1、支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)第七章第七章 支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)支承系統(tǒng)設(shè)計(jì). . 支承系統(tǒng)的功用和基本要求支承系統(tǒng)的功用和基本要求. . 支承系統(tǒng)的靜剛度支承系統(tǒng)的靜剛度. . 支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題. . 支承系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性支承系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性. . 支承系統(tǒng)的熱特性支承系統(tǒng)的熱特性支承系統(tǒng)設(shè)計(jì).1 .1 支承系統(tǒng)的功用和基本要求支承系統(tǒng)的功用和基本要求一、支承系統(tǒng)的功用一、支承系統(tǒng)的功用二、支承件的類型二、支承件的類型三、支承件的基本要求三、支承件的基本要求四、支承件的設(shè)計(jì)方法四、支承件的設(shè)計(jì)方法支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)4支承機(jī)械系統(tǒng)其它各部件，承受切削力、重力、慣支承機(jī)械系統(tǒng)其它各部件，承受

2、切削力、重力、慣性力、摩擦力等靜態(tài)力和動(dòng)態(tài)力。性力、摩擦力等靜態(tài)力和動(dòng)態(tài)力。4保證各部件之間的相對(duì)位置精度和運(yùn)動(dòng)部件的相對(duì)保證各部件之間的相對(duì)位置精度和運(yùn)動(dòng)部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確關(guān)系。運(yùn)動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確關(guān)系。4內(nèi)部空間可存放冷卻液、潤(rùn)滑液、液壓油的油箱、內(nèi)部空間可存放冷卻液、潤(rùn)滑液、液壓油的油箱、電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)。一、支承系統(tǒng)的功用一、支承系統(tǒng)的功用支承件支承件床身、立柱、橫梁、搖臂、底座、刀架、床身、立柱、橫梁、搖臂、底座、刀架、工作臺(tái)、箱體和升降臺(tái)等尺寸及重量較大工作臺(tái)、箱體和升降臺(tái)等尺寸及重量較大的零件的零件 大件大件支承系統(tǒng)設(shè)計(jì).1 .1 支承系統(tǒng)的功用和基本要求支承系統(tǒng)的功用和基本要求一

3、、支承系統(tǒng)的功用一、支承系統(tǒng)的功用二、支承件的類型二、支承件的類型三、支承件的基本要求三、支承件的基本要求四、支承件的設(shè)計(jì)方法四、支承件的設(shè)計(jì)方法支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、支承件的類型二、支承件的類型臥式機(jī)座臥式機(jī)座立式機(jī)座立式機(jī)座門式機(jī)座門式機(jī)座環(huán)式機(jī)座環(huán)式機(jī)座支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、支承件的類型二、支承件的類型箱體箱體蓋及外罩蓋及外罩框架式機(jī)架框架式機(jī)架珩架式機(jī)架珩架式機(jī)架臺(tái)式機(jī)架臺(tái)式機(jī)架基座及基板基座及基板支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)v梁類一個(gè)方向的尺寸比另外兩個(gè)方向的尺寸大得梁類一個(gè)方向的尺寸比另外兩個(gè)方向的尺寸大得多的零件。多的零件。如機(jī)床的床身、立柱、橫梁、搖臂、滑枕等。如機(jī)床的床身、立柱、橫梁、搖臂、滑枕等。v板

4、類一個(gè)方向的尺寸比另外兩個(gè)方向的尺寸小得板類一個(gè)方向的尺寸比另外兩個(gè)方向的尺寸小得多的零件。多的零件。如機(jī)床的底座、工作臺(tái)、刀架等。如機(jī)床的底座、工作臺(tái)、刀架等。v箱類三個(gè)方向的尺寸大致一樣的零件。箱類三個(gè)方向的尺寸大致一樣的零件。如機(jī)床的箱如機(jī)床的箱體、升降臺(tái)等。體、升降臺(tái)等。v框架類框架類如支架、橋架、桁架等。如支架、橋架、桁架等。二、支承件的類型二、支承件的類型支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)鑄造件：鑄造件：吸振能力強(qiáng)，剛度高，吸振能力強(qiáng)，剛度高，價(jià)格低。價(jià)格低。焊接件：焊接件：用鋼板、槽鋼、工字鋼。用鋼板、槽鋼、工字鋼。單件小批，生產(chǎn)周期短。單件小批，生產(chǎn)周期短。二、支承件的類型二、支承件的類型支承系統(tǒng)設(shè)

5、計(jì).1 .1 支承系統(tǒng)的功用和基本要求支承系統(tǒng)的功用和基本要求一、支承系統(tǒng)的功用一、支承系統(tǒng)的功用二、支承件的類型二、支承件的類型三、支承件的基本要求三、支承件的基本要求四、支承件的設(shè)計(jì)方法四、支承件的設(shè)計(jì)方法支承系統(tǒng)設(shè)計(jì). .足夠的靜剛度足夠的靜剛度v支承件在靜載荷作用下抵抗變形的能力稱為支承件的靜剛度。支承件在靜載荷作用下抵抗變形的能力稱為支承件的靜剛度。v要求支承件的額定載荷作用下，變形不超過(guò)允許值。要求支承件的額定載荷作用下，變形不超過(guò)允許值。v支承件應(yīng)具有較大的剛度支承件應(yīng)具有較大的剛度質(zhì)量比。質(zhì)量比。. .較好的動(dòng)態(tài)特性較好的動(dòng)態(tài)特性v包括較大的動(dòng)剛度和阻尼；包括較大的動(dòng)剛度和阻尼

6、；v與其它部件相配合，使整機(jī)的各階固有頻率不致與激振頻率與其它部件相配合，使整機(jī)的各階固有頻率不致與激振頻率重合而產(chǎn)生共振；重合而產(chǎn)生共振；v不會(huì)發(fā)生薄壁振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲等。不會(huì)發(fā)生薄壁振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲等。三、支承件的基本要求三、支承件的基本要求支承系統(tǒng)設(shè)計(jì). .良好的良好的熱熱特性特性v由于動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)熱、摩擦熱、切削熱、環(huán)境溫度變化等使支由于動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)熱、摩擦熱、切削熱、環(huán)境溫度變化等使支承件產(chǎn)生不均勻熱變形和熱應(yīng)力。承件產(chǎn)生不均勻熱變形和熱應(yīng)力。v熱變形和內(nèi)應(yīng)力都將破壞部件間的相互位置關(guān)系，降低機(jī)械熱變形和內(nèi)應(yīng)力都將破壞部件間的相互位置關(guān)系，降低機(jī)械系統(tǒng)的工作精度。系統(tǒng)的工作精度。. .小的內(nèi)

