10 基本额定寿命；P当量动载荷；C基本额定动载荷；寿命指数，球轴承3 ，21四川理工学院毕业设计（镗削动力头及操作装置设计）滚子轴承10 3。1）冲击载荷 f d ：查机械设计 P375 页表 18.8 取：f d1.42）滚动轴承当量动载荷系数X ， Y ：查机械设计 P374 页表 18.7 取：X=1,Y=03）当量动载荷P：P fdXFr YFa（611）=1.31397.90517.274）基本额定动载荷 Cr ：查机械设计课程设计手册P72 页表 67 取：Cr7 3 KN.25）校核轴承寿命L10h ：16670 CL10hnP1667073.2103 3 10=710517.27346156867.3 h查机械设计 P376 表 18.9；该机床轴承的预期使用寿命推荐值为2000030