36 主轴部件设计.docx

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36主轴部件设计

3-6　主轴部件设计

主轴部件是机床重要部件之一，它是机床的执行件。

它的功用是支承并带动工件或刀具旋转进行切削，承受切削力和驱动力等载荷，完成表面成形运动。

主轴部件由主轴及其支承轴承、传动件、密封件及定位元件等组成。

主轴部件的工作性能对整机性能和加工质量以及机床生产率有着直接影响，是决定机床性能和技术经济指标的重要因素。

因此，对主轴部件要有较高的要求。

一、主轴部件应满足的基本要求

l．旋转精度

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。

如主轴支承轴颈的圆度，轴承滚道及滚子的圆度，主轴及随其回转零件的动平衡等因素，均可造成径向跳动；轴承支承端面，主轴轴肩及相关零件端面对主轴回转中心线的垂直度误差，止推轴承的滚道及滚动体误差等将造成主轴轴向跳动；主轴主要定心面（如车床主轴端的定心短锥孔和前端内锥孔）的径向跳动和轴向跳动。

对于通用机床和数控机床的旋转精度，国家已有统一规定，详见各类机床的精度检验标准。

2．刚度

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，如图3—54所示。

如果引起弹性变形的作用力是静力y，则由此力和变形所确定的刚度称为静刚度；如果引起弹性变形的作用力是交变力，其幅度为y，则由该力和变形所确定的刚度称为动刚度，静、动刚度的单位均为N／um。