7、應(yīng)力小的內(nèi)應(yīng)力v支承件在鑄造、焊接和粗加工過(guò)程中，材料內(nèi)部形成內(nèi)應(yīng)力；支承件在鑄造、焊接和粗加工過(guò)程中，材料內(nèi)部形成內(nèi)應(yīng)力；v使用中內(nèi)應(yīng)力會(huì)重新分布和逐漸消失，引起支承件變形；使用中內(nèi)應(yīng)力會(huì)重新分布和逐漸消失，引起支承件變形；v結(jié)構(gòu)上要保證內(nèi)應(yīng)力最小，時(shí)效處理。結(jié)構(gòu)上要保證內(nèi)應(yīng)力最小，時(shí)效處理。. .其他其他應(yīng)考慮吊運(yùn)安全，液壓、電器布置合理、便于加工和應(yīng)考慮吊運(yùn)安全，液壓、電器布置合理、便于加工和裝配。機(jī)床支承件還要考慮便于冷卻液、潤(rùn)滑液的回裝配。機(jī)床支承件還要考慮便于冷卻液、潤(rùn)滑液的回收、排屑方便。收、排屑方便。三、支承件的基本要求三、支承件的基本要求支承系統(tǒng)設(shè)計(jì).1 .1 支承系統(tǒng)的功用

8、和基本要求支承系統(tǒng)的功用和基本要求一、支承系統(tǒng)的功用一、支承系統(tǒng)的功用二、支承件的類型二、支承件的類型三、支承件的基本要求三、支承件的基本要求四、支承件的設(shè)計(jì)方法四、支承件的設(shè)計(jì)方法支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)v根據(jù)其使用要求進(jìn)行受力分析；根據(jù)其使用要求進(jìn)行受力分析；v根據(jù)受力和其它要求根據(jù)受力和其它要求( (如排屑、安裝其他零件如排屑、安裝其他零件) )，并參，并參考現(xiàn)有機(jī)械的同類型件，初步?jīng)Q定其形狀和尺寸；考現(xiàn)有機(jī)械的同類型件，初步?jīng)Q定其形狀和尺寸；v可以用有限元法可以用有限元法(Finite element method)借助計(jì)算機(jī)借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行驗(yàn)算，求得其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性；進(jìn)行驗(yàn)算，求得其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性

9、；v對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改或?qū)Ρ葞讉€(gè)方案，選擇最佳方案。對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改或?qū)Ρ葞讉€(gè)方案，選擇最佳方案。 這樣，在設(shè)計(jì)階段就可以預(yù)測(cè)支承件的性能，以這樣，在設(shè)計(jì)階段就可以預(yù)測(cè)支承件的性能，以避免盲目性，提高一次成功率。避免盲目性，提高一次成功率。四、支承件的設(shè)計(jì)方法四、支承件的設(shè)計(jì)方法支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)第七章第七章 支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)支承系統(tǒng)設(shè)計(jì). . 支承系統(tǒng)的功用和基本要求支承系統(tǒng)的功用和基本要求. . 支承系統(tǒng)的靜剛度支承系統(tǒng)的靜剛度. . 支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題. . 支承系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性支承系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性. . 支承系統(tǒng)的熱特性支承系統(tǒng)的熱特性支承系統(tǒng)設(shè)計(jì).2 .2 支承系統(tǒng)

10、的靜剛度支承系統(tǒng)的靜剛度一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析二、支承件的靜剛度二、支承件的靜剛度支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)搖臂鉆床的受力分析搖臂鉆床的受力分析一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析4切削載荷切削載荷切削轉(zhuǎn)矩切削轉(zhuǎn)矩T 進(jìn)給力進(jìn)給力Ff4切削載荷經(jīng)主要支承件主軸箱切削載荷經(jīng)主要支承件主軸箱 4 4、搖臂搖臂3 3、立柱、立柱2 2和和1 1，傳遞至底座，傳遞至底座5 54上述支承件產(chǎn)生彈性變形上述支承件產(chǎn)生彈性變形彎曲或扭轉(zhuǎn)彎曲或扭轉(zhuǎn)4變形的結(jié)果變形的結(jié)果主軸軸線在

11、主軸軸線在yz平面，平面，xz平面內(nèi)產(chǎn)生偏平面內(nèi)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，使軸線不垂直于底座的頂面轉(zhuǎn)，使軸線不垂直于底座的頂面支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)鉆床精度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了主軸在一定的軸向力鉆床精度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了主軸在一定的軸向力( (模擬模擬F Ff f) )作作用下，主軸軸線在用下，主軸軸線在yzyz和和zxzx面內(nèi)允許的偏轉(zhuǎn)角。面內(nèi)允許的偏轉(zhuǎn)角。軸向力的大小，因機(jī)床的種類、大小而異，見(jiàn)各類軸向力的大小，因機(jī)床的種類、大小而異，見(jiàn)各類鉆床的精度標(biāo)準(zhǔn)。鉆床的精度標(biāo)準(zhǔn)。分析時(shí)，立柱和搖臂可看作是梁類件分析時(shí)，立柱和搖臂可看作是梁類件底座可看作是板類件底座可看作是板類件主軸箱可看作是箱形件主軸箱可看作是箱形件這里主要分析搖臂和立柱

