列度。铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计初算时，可查金属切削机床设计第页表，如下表所示表主轴的悬伸量与直径之比类型机床和主轴的类型Ⅰ通用和精密车床，自动车床和短主轴端铣床，用滚动轴承支承，适用于高精度和普通精度要求Ⅱ中等长度和较长主轴端的车床和铣床，悬伸量不太长不是细长的精密镗床和内圆磨，用滚动和滑动轴承支承，适用于绝大部分普通生产的要求Ⅲ孔加工机床，专用加工细长深孔的机床，由加工技术决定需要有长的悬伸刀杆或主轴可移动，由于切削较重而不适用于有高精度要求的机床根据上表所列，所设计的组合机床属于Ⅱ型，所以取为，即初取。主轴支承跨距主轴支承跨距是指主轴前后支承支承反力作用点之间的距离。合理确定主轴支承跨距，可提高主轴部件的静刚度。可以证明，支承跨距越小，主轴自身的刚度越大，弯曲变形越小，但支承的变形引起的主轴前端的位移量将增大支承跨距大，支承的变形引起的主轴前端的位移量较小，但主轴本身的弯曲变形将增大。可见，支承跨距过大或过小都会降低主轴部件的刚度。有关资料对合理跨距选择的推荐值可作参考合理合理，用于悬伸长度较小时合理，用于悬伸长度较大时。根据此次设计的组合机床刚性主轴的悬伸量较大，取合理为宜。即此次设计的主轴两支承的合理跨距合理初取。铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计主轴结构图根据以上的分析计算，可初步得出主轴的结构如图所示锥度图主轴结构图主轴组件的验算主轴在工作中的受力情况严重，而允许的变形则很微小，决定主轴尺寸的基本因素是所允许的变形的大小，因此主轴的计算主要是刚度的验算，与般轴着重于强度的情况不样。通常能满足刚度要求的主轴也能满足强度的要求。刚度乃是载荷与弹性变形的比值。当载荷定时，刚度与弹性变形成反比。因此，算出弹性变形量后，很容易得到静刚度。主轴组件的弹性变形计算包括主轴端部挠度和主轴倾角的计算。主轴端部挠度主轴端部挠度直接影响加工精度和表面粗糙度，因此必须加以限制，般计算主轴端部最大挠度。支承的简化对于两支承主轴，若每个支承中仅有个单列或双列滚动轴承，或者有两个单列球轴承，则可将主轴组件简化为简支梁，如下图所示若前支承有两个以上滚动轴承，铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计图主轴组件简化为简支梁可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为固定端梁，如下图所示图主轴组件简化为固定端梁此次设计的主轴，前支承选用了个双列向心短圆柱滚子轴承和两个推力球轴承作为支承，即可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为上图所示。主轴的挠度查材料力学第页的表，对图作更进步的分析，如下图所示根据图，可得此时的最大挠度其中，主轴前端受力。此处，之间的距离。此处，铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计图固定端梁在载荷作用下的变形主轴材料的弹性模量。钢的主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为，内孔直径为时，。此处，故可计算出，主轴端部的最大挠度主轴倾角主轴上安装主轴和安装传动齿轮处的倾角，称为主轴的倾角。此次设计的主轴主要考虑主轴前支承处的倾角。若安装轴承处的倾角太大，会破坏轴承的正常工作，缩短轴承的使用寿命。根据图，可得此时的最大倾角其中，主轴前端受力。此处，之间的距离。此处，主轴材料的弹性模量。钢的主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为，内孔直径为时，。此处，故可计算出，主轴倾角为铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计查组合机床设计第册中机械部分的第页，可知当最大最大时，刚性主轴的刚度满足要求。此处的最大，最大即为最大挠度和最大倾角，为主轴支承跨距。将已知数据和代入，即可得初步设计的主轴满足刚度要求。