图3－54主轴部件的刚度

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。

因此，主轴的尺寸和形状、滚动轴承的类型和数量、预紧和配置形式、传动件的布置方式、主轴部件的制造和装配质量等都影响主轴部件的刚度。

主轴静刚度不足对加工精度和机床性能有直接影响，并会影响主轴部件中的齿轮、轴承的正常工作，降低工作性能和寿命，影响机床抗振性，容易引起切削颤振，降低加工质量。

目前，对主轴部件尚无统一的刚度标准。

3．抗振性

主轴部件的抗振性是指抵抗受追振动和自激振动的能力。

在切削过程中，主轴部件不仅受静态力作用，同时也受冲击力和交变力的干扰，使主轴产生振动。

冲击力和交变力是由材料硬度不均匀、加工余量的变化、主轴部件不平衡、轴承或齿轮存在缺陷以及切削过程中的颤振等引起的。

主轴部件的振动会直接影响工件的表面加工质量和刀具的使用寿命，并产生噪声。

随著机床向高速．高精度发展，对抗振性要求越来越高。

影响抗振性的主要因素是主轴部件的静刚度、质量分布以及阻尼。

主轴部件的低阶固有频率与振型是其抗振性的主要评价指标。

低阶固有频率应远高于激振频率，使其不容易发生共振。

目前，抗振性的指标尚无统一标准，只有一些实验数据供设计时参考。

4．温升和热变形

主轴部件运转时，因各相对运动处的摩擦生热，切削区的切削热等使主轴部件的温度升高，形状尺寸和位置发生变化，造成主轴部件的所谓热变形。

主轴热变形可引起轴承间隙变化，润滑油温度升高后会使粘度降低，这些变化都会影响主轴部件的工作性能，降低加工精度。

因此，各种类型机床对温升都有一定限制。

如高精度机床，连续运转下的允许温升为8～10℃，精密机床15～20℃，普通机床30～40℃。

5．精度保持性

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。

主轴部件丧失其原始精度的主要原因是磨损，如主轴轴承、主轴轴颈表面、装夹工件或刀具的定位表面的磨损。

磨损的速度与摩擦的种类有关，与结构特点、表面光洁度、材料的热处理方式、润滑、防护及使用条件等许多因素有关。

所以要长期保持主轴部悼的精度，必须提离其耐磨性。

对耐磨性影响较大的因素有主轴、轴承的材料、热处理方式、轴承类型及润滑防护方式等。

二、主轴部件的传动方式

主轴部件的传动方式主要有齿轮传动、带传动、电动机直接驱动等。

主轴传动方式的选择，主要决定于主轴的转速、所传递的扭矩、对运动平稳性的要求以及结构紧凑、装卸维修方便等要求。

还须考虑成本。

1．齿轮传动

齿轮传动的特点是结构简单、紧凑，能传速较大的扭矩，能适应变转速、变载荷工作，应用最广。

它的缺点是线速度不能过高，通常小于12～15m／s，不如带传动平稳。

2．带传动

由于各种新材料取新型传动带的出现，带传动的应用日益广泛。

常用的有平带、三角带、多楔带和同步齿形带等。

带传动的特点是靠摩擦力传动（除同步齿形带外）、结构简单、制造容易，成本低，特别适用于中心距较大的两轴问传动。

皮带有弹性可吸振，传动平稳；噪声小，适宜高速传动。

带传动在越载中会打滑，能起到过载保护作用。

缺点是有滑动，不能用在速比要求准确的场合。

同步齿形带是通过带上的齿形与带轮上的轮齿相啮合传递运动和动力。

如图3—55a所示。

同步齿形带的齿形有两种：

梯形齿和圆弧齿。

圆弧齿形受力合理，较梯形齿同步带能够传递更大的扭短。

同步齿形带无相对滑动，传动比准确，传动精度高，采用伸缩率小、抗拉抗弯曲疲劳强度高的承载绳（图3—55b），如银丝、聚酰纤维等，因此强度高，可传递超过100kw以上的动力；厚度小、重量轻、传动平稳、噪声小适用于高速传动，可达50m／s；无需特别张紧，对轴和轴承压力小，传动效率高；不需要润滑，耐水耐腐蚀，能在高温下工作，维护保养方便；传动比大，可达l：

