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第三章支承件设计第一节概述一、支承件的功用支承件是机床的基本构件，主要是指床身底座、立柱、横梁、工作台、箱体和升降台等大件。
这些大件的作用是支承其它零部件，保证它们之间正确的相互位置关系和相对运动轨迹。
机床切削时，支承件承受着一定的重力、切削力、摩擦力、夹紧力等。
机床中的支承件有的互相固联在一起，有的在导轨上作相对运动。
导轨常与支承件做成一体，也有采用装配、镶嵌或粘接方法与支承件相联接。
支承件受力受热后的变形和振动将直接影响机床的加工精度和表面质量。
因此，正确设计支承件结构、尺寸及布局具有十分重要的意义。
二、支承件的基本要求1. 刚度所谓刚度是指支承件在恒定载荷或交变载荷作用下抵抗变形的能力。
前者称为静刚度，后者称为动刚度。
一般所说的刚度往往指静刚度。
支承件要有足够的静刚度，即在额定载荷作用下，变形不得超过允许值。
2. 抗振性抗振性是指支承件抵抗受迫振动和自激振动的能力。
抵抗受迫振动的能力是指受迫振动的振幅不超过许用值，即要求有足够的静刚度。
抵抗自激振动的能力是指在给定的切削条件下，能保证切削的稳定性。
3. 热变形机床工作时，电动机、传动系统的机械摩擦及切削过程等都会发热，机床周围环境温度的变化也会引起支承件温度变化，产生热变形，从而影响机床的工作精度和几何精度，这一点对精密机床尤为重要。
因此应对支承件的热变形及热应力加以控制。
4. 内应力支承件在铸造、焊接及粗加工的过程中，材料内部会产生内应力，导致变形。
在使用中，由于内应力的重新分布和逐渐消失会使变形增大，超出许用的误差范围。
支承件的设计应从结构和材料上保证其内应力要小，并应在焊、铸等工序后进行失效处理。
5. 其它支承件还应使排屑通畅，操作方便，调运安全，加工及装配工艺性好等。
支承件的性能对整台机床的性能影响很大，其重量约为机床总重的80%以上，所以应正确地对支承件进行结构设计，并对主要支承件进行必要的验证和试验，使其能够满足对它的基本要求，并在此前提下减轻重量，节省材料。
机械制造装备设计第三章习题答案（关慧贞）第三章典型部件设计1.主轴部件应满⾜那些基本要求？答：主轴部件应满⾜的基本要求有旋转精度、刚度、抗振性、温升热变形和精度保持性等。
主轴的旋转精度是指装配后，在⽆载荷、低速转动条件下，在安装⼯件或⼑具的主轴部位的径向和轴向跳动。
旋转精度取决于主轴、轴承、箱体孔等的制造、装配和调整精度。
主轴部件的刚度是指其在外加载荷作⽤下抵抗变形的能⼒，通常以主轴前端产⽣单位位移的弹性变形时，在位移⽅向上所施加的作⽤⼒来定义，主轴部件的刚度是综合刚度，它是主轴、轴承等刚度的综合反映。
主轴部件的抗振性是指抵抗受迫振动和⾃激振动的能⼒。
主轴部件的振动会直接影响⼯件的表⾯加⼯质量，⼑具的使⽤寿命，产⽣噪声。
主轴部件的精度保持性是指长期地保持其原始制造精度的能⼒，必须提⾼其耐磨性。
2.主轴轴向定位⽅式有那⼏种？各有什麽特点？适⽤场合答：（1）前端配置两个⽅向的推⼒轴承都分布在前⽀撑处；特点：在前⽀撑处轴承较多，发热⼤，升温⾼；但主轴承受热后向后伸，不影响轴向精度；适⽤场合：⽤于轴向精度和刚度要求较⾼的⾼精度机床或数控机床。
（2）后端配置两个⽅向的推⼒轴承都布置在后⽀撑处；特点：发热⼩、温度低，主轴受热后向前伸长，影响轴向精度；适⽤范围：⽤于普通精度机床、⽴铣、多⼑车床。
（3）两端配置两个⽅向的推⼒轴承分别布置在前后两个⽀撑处；特点：这类配置⽅案当主轴受热伸长后，影响轴承的轴向间隙，为避免松动，可⽤弹簧消除间隙和补偿热膨胀；适⽤范围：⽤于短主轴，如组合机床。
（4）中间配置两个⽅向的推⼒轴承配置在前⽀撑后侧；特点：此⽅案可减少主轴的悬伸量，使主轴热膨胀后向后伸长，但前⽀撑结构复杂，温升可能较⾼。
3.试述主轴静压轴承的⼯作原理答：主轴静压轴承⼀般都是使⽤液体静压轴承，液体静压轴承系统由⼀套专⽤供油系统、节流器和轴承三部分组成。
静压轴承由供油系统供给⼀定压⼒油，输进轴和轴承间隙中，利⽤油的静压压⼒⽀撑载荷、轴颈始终浮在压⼒油中。
