·机械研究与应用·2017年第4期（第30卷，总第150期） doi ;10. 16576/j. cnki. 10074414. 2017. 04. 047
机床主轴的设计方法
陈启锐
（酒钢集团西部重工股份有报公司，甘肃嘉略关735100）
经验交流
摘要：根据机床主轴的工况条件，对其进行分析计算，验证机床主轴结构设计是否符合要求，是否满足在相应工况使用
条件下能保证预定寿命。叙述了机床主轴根据不同工况条件设计计算的方法，为机床主轴类零件设计提供参考。关键词：轴：刚度；强度；稳定性
中图分类号：TH122
文献标志码：A
文章编号：10074414(2017)04014302
Research on Design Method of Machine Tool Spindle
CHEN Qi-rui
(Western Heawy Industry Co., Lid, JISCO, Jiayuguan Gansu735100, China)
Abstract: According to the working conditions of machine spindle, analysis and calculation are carried out to verify whether the spindle structure of the machine tool meets the requirements, and whether it can meet the requirements of the correspond-ing working conditions so as to guarantee the scheduled life. In this paper, design and calculation methods of machine spindle aceording to different working conditions are described, and thus to provide reference for the design of spindle parts of machine tools.
Key words : axle; stiffness; strength; stability
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引言
轴是组成机器的主要零件之一，一切作回转运动的零件，都必须安装在轴上才能进行运动或动力的传递，所以在机器中轴的作用十分重要。对于不同工况条件下，轴的设计侧重点就不尽相同。通过对轴的加工、使用、维护等方面进行研究，得到提高轴使用寿命的设计思路。
1机床主轴设计的主要内容
机床主轴的设计与其他轴类零件的设计方法比较类似，包括结构设计和工作能力计算[1]。但是因使用环境和使用作用不同对其设计的侧重点又有些不同。机床主轴对工作稳定性要求较高，属于精密传动，对结构的紧凑性也有很高的要求。所以在计算完轴上载荷的弯扭合成应力校核轴的强度后有时还需
要精确校核轴的疲劳强度。 1.1机床主轴的结构设计
机床主轴的结构设计不合理就会影响它的工作
能力和轴上零件的工作可靠性，还会增加机床主轴上零件装配的难度。所以机床主轴的结构设计至关重要。机床主轴的结构设计要根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺方面的要求。如果轴的结构设计不合理将造成制造困难和轴上零件装配困难。
当靠轴肩定位的零件圆角半径很小时，为增大轴肩处圆角半径，可采用内凹圆角和加装隔离环。
*收稿日期：2017-07-16
如图1为轴承安装方式，轴肩处采用过渡圆角来降低应力集中。在配合边缘处开减载槽等方法。如图2所示。
(a)内四圆角
(b)加装隔离环
图1轴承安装方式
(a)轮毅开减载槽
(b)轴上开减载槽图2轴肩形式
(c)增加轴配合直径
图2经过大量实验数据整理得出三种轴肩设计形式得到的应力集中系数K。[1]分别为：图2（a)为轮毂上开减载槽（应力集中系数K。减小约15%~ 25%）；图2（b)为轴上开减载槽d,=（10.6~1.08）d（K。约减小40%）；图2（c）为增大轴配合直径r>（0
1~0.2)d(K，约减小30%~40%） 1.2强度校核计算
通常做完机床主轴的结构设计之后要对其进行
作者简介：陈启锐（1987-），男，甘肃嘉略关人，助理工程师，主要从事机械研发方面的工作。
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