10以上。

缺点是制造工艺复杂．安装条件要求高。

3．电动机直接驱动方式

如果主轴转速不算太高，采用普通异步电动机直接带动主轴，如平面磨床的砂轮主轴。

如果转速很高，可将主轴与电动机制成一体，成为主轴单元，如图3—56所示，电动机转子轴就是主轴，电动机座就是机床主轴单元的壳体。

主轴单元大大简化了结构，有效地提高了主轴部件的刚度，降低了噪声和振动；有较宽的调速范围；有较大的驱动功率和扭矩；便于组织专业化生产。

因此广泛地用于精密机床、高速加工中心和数控车床中。

三、主轴部件结构设计

（一）　主轴部件的支承数目

多数机床的主轴采用前、后两个支承。

典型的两支承方式如图3—25所示，这种方式结构简单，制造装配方便，容易保证精度。

为提高主轴部件的剐度，前后支承应消除间隙或预紧。

为提高刚度和抗振性，有的机床主轴采用三个支承。

三个支承中可以前、后支承为主要支承，中间支承为辅助支承，如图3－24所示；也可以前、中支承为主要支承，后支承为辅助支承，如图3—30所示。

三支承方式对三支承孔的同心度要求较高，制造装配较复杂。

主支承也应消除问隙或预紧，“辅”支承则应保留一定的径向游隙或选用较大游隙的轴承。

由于三个轴颈和三个箱体孔不可能绝对同轴，三个轴承不能都预紧，以免发生干涉，恶化主轴的工作性能，使空载功率大幅度上升和轴承温升过高。

在三支承主轴部件中，采用前、中支承为主要支承的较多。

（二）　推力轴承位置配置型式

推力轴承在主轴前后支承的配置型式，影响主轴轴向刚度和主轴热变形的方向和大小。

为使主轴具有足够的轴向刚度和轴向位置精度，并尽量简化结构，应恰当地配置推力轴承的位置。

1．前端配置

两个方向的推力轴承都布置在前支承外，如图3－57a所示。

这类配置方案在前支承处轴承较多，发热太，温升高；但主轴受热后向后伸长，不影响轴向精度，精度高，对提高主轴部件刚度有利。

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承处，如图3－57c所示。

这类配置方案前支承处轴承较少，发热小，温升低，但是主轴受热后向前伸长，影响轴向精度。

用于轴向精度要求不高的普通精度机床，如立铣、多刀车床等。

3．两端配置

两个方向的推力轴承分别布置在前后两个支承处，如图3—57d、e所示。

这类配置方案当主轴受热伸长后，影响主轴轴承的轴向间隙。

为避免松动，可用弹簧消除间隙和补偿热膨胀。

常用于短主轴，如组合机床主轴。

4．中间配置、

两个方向的推力轴承配置在前支承的后侧，如图3—57b所示。

这类配置方案可减步主轴的悬伸量，并使主轴的热膨胀向后；但前支承结构较复杂，温升也可能较高。

（三）　主轴传动件位置的合理布置

1．传动件在主轴上轴向位置的合理布置

合理布置传动件在主轴上的轴向位置，可以改善主轴的受力情况，减小主轴变形，提高主轴的抗振性。

合理布置的原则是传动力引起的主轴弯曲变形要小；引起主轴前轴端在影响加工精度敏感方向上的位移要小。

因此主轴上传动件轴向布置时，应尽量靠近前支承．有多个传动件时，其中最大传动件应靠近前支承。

传动件轴向布置的几种情况如图3—58所示。

图3－58a的传动件放在两个支承中间靠近前支承处，受力情况较好，用得最为普遍；图3－58b的传动件放在主轴前悬伸端，主要用于具有大转盘的机床，如立式车床、镗床等，传动齿轮直接安装在转盘上；图3—58c的传动件放在主轴的后悬伸端，较多地用于带传动，为了更换传动带方便，如磨床。

2．驱动主轴的传动轴位置的合理布置

主轴受到的驱动力相对于切削力的方向取决于驱动主轴的传动轴位置。

应尽可能将该驱动轴布置在合适的位置，使驱动力引起的主轴变形可抵消一部分因切削力引起的主轴轴端精度敏感方向上的位移。

（四）　主轴主要结构参数的确定

主轴的主要结构参数有主轴前、后轴颈直径D1和D2，主轴内孔直径d，主轴前端悬伸量a和主轴主要支承间的跨距L，如图3—59所示。

这些参数直接影响主轴旋转精度和主轴刚度。

1．主轴前轴颈直径D1的选取

一般按机床类型、主轴传递的功率或最大加工直径，参考表3－10选取D1。

车床和铣床后轴颈的直径D2≈（0.7～0.85）D1。

2．主轴内孔直径d的确定

很多机床的主轴是空心的，内孔直径与其用途有关。

如车床主轴内孔用来通过棒料或安装送夹料机构；为不过多地削弱主轴的刚度，卧式车床的主轴孔径d通常不小于主轴平均直径的55％～60％；

铣床主轴内孔可通过拉杆来拉紧刀杆等等。

铣床主轴孔径d可比刀具拉杆直径大5～10mm。

3．主轴前端悬伸量a的确定

主轴前端悬伸量a是指主轴前端面到前轴承径向反力作用中点（或前径向支承中点）的距离。

它主要取决于主轴端部的结构、前支承轴承配置和密封装置的型式和尺寸，由结构设计确定。

由于前端悬伸量对主轴部件的刚度、抗振性的影响很大，因此在满足结构要求的前提下，设计时应尽量缩短该悬伸量。

4．主轴主要支承间跨距工的确定

合理确定主轴主要支承间的跨距L，是获得主轴部件最大静刚度的重要条件之一。

支承跨距过小，主轴的弯曲变形固然较小，但因支承变形引起主轴前轴端的位移量增大；反之，支承跨距过太，支承变形引起主轴前轴端的位移量尽管减小了，但主轴的弯曲变形增大，也会引起主轴前轴端较大的位移。