12、，都可看作是一端固定的這里主要分析搖臂和立柱，都可看作是一端固定的懸臂梁懸臂梁一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)搖臂的受力分析搖臂的受力分析v進(jìn)給力進(jìn)給力Ff使搖臂在使搖臂在yz面內(nèi)受到一面內(nèi)受到一彎矩彎矩M1，最大值，最大值Ff L，產(chǎn)產(chǎn)生彎曲變形生彎曲變形v主軸與搖臂中性軸之間的距離為主軸與搖臂中性軸之間的距離為e，故受到，故受到繞繞y y軸的扭矩軸的扭矩M2=Ff e，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形v切削轉(zhuǎn)矩切削轉(zhuǎn)矩T作用于搖臂，使它在作用于搖臂，使它在zy平面內(nèi)產(chǎn)平面內(nèi)產(chǎn)生彎曲變形生彎曲變形vT比比Ff L要小得多要小得多v搖臂所受的載荷，主要是豎直

13、搖臂所受的載荷，主要是豎直(yz)面內(nèi)的彎矩面內(nèi)的彎矩M1和繞和繞y軸的扭矩軸的扭矩M2使搖臂產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，使主軸偏離其正確位置。使搖臂產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，使主軸偏離其正確位置。一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)4搖臂的左端鎖緊在立柱上搖臂的左端鎖緊在立柱上, ,右端懸空，簡(jiǎn)化為一端固右端懸空，簡(jiǎn)化為一端固定的懸臂梁。定的懸臂梁。4鉆削時(shí)，主軸上受的軸向進(jìn)給力鉆削時(shí)，主軸上受的軸向進(jìn)給力F，使搖臂在，使搖臂在x-y平平面內(nèi)受面內(nèi)受Mw力矩的作用而產(chǎn)生彎曲變形，力矩的作用而產(chǎn)生彎曲變形，Mw在搖臂在搖臂的長(zhǎng)度上呈三角形分布，最大力矩的長(zhǎng)度上呈三角形

14、分布，最大力矩Mw=FL。4主軸中心偏離搖臂中心軸的距離為主軸中心偏離搖臂中心軸的距離為e，F(xiàn)又產(chǎn)生扭矩又產(chǎn)生扭矩Tn1=Fe，使搖臂產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，使搖臂產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形4扭矩扭矩Tn1 在搖臂的長(zhǎng)度上是均勻分布的，主軸上的鉆在搖臂的長(zhǎng)度上是均勻分布的，主軸上的鉆削扭矩削扭矩Tn2在搖臂的長(zhǎng)度上也是均勻分布的，而且使在搖臂的長(zhǎng)度上也是均勻分布的，而且使搖臂產(chǎn)生的變形很小，可以忽略不計(jì)。搖臂產(chǎn)生的變形很小，可以忽略不計(jì)。一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)搖臂的變形搖臂的變形X-Y平面內(nèi)的彎曲變形平面內(nèi)的彎曲變形 繞繞y軸的扭轉(zhuǎn)變形軸的扭轉(zhuǎn)變形它們將影響所鉆孔

15、的位置精度，各孔中心線的平行它們將影響所鉆孔的位置精度，各孔中心線的平行度和對(duì)基準(zhǔn)面的垂直度。度和對(duì)基準(zhǔn)面的垂直度。搖臂上越接近立柱的地方承受的力矩越大，搖臂設(shè)搖臂上越接近立柱的地方承受的力矩越大，搖臂設(shè)計(jì)成變截面，在越接近立柱的地方越顯粗壯。計(jì)成變截面，在越接近立柱的地方越顯粗壯。為了減小搖臂的扭轉(zhuǎn)變形，應(yīng)盡量減小為了減小搖臂的扭轉(zhuǎn)變形，應(yīng)盡量減小e值，所以值，所以搖臂鉆床主軸箱應(yīng)設(shè)計(jì)得扁平。搖臂鉆床主軸箱應(yīng)設(shè)計(jì)得扁平。為此傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)平面布置，并使搖臂的截面具有較為此傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)平面布置，并使搖臂的截面具有較大的扭轉(zhuǎn)截面矩。大的扭轉(zhuǎn)截面矩。一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析一、支承系統(tǒng)的受力分析

16、與變形分析支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)臥式車床床身的受力分析臥式車床床身的受力分析一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)工件支承在主軸和尾工件支承在主軸和尾架的頂尖上，切削力架的頂尖上，切削力可分解成可分解成Fx、Fy和和Fz三個(gè)分力，軸向力三個(gè)分力，軸向力Fx使床身產(chǎn)生拉伸變形使床身產(chǎn)生拉伸變形，影響小，可忽略，影響小，可忽略，F(xiàn)y和和Fz使床身受彎曲使床身受彎曲和扭轉(zhuǎn)。和扭轉(zhuǎn)。為便于分析受力及變形，在受扭轉(zhuǎn)時(shí)，可將床身視為為便于分析受力及變形，在受扭轉(zhuǎn)時(shí)，可將床身視為兩端固定的梁。兩端固定的梁。在受彎曲時(shí)，可將床身視為簡(jiǎn)支梁在受彎曲時(shí)，可將床身視為簡(jiǎn)支梁一、支承系統(tǒng)的

17、受力分析與變形分析一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)在垂直（在垂直（X-Z）平面內(nèi)，）平面內(nèi)，F(xiàn)z經(jīng)刀經(jīng)刀架作用在床身上，經(jīng)工件作用架作用在床身上，經(jīng)工件作用于主軸箱和尾架上的力為于主軸箱和尾架上的力為F1和和F2；由；由Fz將引起床身在垂直方將引起床身在垂直方向的彎矩為向的彎矩為Mwz。Fz的作用點(diǎn)到的作用點(diǎn)到主軸中心線的距離為主軸中心線的距離為d/2（d工件工件直徑直徑)，在床身上還作用有扭矩，在床身上還作用有扭矩Tnz= Fzd/2在水平（在水平（x-y）平面內(nèi)，）平面內(nèi)，F(xiàn)y 經(jīng)刀架作用在床身上，其反作用經(jīng)刀架作用在床身上，其反作用力力F3和和F4經(jīng)工件作用在主軸箱和尾架上，

