主轴传动件布局优化方案

齿轮传动的主轴部件，由于传动件直接装在主轴上，使它传递的载荷直接由主轴承受。因此，合理布置传动件，可以减少主轴的弯曲变形，改善传动件和轴承的工作条件，增大主轴部件的抗振性。

表5-6是传动件处于主轴轴向不同位置时，其传动优缺点的分析表。如表中所示，驱动主轴的传动件位置，会影响主轴的变形和轴承受力的大小。而轴承受力的大小又将影响轴承的变形，进而导致主轴变形。通常，主轴部件的径向变形对加工精度影响最大，因此表中按径向进行分析。表中1图为传动力产生的载荷Q，与切削力F同向，这时Q和F造成的主轴弯曲变形方向相反，主轴总变形较小。但该状态下，前轴承处的径向支反力为Q和F的叠加，因而前轴承的受力较大，因此产生的变形也较大。这样的布局适合于轴承刚度和承载能力较大的场合；而表中2图正好相反，这时主轴的总变形较大，但轴承因支反力较小而变形较小。这样的布局适用于主轴刚度较高的场合；3和4图的传动齿轮均放置在主轴后轴承之后的主轴后悬伸端，有利于实现分离传动和模块化设计，便于在主轴结构设计中使主轴前后支承跨距保持最佳值；5图的情况前轴承受到的支反力和轴端挠度都较小，但由于构造上较难实现，一般只能在某些大型卧式车床和立式车床上采用，这时主轴的从动大齿轮通常装在花盘的背面。

表5-6 传动件轴向位置布置形式(www.xing528.com)

注：①节点是指在轴端F力作用下主轴挠度曲线与原轴线之交点，故节点处位移为零。反之，将Q力作用在节点时，轴端F处的位移也为零。
②当传动件在悬伸端时，不采用Q、F同方向布置，因此时主轴弯曲变形、支承受力和轴端位移都很大。

此外，为了减少主轴的扭转变形，齿轮应布置在靠近主轴前轴承的位置上。这时主轴上传递转矩的部分较短，因而扭转变形也较小。如果主轴上装有大、小两个齿轮，应使大齿轮靠近前轴承，这是因为大齿轮用于低速传动，产生的载荷较大。