因此存在一个最佳跨距L0，在该跨距时，因主轴弯曲变形和支承变形引起主轴前轴端的总位移量为最小。

一般取L0=（2～3.5）a。

但是在实际结构设计时，由于结构上的原因，以及支承刚度因磨损会不断降低，主轴主要支承间的实际跨距L往往大于上述最佳跨距Lo。

（五）　主轴

1．主轴的构造

主轴的构造和形状主要决定于主轴上所安装的刀具、夹具、传动件、轴承等零件的类型、数量、位置和安装定位方法等。

设计时还应考虑主轴加工工艺性和装配工艺性。

主轴一般为空心阶梯轴，前端径向尺寸大，中间径向尺寸逐渐减小，尾部径向尺寸最小。

主轴的前端型式取决于机床类型和安装夹具或刀具的型式。

主轴头部的形状和尺寸已经标准化，应遵照标准进行设计。

2．主轴的材料和热处理

主轴的材料应根据载荷特点、耐磨性要求、热处理方法和热处理后变形情况选择。

普通机床主轴可选用中碳钢（如45钢），调质处理后，在主轴端部、锥孔、定心轴颈或定心锥面等部位进行局部高频淬硬，以提高其耐磨性。

载荷大和有冲击时、或精密机床需要减小热处理后的变形时、或有其它特殊要求时，才考虑选用合金钢。

当支承为滑动轴承，则轴颈也需淬硬，以提高耐磨性。

机床主轴常用材料及热处理要求参见表3—11所示。

对于高速、高效、高精度机床的主轴部件，热变形及振动等一直是国内外研究的重点课题，特别是对高精度、超精密加工机床的主轴。

据资料介绍，目前出现一种叫玻璃陶瓷材料，又称微晶玻璃的新材料，其线热膨胀系数几乎接近于零，是制作高精度机床主轴的理想材料。

3．主轴的技术要求

主轴的技术要求，应根据机床精度标准有关项目制定。

首先制定出满足主轴旋转精度所必须的技术要求，如主轴前后轴承轴颈的同轴度，锥孔相对于前后轴颈中心连线的径向跳动，定心轴颈及其定位轴肩相对于前后轴颈中心连线的径向和轴向跳动等。

再考虑其它性能所需的要求，如表面粗糙度，表面硬度等。

主轴的技术要求要满足设计要求、工艺要求、检测方法的要求，应尽量做到设计、工艺、检测的基准相统一。

图3—60为简化后的车床主轴简图，A和B是主支承轴颈，主轴中心线是A和B的圆心连线，就是设计基准。

检测时以主轴中心线为基准来检验主轴上各内、外圆表面和端面的径向跳动和端面跳动，所以也是检测基准。

主轴中心线也是主轴前、后锥孔的工艺基准，又是锥孔检测时的测量基准

主轴各部位的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和表面硬度等具体数值应根据机床的类型、规格、精度等级及主轴轴承的类型来确定。