18、由經(jīng)工件作用在主軸箱和尾架上，由Fy將引起床身在將引起床身在水平方向的彎矩為水平方向的彎矩為Mwy 由于由于Fy的作用點(diǎn)到床身中心軸的距離的作用點(diǎn)到床身中心軸的距離為為h，對(duì)床身還作用有扭矩，對(duì)床身還作用有扭矩Tny=Fy h。車床床身變形的主要形式是垂直和水平面內(nèi)的彎曲，以及由車床床身變形的主要形式是垂直和水平面內(nèi)的彎曲，以及由Tnz和和Tny聯(lián)合作用下的扭轉(zhuǎn)。聯(lián)合作用下的扭轉(zhuǎn)。一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)床身變形對(duì)加工精度的影響床身變形對(duì)加工精度的影響一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)車床床身在水

19、平面內(nèi)的彎曲變形變形（近似以根據(jù)車床床身在水平面內(nèi)的彎曲變形變形（近似以1 1反映為工件的半徑誤差）、在垂直平面內(nèi)的彎曲反映為工件的半徑誤差）、在垂直平面內(nèi)的彎曲變形及扭轉(zhuǎn)變形對(duì)加工精度的影響，水平面內(nèi)的彎曲變形及扭轉(zhuǎn)變形對(duì)加工精度的影響，水平面內(nèi)的彎曲變形大于垂直面內(nèi)的影響。變形大于垂直面內(nèi)的影響。扭轉(zhuǎn)變形使刀尖在扭轉(zhuǎn)變形使刀尖在y方向產(chǎn)生較大的偏移。方向產(chǎn)生較大的偏移。設(shè)計(jì)車床床身時(shí)，主要應(yīng)提高水平面內(nèi)的彎曲剛度。設(shè)計(jì)車床床身時(shí)，主要應(yīng)提高水平面內(nèi)的彎曲剛度。在設(shè)計(jì)長(zhǎng)床身時(shí)，也要注意提高扭轉(zhuǎn)剛度。在設(shè)計(jì)長(zhǎng)床身時(shí)，也要注意提高扭轉(zhuǎn)剛度。一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析一、支承系統(tǒng)的受力分析與

20、變形分析支承系統(tǒng)設(shè)計(jì).2 .2 支承系統(tǒng)的靜剛度支承系統(tǒng)的靜剛度一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析一、支承系統(tǒng)的受力分析與變形分析二、支承件的靜剛度二、支承件的靜剛度支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)支承件的變形支承件的變形 自身變形自身變形局部變形局部變形接觸變形接觸變形支承件的靜剛度支承件的靜剛度自身剛度自身剛度局部剛度局部剛度接觸剛度接觸剛度二、支承件的靜剛度二、支承件的靜剛度支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）自身剛度（一）自身剛度自身剛度自身剛度支承件抵抗自身變形的能力支承件抵抗自身變形的能力自身剛度主要為自身剛度主要為彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度取決于取決于支承件材料、構(gòu)造、形狀、尺寸和隔支承件材料、構(gòu)造、形狀、尺

21、寸和隔板的布置等板的布置等二、支承件的靜剛度二、支承件的靜剛度支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)（二）局部剛度（二）局部剛度抵抗局部變形的能力抵抗局部變形的能力局部剛度局部剛度局部變形發(fā)生在載荷較集中的局部結(jié)構(gòu)處局部變形發(fā)生在載荷較集中的局部結(jié)構(gòu)處取決于受載部位的構(gòu)造、尺寸及筋的配置取決于受載部位的構(gòu)造、尺寸及筋的配置二、支承件的靜剛度二、支承件的靜剛度支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)（三）接觸剛度（三）接觸剛度兩個(gè)平面相接觸時(shí)，由于平面的宏觀不平度和微觀不兩個(gè)平面相接觸時(shí)，由于平面的宏觀不平度和微觀不平度，所以只是一些高點(diǎn)相接觸；平度，所以只是一些高點(diǎn)相接觸；支承件各接觸面抵抗接觸變形的能力支承件各接觸面抵抗接觸變形的能力接觸剛度。

22、接觸剛度。二、支承件的靜剛度二、支承件的靜剛度支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)接觸剛度是平均壓強(qiáng)與變形之比接觸剛度是平均壓強(qiáng)與變形之比Kj 即即Kj =p Kj不是固定值，不是固定值，與與p的關(guān)系是非線性的；的關(guān)系是非線性的；當(dāng)壓強(qiáng)很小時(shí)，兩個(gè)面之間只有少數(shù)高點(diǎn)接觸，接觸剛度較當(dāng)壓強(qiáng)很小時(shí)，兩個(gè)面之間只有少數(shù)高點(diǎn)接觸，接觸剛度較低；壓強(qiáng)較大時(shí)，這些高點(diǎn)產(chǎn)生了變形，實(shí)際接觸面積增加低；壓強(qiáng)較大時(shí)，這些高點(diǎn)產(chǎn)生了變形，實(shí)際接觸面積增加，接觸剛度提高。，接觸剛度提高。支承件的自身剛度和局部剛度對(duì)接觸壓強(qiáng)分布有影響，如自支承件的自身剛度和局部剛度對(duì)接觸壓強(qiáng)分布有影響，如自身剛度和局部剛度較高，則接觸壓強(qiáng)的分布基本上是均勻

23、的身剛度和局部剛度較高，則接觸壓強(qiáng)的分布基本上是均勻的，接觸剛度也較高；如自身剛度或局部剛度不足，則在集中，接觸剛度也較高；如自身剛度或局部剛度不足，則在集中載荷作用下，構(gòu)件變形較大，使接觸壓強(qiáng)分布不均，使接觸載荷作用下，構(gòu)件變形較大，使接觸壓強(qiáng)分布不均，使接觸變形分布也不均，降低了接觸剛度。變形分布也不均，降低了接觸剛度。二、支承件的靜剛度二、支承件的靜剛度支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)第七章第七章 支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)支承系統(tǒng)設(shè)計(jì). . 支承系統(tǒng)的功用和基本要求支承系統(tǒng)的功用和基本要求. . 支承系統(tǒng)的靜剛度支承系統(tǒng)的靜剛度. . 支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題. . 支承系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性支