主轴组件的润滑和密封主轴轴承的润滑润滑的作用是降低摩擦，减小温升，并与密封装置在起，保护轴承不受外物的磨损和防止腐蚀。润滑剂和润滑方式决定于轴承的类型速度和工作负荷。如果选择得合适，可以降低轴承的工作温度和延长使用期限。滚动轴承可以用润滑油或润滑脂来润滑。试验证明，在速度较低时，用润滑脂比用润滑油温升低。所以，此次设计的主轴支承均采用润滑脂。同时，主轴是装在主轴套筒内的，为防止使用润滑油时泄漏，也应采用润滑脂润滑。加润滑脂时，应该注意润滑脂的充填量不能过多，不能把轴承的空间填满，否则会引起过高的发热，并使润滑脂熔化流出而恶化润滑效果。主轴组件的密封密封对主轴组件的工作性能与润滑影响也较大。机床主轴密封不好，将使润滑剂外流，造成浪费，加速零件的磨损，还会严重地影响到工作环境及机床的外观。主轴组件密封装置的功用密封装置的功用是防止润滑剂从主轴组件及传动部件中泄漏，从而避免浪费，保护工作环境，防止冷却液及杂物如灰尘脏物水气和切屑等从外面进入部件内，以减少机床零件的腐蚀及磨损，延长其使用寿命。对主轴组件密封装置的要求对主轴组件密封装置的要求是在定的压力温度范围内具有良好的密封性能铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计由密封装置所形成的摩擦力应尽量小，摩擦系数应尽量稳定耐腐蚀磨损小工作寿命长，磨损后，在定程度上能自动补偿结构简单装卸方便。对具体的主轴组件及传动部件，应根据实际情况选择有效而又经济密封装置。主轴组件密封装置的类型主轴组件密封装置的类型，主要有以下几种具有弹性元件的接触式密封装置皮碗油封式密封装置具有金属和石墨元件的接触式密封装置挡油圈式和螺旋沟式密封装置圈形间隙式油沟式和迷宫式密封装置立式主轴的密封装置等。主轴组件密封装置的选择选用密封装置时，应考虑到主轴组件的下列具体工作条件密封处主轴颈的线速度所用润滑剂的种类及其物理化学性质主轴组件的工作温度周围介质的情况主轴组件的结构特点密封装置的主要用途等。综合考虑上述因素，主轴前支承处，为了更好地防止外界的灰尘屑末等杂物进入，故考虑选用迷宫式密封，形成条长而曲曲折折的通道，径向尺寸不超过，中填润滑脂，轴向尺寸不超过。查机械设计课程设计手册第页表，可得此次选用的迷宫式密封装置的结构参数如下图所示图迷宫式密封装置的结构参数其中，铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计主轴组件中相关部件轴肩挡圈前支承双向心烧过程中空燃比是个常值尽管组成不同，燃烧过的冲量与未燃冲量有个相同的压力和温度。要列出这个方程，需要知道燃烧过程的模型，壁面热交换，气体性质，比如压力温度气体组成部分。通过气体方程建立起压力温度密度之间的关系，利用等式和龙格库塔法可以算出缸内温度。旦知道了缸内温度，缸内压力也可以有气体方程解决。燃烧模型的建立发动机的燃烧过程是个受许多变量影响的化学过程，空燃比就是其中。如果空气超过了理论燃烧所需的空气量时，整个燃烧过程就被称为稀薄燃烧。相武汉理工大学学士学位论文反的情况则被称为富油燃烧。下面这个关于化学计算空气量的等式说明了完全燃烧燃油所需的空气量。对于稀薄燃烧来说，循环过程中产生的总热量可以从气缸供油量和燃油最低热值来计算。低热值是燃油本身的属性可以从下面的公式计算出来其中，为为低热值为燃油中碳的质量分数为燃油中氢的质量分数为燃油中氧的质量分数为燃油中硫的质量分数为燃油中氮的质量分数为燃油中水的质量分数。对于富油燃烧来说，整个循环产生的热量受气缸内的空气量所限制。即使空气量要比化学计算的理论空气量要少，燃油也将会全部转化为燃烧产物。然而，燃烧产物的组成部分会因为稀薄燃烧或富油燃烧的不同而不同。组成部分依赖于燃油本身的类型空燃比压力和温度。如果在达到化学平衡前有充足的时间，燃烧产物的组成部分就常常会相同。就如我们所知的，在实际的发动机的工作情况下，以上假设的完全燃烧是不可能实现的。这样使过量空气系数接近于就显得十分重要了过量空气系数被定义为进入气缸的空气量与燃烧所需的理论空气量之比。放热规律曲线的确定方法模拟燃烧过程放热规律的最简单的方法就是直接确定热损失率。在个特定的工况点，发动机的热损失率可以由测量出的气缸压力来决定。