四、主轴滚动轴承

主轴部件中最重要的组件是轴承。

轴承的类型、精度、结构、配置方式、安装调整、润滑和冷却等状况，都直接影响主轴部件的工作性能。

机床上常用的主轴轴承有滚动轴承、液体动压轴承、液体静压轴承、空气静压轴承等。

此外，还有自调磁浮轴承等适应高速加工的新型轴承。

对主轴轴承的要求是旋转精度高、刚度高、承载能力强、极限转速高、适应变速范围大，摩擦小、噪声低、抗振性好、使用寿命长、制造简单、使用维护方便等等。

因此，在选用主轴轴承时，应根据对该主轴部件的主要性能要求、制造条件、经济效果综合进行考虑。

（一）　主轴部件主支承常用滚动轴承

1．角接触球轴承

接触角a是球轴承的一个主要设计参数。

接触角是滚动体与滚道接触点处的公法线与主轴轴线垂直平面问的夹角，如图3—61所示。

当接触角为0°。

时，称为深沟球轴承（图3—6la）；当0°

时，称为推力球轴承（图3－61d）。

角接触球轴承又称为向心推力球轴承，极限转速较高。

它可以同时承受径向和一个方向的轴向载荷，接触角有15°、25°、40°和60°等多种，接触角越大，可承受的轴向力越大。

主轴用角接触球轴承的接触角多为15°或25°。

角接触球轴承必须成组安装，以便承两个方向的轴向力和调整轴承间隙或进行预紧，如图362所示。

图3－62a为一对轴承背靠背安装，图3—62b为面对面安装。

背靠背安装比面对面安装的轴承具有较高的抗颠覆力矩的能力。

图362c为三个成一组，两个同向的轴承承受主要方向的轴向力，与第三个轴承背靠背安装。

2．双列短圆柱滚子轴承

双列短圆柱滚子轴承的特点是；内圈有1：

12的锥孔与主轴的锥形轴径相匹配，轴向移动内圈，可以把内圈涨大，用来调整轴承的径向间隙和预紧；轴承的滚动体为滚子，能承受较大的径向载荷和较高的转速；轴承有两列滚子交叉排列。

数量较多．因此刚度很高；不能承受轴向载荷。

双列短圆柱滚子轴承有两种类型，如图3—63a、b所示。

图3—63a的内圈上有挡边，属于特轻系列；图3－63b的挡边在外圈上，属于超轻系列。

同样孔径，后者外径可比前者小些。

3．圆锥滚子轴承

圆锥滚子轴承有单列（图3—63d、e）和双列（图3－63c、f）两类，每类又有空心（图3—63c、d）和实心（图3—63e、f）两种。

单列圆锥滚子轴承可以承受径向载荷和一个方向的轴向载荷。

双列圆锥滚子轴承能承受径向载荷和两个方向的轴向载荷。

双列圆锥滚子轴承由外圈2、两个内圈1、4和隔套3（也有的无隔套）组成。

修磨隔套3就可以调整间晾或进行预紧。

轴承内圈仅在滚子的大端有挡边，内圈挡边与滚子之间为滑动摩擦，所以发热较多，允许的最高转速低于同尺寸的圆柱滚子轴承。

图3－63c、d所示的空心圆锥滚子轴承是配套使用的，双列用于前支承，单列用于后支承。

这类轴承滚于是中空的，润滑油可以从中流过，冷却滚子，降低温升，井有一定的减振效果。

单列轴承的外圈上有弹簧，用作自面调整间隙和预紧。

双列轴承的两列滚子数目相差一个，使两列刚度变化频率不同，有助于抑制振动。

4．推力轴承

推力轴承只能最受轴向载荷，它的轴向承载能力和刚度较大。

推力轴承在转动时滚动体产生较大的离心力，挤压在滚道的外侧a由于滚道深度较小，为防止滚道的激烈磨损，推力轴承允许的极限转速较低。

5．双向推力角接触球轴承

如图3－63g所示的双向推力角接触球轴承的接触角为60°，用来承受双向轴向载荷，常与双列短圆柱滚子轴承配套使用。

为保证轴承不承受径向载荷，轴承外圈的公称外径与它配套的同孔径双列滚子轴承相同，但外径公差带在零线的下方，使外圆与箱体孔有间隙。

轴承间隙的调整和预紧是通过修磨隔套3的长度实现。

双向推力角接触球轴承转动时滚道体的离心力由外圈滚道承受，允许的极限转速比上述推力球轴承高。

6．陶瓷滚动轴承

陶瓷滚动轴承的材料为氮化硅（Si3N4），在高速下，陶瓷滚动轴承与钢制滚动轴承相比；重量轻，作用在滚动体上的离心力及陀螺力矩较小，从而减小了压力和滑动摩擦；滚动体热胀系数小，温升较低，轴承在运转中预紧力变化缓慢，运动平稳；弹性模量大，轴承的刚度增大。