24、承系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性. . 支承系統(tǒng)的熱特性支承系統(tǒng)的熱特性支承系統(tǒng)設(shè)計(jì). . 支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題一、正確選擇支承件的截面形狀一、正確選擇支承件的截面形狀二、合理設(shè)置肋板和肋條二、合理設(shè)置肋板和肋條三、合理開(kāi)孔和加蓋三、合理開(kāi)孔和加蓋四、提高支承件的局部剛度四、提高支承件的局部剛度五、提高支承件的接觸剛度五、提高支承件的接觸剛度六、材料的選擇和時(shí)效處理六、材料的選擇和時(shí)效處理七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)八、結(jié)構(gòu)工藝性八、結(jié)構(gòu)工藝性支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)4支承件主要是承受力矩、扭矩以及彎扭復(fù)合載荷；支承件主要是承受力矩、扭矩以及彎扭復(fù)合載荷；4自身剛度主要

25、考慮自身剛度主要考慮彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度；彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度；4在彎、扭載荷作用下，支承件的變形與截面的抗彎在彎、扭載荷作用下，支承件的變形與截面的抗彎慣性矩和抗扭慣性矩有關(guān)；慣性矩和抗扭慣性矩有關(guān)；4材料和截面積相同而形狀不同時(shí)，截面慣性矩相差材料和截面積相同而形狀不同時(shí)，截面慣性矩相差很大。很大。一、正確選擇支承件的截面形狀一、正確選擇支承件的截面形狀支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、正確選擇支承件的截面形狀一、正確選擇支承件的截面形狀支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、正確選擇支承件的截面形狀一、正確選擇支承件的截面形狀支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)在截面積相同的條件下：在截面積相同的條件下：空心截面慣性矩比實(shí)心的大；空心截面慣性矩比實(shí)心的大；

26、方形截面抗彎能力大，圓形截面抗扭能力強(qiáng)，矩形截面方形截面抗彎能力大，圓形截面抗扭能力強(qiáng)，矩形截面抗彎能力更好；抗彎能力更好；1. 封閉截面比非封閉截面的剛度大得多。封閉截面比非封閉截面的剛度大得多。一、正確選擇支承件的截面形狀一、正確選擇支承件的截面形狀支承系統(tǒng)設(shè)計(jì). . 支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題一、正確選擇支承件的截面形狀一、正確選擇支承件的截面形狀二、合理設(shè)置肋板和肋條二、合理設(shè)置肋板和肋條三、合理開(kāi)孔和加蓋三、合理開(kāi)孔和加蓋四、提高支承件的局部剛度四、提高支承件的局部剛度五、提高支承件的接觸剛度五、提高支承件的接觸剛度六、材料的選擇和時(shí)效處理六、材料的選擇

27、和時(shí)效處理七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)八、結(jié)構(gòu)工藝性八、結(jié)構(gòu)工藝性支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.隔板（肋板）隔板（肋板）隔板（肋板）是指布置在支承件兩外壁之間并將兩外壁連接在隔板（肋板）是指布置在支承件兩外壁之間并將兩外壁連接在一起的內(nèi)板。一起的內(nèi)板。隔板功用隔板功用把作用于支承件局部地區(qū)的載荷傳遞給其它壁板把作用于支承件局部地區(qū)的載荷傳遞給其它壁板，從而使整個(gè)支承件各壁板能比較均勻的承受載荷。，從而使整個(gè)支承件各壁板能比較均勻的承受載荷。當(dāng)支承件不能采用全封閉截面時(shí)，常常布置隔板來(lái)提高支承件當(dāng)支承件不能采用全封閉截面時(shí)，常常布置隔板來(lái)提高支承件的自身剛度。的自身剛度。縱向隔板縱向隔板主要提

28、高抗彎剛度主要提高抗彎剛度橫向隔板橫向隔板主要提高抗扭剛度主要提高抗扭剛度斜向隔板斜向隔板兼有提高抗彎剛度和抗扭剛度的效果兼有提高抗彎剛度和抗扭剛度的效果二、合理設(shè)置肋板和肋條二、合理設(shè)置肋板和肋條支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)形隔板形隔板W形隔板形隔板形隔板形隔板半封閉斜向隔板半封閉斜向隔板二、合理設(shè)置肋板和肋條二、合理設(shè)置肋板和肋條床身隔板的幾種形式床身隔板的幾種形式支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、合理設(shè)置肋板和肋條二、合理設(shè)置肋板和肋條支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須注意隔板的布置方向：必須注意隔板的布置方向：4縱向隔板應(yīng)布置在彎曲平面內(nèi)，此時(shí)隔板對(duì)縱向隔板應(yīng)布置在彎曲平面內(nèi)，此時(shí)隔板對(duì)X軸的慣軸的慣性矩為：性矩為：l3b/124若將隔

29、板布置在與彎曲平面相垂直的平面內(nèi)時(shí)，則若將隔板布置在與彎曲平面相垂直的平面內(nèi)時(shí)，則慣性矩為慣性矩為lb3124兩者之比為兩者之比為l2：b24由于由于lb ，所以圖，所以圖a的的 抗彎剛度比圖抗彎剛度比圖b要大得多要大得多二、合理設(shè)置肋板和肋條二、合理設(shè)置肋板和肋條支承系統(tǒng)設(shè)計(jì).肋條肋條肋條是指配置在支承件內(nèi)肋條是指配置在支承件內(nèi)壁上的條狀金屬，它不連壁上的條狀金屬，它不連接支承件的整個(gè)斷面。接支承件的整個(gè)斷面。肋條功用肋條功用主要是為主要是為了減少支承件的局部變了減少支承件的局部變形和防止薄壁振動(dòng)。形和防止薄壁振動(dòng)。二、合理設(shè)置肋板和肋條二、合理設(shè)置肋板和肋條支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、合理設(shè)置肋板和肋