通过反过来进行高压循环计算，如用来代替，就可以得到相对于曲轴转角的热损失值。从以下几个方法可以直接确定放热规律曲线。放热规律曲线可以大致由每曲轴转角对应的特定参照点来画出。通过线性拟合，可以确定点之间的值。韦伯函数韦伯函数经常被用来估算发动机的放热规律武汉理工大学学士学位论文式中为总燃油热量燃烧值为曲轴转角为燃烧开始时的角度为燃烧持续角为韦伯函数的形状系数为为韦伯常数，对于完全燃烧。对韦伯函数进行积分就可以得到从燃烧开始时燃油流量分数换气过程的基本方程换气过程的基本方程同样遵循热力学第定律式中气缸内工质量内能缸内压力气缸容积壁面热交换损失曲轴转角流入气缸的质量流出气缸的质量进入气缸气体的焓值气体带走的焓值。缸内质量变化可以有流入流出缸内总质量来计算气缸内的热交换与燃烧室壁面的热交换，比如与气缸盖活塞气缸套的热交换可以由以下公式来计算其中为壁面热交换气缸盖，活塞，气缸套为表面积气缸盖，活塞，气缸套为传热效率为缸内气体温度为壁面温度气缸盖，武汉理列度。铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计初算时，可查金属切削机床设计第页表，如下表所示表主轴的悬伸量与直径之比类型机床和主轴的类型Ⅰ通用和精密车床，自动车床和短主轴端铣床，用滚动轴承支承，适用于高精度和普通精度要求Ⅱ中等长度和较长主轴端的车床和铣床，悬伸量不太长不是细长的精密镗床和内圆磨，用滚动和滑动轴承支承，适用于绝大部分普通生产的要求Ⅲ孔加工机床，专用加工细长深孔的机床，由加工技术决定需要有长的悬伸刀杆或主轴可移动，由于切削较重而不适用于有高精度要求的机床根据上表所列，所设计的组合机床属于Ⅱ型，所以取为，即初取。主轴支承跨距主轴支承跨距是指主轴前后支承支承反力作用点之间的距离。合理确定主轴支承跨距，可提高主轴部件的静刚度。可以证明，支承跨距越小，主轴自身的刚度越大，弯曲变形越小，但支承的变形引起的主轴前端的位移量将增大支承跨距大，支承的变形引起的主轴前端的位移量较小，但主轴本身的弯曲变形将增大。可见，支承跨距过大或过小都会降低主轴部件的刚度。有关资料对合理跨距选择的推荐值可作参考合理合理，用于悬伸长度较小时合理，用于悬伸长度较大时。根据此次设计的组合机床刚性主轴的悬伸量较大，取合理为宜。即此次设计的主轴两支承的合理跨距合理初取。铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计主轴结构图根据以上的分析计算，可初步得出主轴的结构如图所示锥度图主轴结构图主轴组件的验算主轴在工作中的受力情况严重，而允许的变形则很微小，决定主轴尺寸的基本因素是所允许的变形的大小，因此主轴的计算主要是刚度的验算，与般轴着重于强度的情况不样。通常能满足刚度要求的主轴也能满足强度的要求。刚度乃是载荷与弹性变形的比值。当载荷定时，刚度与弹性变形成反比。因此，算出弹性变形量后，很容易得到静刚度。主轴组件的弹性变形计算包括主轴端部挠度和主轴倾角的计算。主轴端部挠度主轴端部挠度直接影响加工精度和表面粗糙度，因此必须加以限制，般计算主轴端部最大挠度。支承的简化对于两支承主轴，若每个支承中仅有个单列或双列滚动轴承，或者有两个单列球轴承，则可将主轴组件简化为简支梁，如下图所示若前支承有两个以上滚动轴承，铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计图主轴组件简化为简支梁可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为固定端梁，如下图所示图主轴组件简化为固定端梁此次设计的主轴，前支承选用了个双列向心短圆柱滚子轴承和两个推力球轴承作为支承，即可认为主轴在前支承处无弯曲变形，可简化为上图所示。主轴的挠度查材料力学第页的表，对图作更进步的分析，如下图所示根据图，可得此时的最大挠度其中，主轴前端受力。此处，之间的距离。此处，铣削组合机床及主轴组件设计第二章主轴组件设计图固定端梁在载荷作用下的变形主轴材料的弹性模量。钢的主轴截面的平均惯性矩。当主轴平均直径为，内孔直径为时，。此处，故可计算出，主轴端部的最大挠度主轴倾角主轴上安装主轴和安装传动齿轮处的倾角，称为主轴的倾角。此次设计的主轴主要考虑主轴