常用的陶瓷滚动轴承有三种类型：

1）滚动体用陶瓷材料制成，而内、外圈仍用轴承钢制造；

2）滚动体和内圈用陶瓷材料制成，外圈用轴承钢制造；

3）全陶瓷轴承，即滚动体、内外圈全都用陶瓷材料制戚。

在第1、2类中，陶瓷轴承滚动体和套圈采用不同材料，运转时分子亲合力很小，摩擦系数小，并有一定的自润滑性能，可在供油中断无润滑情况下正常运转，轴承不会发生故障。

适用于高速、超高速、精密机床的主轴部件。

．

第3类适用于耐高温、耐腐蚀、非磁性、电绝缘或要求减轻重量和超高速场合。

陶瓷滚动轴承常用型式有角接触式和双列短圆柱式。

轴承轮廓尺寸一般与钢制轴承完全相同，可以互换。

这类轴承的预紧力有轻预紧和中预紧两种。

7．磁浮轴承

磁浮轴承也称磁力轴承。

它是一种高性能机电一体化轴承，利用磁力来支承运动部件使其与固定部件脱离接触来实现轴承功能。

磁浮轴承的工作原理如图3—64所示，由转子、定子两部分组成。

转子由铁磁材料（如硅钢片）制成，压入回转轴承回转筒中，定子也由相同材料制成。

定子线圈产生磁场，将转子悬浮起来，通过4个位置传感器不断检测转子的位置。

如转子位置不在中心位置，位置传感器测得其偏差信号，并将信号输送给控制装置，控制装置调整4个定子线圈的励磁功率，使转子精确地回到要求的中心位置。

磁浮轴承的特点是无机械磨损，理论上无速度限制；运转时无噪声，温升低、能耗小；不需要润滑，不污染环境，省掉一套润滑系统和设备；能在超低温和高温下正常工作，也可用于真空、蒸汽腐蚀性环境中。

装有磁浮轴承的主轴可以适应控制，通过监测定子线圈的电流，灵敏地控制切削力，通过检测切削力微小变化控制机械运动，以提高加工质量。

因此磁浮轴承特别适用于高速、超高速加工。

国外已有高速铣削磁力轴承主轴头和超高速磨削主轴头，并已标准化。

（二）几种典型的主轴轴承配置型式

主轴轴承的配置型式应根据刚度、转速、承载能力、抗振性和噪声等要求来选择。

常见有如下几种典型的配置型式；速度型、刚度型、刚度速度型。

如图3—67a、b和c所示。

1．速度型（图3—67a）

主轴前后轴承都采用角接触球轴承（两联或三联）。

当轴向切削分力较大时，可选用接触角为25°的球轴承；轴向切削分力较小时，可选用接触角为15°球轴承。

在相同的工作条件下，前者的轴向刚度比后者大一倍。

角接触球轴承具有良好的高速性能，但它的承载能力较小，因而适用于高速轻载或精密机床，如高速镗削单元、高速CNC车床（图3—68）等。

2．刚度型（图3－67b））

前支承采用双列短圆柱滚子轴承承受径向载荷和60°角接触双列向心推力球轴承承受轴向载荷，后支承采用双列短圆柱滚子轴承。

这种轴承配置的主轴部件，适用于中等转速和切削负载较大，要求刚度高的机床。

如图3－69所示的数控车床主轴、镗削主轴单元等。

3．刚度速度型（图3—67c）

前轴承采用三联角接触球轴承，后支承采用双列短圆柱滚子轴承。

主轴的动力从后端传人，后轴承要承受较大的传动力，所以采用双列短圆柱滚子轴承。

前轴承的配置特点是：

外侧的两个角接触球轴承大口朝向主轴工作端，承受主要方向的轴向力；第三个角接触球轴承则通过轴套与外侧的两个轴承背靠背配置，使三联角接触球轴承有一个较大支承跨．以提高承受颠覆力矩的刚度。