30、條二、合理設(shè)置肋板和肋條龍門銑床立柱和床身中的肋條龍門銑床立柱和床身中的肋條支承系統(tǒng)設(shè)計(jì). . 支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題一、正確選擇支承件的截面形狀一、正確選擇支承件的截面形狀二、合理設(shè)置肋板和肋條二、合理設(shè)置肋板和肋條三、合理開(kāi)孔和加蓋三、合理開(kāi)孔和加蓋四、提高支承件的局部剛度四、提高支承件的局部剛度五、提高支承件的接觸剛度五、提高支承件的接觸剛度六、材料的選擇和時(shí)效處理六、材料的選擇和時(shí)效處理七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)八、結(jié)構(gòu)工藝性八、結(jié)構(gòu)工藝性支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)支承件外壁開(kāi)孔，會(huì)降低抗彎及抗扭剛度。支承件外壁開(kāi)孔，會(huì)降低抗彎及抗扭剛度。三、合理

31、開(kāi)孔和加蓋三、合理開(kāi)孔和加蓋支承系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在與彎曲平面垂直的壁上開(kāi)孔時(shí)，由于這些壁受在與彎曲平面垂直的壁上開(kāi)孔時(shí)，由于這些壁受拉或受壓，開(kāi)孔后將減少受拉、壓的面積，故大大拉或受壓，開(kāi)孔后將減少受拉、壓的面積，故大大削弱了抗彎強(qiáng)度。削弱了抗彎強(qiáng)度。 對(duì)抗扭剛度的影響，開(kāi)在較窄壁上的孔比開(kāi)在較對(duì)抗扭剛度的影響，開(kāi)在較窄壁上的孔比開(kāi)在較寬壁上的為大。寬壁上的為大。 矩形截面的立柱盡量不要在前后壁上開(kāi)孔，開(kāi)孔矩形截面的立柱盡量不要在前后壁上開(kāi)孔，開(kāi)孔寬度盡量不要超過(guò)立柱空腔的，高度不超過(guò)寬度盡量不要超過(guò)立柱空腔的，高度不超過(guò)空腔的空腔的.倍。倍。 在開(kāi)孔四周翻邊（厚一些）并加蓋，然后擰緊螺在開(kāi)孔四周翻

32、邊（厚一些）并加蓋，然后擰緊螺釘，可補(bǔ)償部分剛度損失。釘，可補(bǔ)償部分剛度損失。三、合理開(kāi)孔和加蓋三、合理開(kāi)孔和加蓋支承系統(tǒng)設(shè)計(jì). . 支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題一、正確選擇支承件的截面形狀一、正確選擇支承件的截面形狀二、合理設(shè)置肋板和肋條二、合理設(shè)置肋板和肋條三、合理開(kāi)孔和加蓋三、合理開(kāi)孔和加蓋四、提高支承件的局部剛度四、提高支承件的局部剛度五、提高支承件的接觸剛度五、提高支承件的接觸剛度六、材料的選擇和時(shí)效處理六、材料的選擇和時(shí)效處理七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)八、結(jié)構(gòu)工藝性八、結(jié)構(gòu)工藝性支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）合理選擇連接部位的結(jié)構(gòu)（一）合理選擇連接

33、部位的結(jié)構(gòu)一般凸緣連接一般凸緣連接有加強(qiáng)筋的凸緣連接有加強(qiáng)筋的凸緣連接凹槽式凹槽式U U形加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)形加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)四、提高支承件的局部剛度四、提高支承件的局部剛度支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)( (二）合理選擇螺釘尺寸和布置二）合理選擇螺釘尺寸和布置4當(dāng)受力矩時(shí)，螺釘應(yīng)主要布置在受拉伸的一側(cè)當(dāng)受力矩時(shí)，螺釘應(yīng)主要布置在受拉伸的一側(cè)4當(dāng)受轉(zhuǎn)矩時(shí)，螺釘應(yīng)均勻分布在連接部位的四周當(dāng)受轉(zhuǎn)矩時(shí)，螺釘應(yīng)均勻分布在連接部位的四周4螺釘尺寸應(yīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算，使它足以能承受外載荷的螺釘尺寸應(yīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算，使它足以能承受外載荷的作用作用四、提高支承件的局部剛度四、提高支承件的局部剛度支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)v圖圖a為床身與導(dǎo)軌以單壁連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛度較

34、差，適用于為床身與導(dǎo)軌以單壁連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛度較差，適用于承受小載荷承受小載荷v圖圖b為單壁減薄與加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，剛度較前一種形式好，適用于為單壁減薄與加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，剛度較前一種形式好，適用于中等載荷；中等載荷；v圖圖c為雙壁連接，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，剛度較高，適用于中等載荷及為雙壁連接，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，剛度較高，適用于中等載荷及重載荷；重載荷；v圖圖d為直接連接，沒(méi)有過(guò)渡壁，導(dǎo)軌的局部剛度最高。為直接連接，沒(méi)有過(guò)渡壁，導(dǎo)軌的局部剛度最高。( ( 三）注意連接處的局部過(guò)渡三）注意連接處的局部過(guò)渡四、提高支承件的局部剛度四、提高支承件的局部剛度支承系統(tǒng)設(shè)計(jì). . 支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的

35、幾個(gè)問(wèn)題一、正確選擇支承件的截面形狀一、正確選擇支承件的截面形狀二、合理設(shè)置肋板和肋條二、合理設(shè)置肋板和肋條三、合理開(kāi)孔和加蓋三、合理開(kāi)孔和加蓋四、提高支承件的局部剛度四、提高支承件的局部剛度五、提高支承件的接觸剛度五、提高支承件的接觸剛度六、材料的選擇和時(shí)效處理六、材料的選擇和時(shí)效處理七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)八、結(jié)構(gòu)工藝性八、結(jié)構(gòu)工藝性支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)最好方法：減少接觸面的層次，如將車床床身和床腿做成整體最好方法：減少接觸面的層次，如將車床床身和床腿做成整體式。但具體設(shè)計(jì)時(shí)，常限于結(jié)構(gòu)或功能上的原因而不能減少接式。但具體設(shè)計(jì)時(shí)，常限于結(jié)構(gòu)或功能上的原因而不能減少接觸面的層次，

36、例如車床的刀架。觸面的層次，例如車床的刀架。（1 1）導(dǎo)軌面和重要的固定結(jié)合面必須配刮或配磨刮研時(shí)，每）導(dǎo)軌面和重要的固定結(jié)合面必須配刮或配磨刮研時(shí)，每25252525mmmm2 2：高精度機(jī)床為：高精度機(jī)床為1212點(diǎn)；精密機(jī)床為點(diǎn)；精密機(jī)床為8 8點(diǎn)；普通機(jī)點(diǎn)；普通機(jī)床為床為6 6點(diǎn)；并使接觸點(diǎn)均勻分布，固定結(jié)合面配磨時(shí)，表面粗點(diǎn)；并使接觸點(diǎn)均勻分布，固定結(jié)合面配磨時(shí)，表面粗糙度值應(yīng)小于糙度值應(yīng)小于Ra1.6Ra1.6五、提高支承件的接觸剛度五、提高支承件的接觸剛度（2 2）以固定螺釘連接時(shí)通常應(yīng)使接觸面間的平均預(yù)壓壓強(qiáng)不以固定螺釘連接時(shí)通常應(yīng)使接觸面間的平均預(yù)壓壓強(qiáng)不得小于得小于2MPa

37、2MPa，以消除表面微觀不平度的影響，并據(jù)此確定固，以消除表面微觀不平度的影響，并據(jù)此確定固定螺釘?shù)闹睆健?shù)量、布置位置以及擰緊螺釘時(shí)施加的力。定螺釘?shù)闹睆健?shù)量、布置位置以及擰緊螺釘時(shí)施加的力。 不能用活扳手來(lái)擰緊螺釘，用測(cè)力扳手；從抗彎剛度考慮不能用活扳手來(lái)擰緊螺釘，用測(cè)力扳手；從抗彎剛度考慮，在受拉一側(cè)應(yīng)布置較多一些的螺釘。從抗扭角度考慮，螺釘，在受拉一側(cè)應(yīng)布置較多一些的螺釘。從抗扭角度考慮，螺釘應(yīng)均布在四周。如在連接螺釘軸線平面內(nèi)布置肋條，則可適當(dāng)應(yīng)均布在四周。如在連接螺釘軸線平面內(nèi)布置肋條，則可適當(dāng)提高接觸剛度。提高接觸剛度。支承系統(tǒng)設(shè)計(jì). . 支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題支承系統(tǒng)結(jié)

38、構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題一、正確選擇支承件的截面形狀一、正確選擇支承件的截面形狀二、合理設(shè)置肋板和肋條二、合理設(shè)置肋板和肋條三、合理開(kāi)孔和加蓋三、合理開(kāi)孔和加蓋四、提高支承件的局部剛度四、提高支承件的局部剛度五、提高支承件的接觸剛度五、提高支承件的接觸剛度六、材料的選擇和時(shí)效處理六、材料的選擇和時(shí)效處理七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)八、結(jié)構(gòu)工藝性八、結(jié)構(gòu)工藝性支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)常用材料常用材料鑄鐵：材料價(jià)格便宜、阻尼大抗振性好、容易獲得鑄鐵：材料價(jià)格便宜、阻尼大抗振性好、容易獲得復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。但鑄件需要木模，制造周期長(zhǎng)，批量小時(shí)成本高，但鑄件需要木模，制造周期長(zhǎng)，批量小時(shí)成本高，易

39、產(chǎn)生縮孔與砂眼（氣泡）等缺陷。易產(chǎn)生縮孔與砂眼（氣泡）等缺陷。適用場(chǎng)合：生產(chǎn)批量較大的支承件。適用場(chǎng)合：生產(chǎn)批量較大的支承件。鑄鐵支承件，如果導(dǎo)軌與支承件鑄為一體，則鑄鐵的鑄鐵支承件，如果導(dǎo)軌與支承件鑄為一體，則鑄鐵的牌號(hào)應(yīng)根據(jù)導(dǎo)軌的要求選擇；如果導(dǎo)軌是鑲裝上去的牌號(hào)應(yīng)根據(jù)導(dǎo)軌的要求選擇；如果導(dǎo)軌是鑲裝上去的，或者支承件上沒(méi)有導(dǎo)軌，則一般可采用，或者支承件上沒(méi)有導(dǎo)軌，則一般可采用HT150HT150。六、材料的選擇和時(shí)效處理六、材料的選擇和時(shí)效處理支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)鋼材焊接：鋼材彈性模量大，重量可以輕一點(diǎn)；添鋼材焊接：鋼材彈性模量大，重量可以輕一點(diǎn)；添加隔板、加強(qiáng)筋靈活，且容易改型，但鋼材的阻尼加隔

40、板、加強(qiáng)筋靈活，且容易改型，但鋼材的阻尼小；焊接時(shí)易產(chǎn)生變形。小；焊接時(shí)易產(chǎn)生變形。適用場(chǎng)合：?jiǎn)渭∨a(chǎn)的支承件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，要適用場(chǎng)合：?jiǎn)渭∨a(chǎn)的支承件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，要求不高的機(jī)械。求不高的機(jī)械。如果支承件由型鋼和鋼板焊接，則常用如果支承件由型鋼和鋼板焊接，則常用Q235AFQ235AF或或Q275Q275鋼鋼六、材料的選擇和時(shí)效處理六、材料的選擇和時(shí)效處理支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)其他材料：輕合金，鋼板外殼的混凝土，包泥芯的鑄其他材料：輕合金，鋼板外殼的混凝土，包泥芯的鑄件，花崗巖。件，花崗巖。 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支承件預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土支承件(主要為床身、立柱、主要為床身、立柱、底座等）近年來(lái)有較大的發(fā)

41、展。混凝土的比重是鋼底座等）近年來(lái)有較大的發(fā)展。混凝土的比重是鋼的的1/3，彈性膜量是鋼的，彈性膜量是鋼的1/101/15，阻尼高于鑄鐵，阻尼高于鑄鐵，適合于制造受載均勻，截面積大、抗振性要求較高適合于制造受載均勻，截面積大、抗振性要求較高的支承件。的支承件。 采用鋼筋混凝土可節(jié)約大量鋼材，降低成本。采用鋼筋混凝土可節(jié)約大量鋼材，降低成本。但鋼筋混凝土支承件的變形、侵蝕、導(dǎo)軌與支承件但鋼筋混凝土支承件的變形、侵蝕、導(dǎo)軌與支承件連接剛度不足等問(wèn)題，有待進(jìn)一步研究解決。連接剛度不足等問(wèn)題，有待進(jìn)一步研究解決。六、材料的選擇和時(shí)效處理六、材料的選擇和時(shí)效處理支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)熱處理熱處理v在鑄造或焊接中的