如图3－70所示的卧式铣床的主轴，要求径向刚度好、并有较高的转速。

★

图3—74b表示后轴承有偏移，前轴承偏移为零时，引起主轴端部的偏移。

显然，前支承的精度比后支承对主轴部件的旋转精度影响大。

因此轴承精度选取时，前轴承的精度要选得高一点，一般比后轴承精度高一级。

另外，在安装主轴轴承时，如将前、后轴承的偏移方向放在同一侧，如图3－74c所示，可以有效地减少主轴端部的偏移。

如后轴承的偏移量适当地比前轴承的大，可使主轴端部的偏移量为零。

机床主轴轴承的精度除P2、P4、P5、P6（相当于旧标准的B、C、D、E）四级外，新标准中又补充了SP和UP级。

SP和UP级的旋转精度，分别相当于P4和P2级，而内、外圈尺寸精度则分别相当于P5级和P4级。

不同精度等级的机床，主轴轴承精度选择可参考表3—12。

数控机床可按精密级或高精密级选择。

轴承的精度不但影响主轴组件的旋转精度，而且也影响刚度和抗振性。

随着机床向高速、高精度发展，目前普通机床主轴轴承都趋向于取P4（SP）级，P6（旧E级）级轴承在新设计的机床主轴部件中已很少采用。

（四）　主轴滚动轴承的预紧

预紧是提高主轴部件的旋转精度、刚度和抗振性的重要手段。

所谓预紧就是采用预加载荷的方法消除轴承间隙，而且有一定的过盈量，使滚动体和内外圈接触部分产生预变形，增加接触面积，提高支承刚度和抗振性。

主轴部件的主要支承轴承都要预紧，预紧有径向和轴向两种。

预紧量要根据载荷和转速来确定，不能过大，否则预紧后发热较多、温升高，会使轴承寿命降低。

预紧力或预紧量用专门仪器测量。

预紧力通常分为三级：

轻预紧、中预紧和重预紧，代号为A、B、c。

轻预紧适用于高速主轴，中预紧适用于中、低速主轴；重预紧用于分度主轴。

下面以双列短圆柱滚子轴承和角接触球轴承为例，说明轴承如何进行预紧。

1．双列短圆柱滚子轴承

双列短圆柱滚子轴承的预紧有两种方式；一种是用螺母轴向移动轴承内圈，因内圈孔是l：

12的锥孔，使内圈径向涨大，而实现预紧，另一种如图3－69所示，用调整环1的长度实现预紧，采用过盈套进行轴向固定。

过盈套也称阶梯套，是将过盈配合的轴孔制成直径尺寸略有差别的两段，形成如图3—75所示的小阶梯状。

配合轴颈两段轴径分别为d1和d2过盈套两段孔径分别为D2和D1（D1=D2+S2）。

装配时套的D1与轴的d段配合，套的D2与轴的d2段配合，相配处全是过盈配合，用过盈套紧紧地将轴承固定在主轴上。

拆卸时，通过盈套上的小孔往套内注射高压油，因过盈套两段孔径的尺寸差产生轴向推力，使过盈套从主轴上拆下。

采用过盈套替代螺母的优点是保证套的定位端面与轴心线垂直；主轴不必因加工螺纹而直径减小．增加了主轴刚度，最大限度降低了主轴的不平衡量，提高丁主轴部件的旋转精度。

2．角接触球轴承

　角接触球轴承是用螺母使内外圈产生轴向错位，同时实现径向和轴向预紧。

为精确地保证预紧量，如一对轴承是背靠背安装的，如图3—76a所将一对轴承的内圈侧面各磨去按预紧量确定的厚度H，当压紧内圈时即可得到设定的预紧量。

图3