42、殘余應(yīng)力，使支承件產(chǎn)生變形。在鑄造或焊接中的殘余應(yīng)力，使支承件產(chǎn)生變形。v進(jìn)行時(shí)效處理可以消除殘余應(yīng)力。進(jìn)行時(shí)效處理可以消除殘余應(yīng)力。v普通精度機(jī)床的支承件在粗加工后安排一次熱時(shí)效普通精度機(jī)床的支承件在粗加工后安排一次熱時(shí)效處理即可，精密機(jī)床最好進(jìn)行兩次熱時(shí)效處理，即處理即可，精密機(jī)床最好進(jìn)行兩次熱時(shí)效處理，即粗加工前、后各一次。粗加工前、后各一次。v高精度機(jī)床在進(jìn)行熱時(shí)效處理后，還進(jìn)行天然時(shí)效高精度機(jī)床在進(jìn)行熱時(shí)效處理后，還進(jìn)行天然時(shí)效處理，即把鑄件堆放在露天一年左右，讓它們充分處理，即把鑄件堆放在露天一年左右，讓它們充分地變形。地變形。六、材料的選擇和時(shí)效處理六、材料的選擇和時(shí)效處理支承系

43、統(tǒng)設(shè)計(jì). . 支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題一、正確選擇支承件的截面形狀一、正確選擇支承件的截面形狀二、合理設(shè)置肋板和肋條二、合理設(shè)置肋板和肋條三、合理開(kāi)孔和加蓋三、合理開(kāi)孔和加蓋四、提高支承件的局部剛度四、提高支承件的局部剛度五、提高支承件的接觸剛度五、提高支承件的接觸剛度六、材料的選擇和時(shí)效處理六、材料的選擇和時(shí)效處理七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)八、結(jié)構(gòu)工藝性八、結(jié)構(gòu)工藝性支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)鉚接支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則鉚接支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則盡量使鉚釘合理受力，防止一組鉚釘中的各個(gè)鉚釘愛(ài)力過(guò)盡量使鉚釘合理受力，防止一組鉚釘中的各個(gè)鉚釘愛(ài)力過(guò)份不均，以

44、提高鉚接的可靠性和壽命。份不均，以提高鉚接的可靠性和壽命。沿力作用線的鉚釘數(shù)不超過(guò)排，且每排中的鉚釘數(shù)目沿力作用線的鉚釘數(shù)不超過(guò)排，且每排中的鉚釘數(shù)目不宜過(guò)多。不宜過(guò)多。接頭中的鉚釘采用交錯(cuò)布置。接頭中的鉚釘采用交錯(cuò)布置。多層板鉚接時(shí)，各層板的接口應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。多層板鉚接時(shí)，各層板的接口應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。使鉚釘布置應(yīng)盡可能靠近或通過(guò)被聯(lián)接件截面的質(zhì)心軸線。使鉚釘布置應(yīng)盡可能靠近或通過(guò)被聯(lián)接件截面的質(zhì)心軸線。采用有效措施提高鉚接的疲勞強(qiáng)度。采用有效措施提高鉚接的疲勞強(qiáng)度。將鉚釘孔鉆成后進(jìn)行擴(kuò)孔或鉸孔。將鉚釘孔鉆成后進(jìn)行擴(kuò)孔或鉸孔。將鉚釘頭附近的孔邊倒成直角或圓角。將鉚釘頭附近的孔邊倒成直角或圓角。鉚釘桿與鉚釘孔

45、之間不留間隙，必要時(shí)采用過(guò)盈配合。鉚釘桿與鉚釘孔之間不留間隙，必要時(shí)采用過(guò)盈配合。七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于輕合金結(jié)構(gòu)，由于彈性模量較小，所以應(yīng)特別注意其彈對(duì)于輕合金結(jié)構(gòu)，由于彈性模量較小，所以應(yīng)特別注意其彈性撓曲，可采用連續(xù)擠壓成形的型材作為聯(lián)接件。性撓曲，可采用連續(xù)擠壓成形的型材作為聯(lián)接件。鉚接的操作應(yīng)方便，鉚接工藝應(yīng)簡(jiǎn)單。鉚接的操作應(yīng)方便，鉚接工藝應(yīng)簡(jiǎn)單。在同一組結(jié)構(gòu)中采用相同直徑的鉚釘。在同一組結(jié)構(gòu)中采用相同直徑的鉚釘。應(yīng)使鉚釘孔遠(yuǎn)離殼壁，且鉚釘外露。應(yīng)使鉚釘孔遠(yuǎn)離殼壁，且鉚釘外露。當(dāng)采用輔助角鋼鉚接結(jié)構(gòu)時(shí)，蓋板的形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單，其當(dāng)采用輔助角鋼鉚接結(jié)

46、構(gòu)時(shí)，蓋板的形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單，其厚度可取被聯(lián)接件的平均厚度。厚度可取被聯(lián)接件的平均厚度。七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)支承系統(tǒng)設(shè)計(jì). . 支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題一、正確選擇支承件的截面形狀一、正確選擇支承件的截面形狀二、合理設(shè)置肋板和肋條二、合理設(shè)置肋板和肋條三、合理開(kāi)孔和加蓋三、合理開(kāi)孔和加蓋四、提高支承件的局部剛度四、提高支承件的局部剛度五、提高支承件的接觸剛度五、提高支承件的接觸剛度六、材料的選擇和時(shí)效處理六、材料的選擇和時(shí)效處理七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)七、支承系統(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)八、結(jié)構(gòu)工藝性八、結(jié)構(gòu)工藝性支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)工藝性鑄件結(jié)構(gòu)工藝性形

47、狀簡(jiǎn)單易于造型拔膜；型芯少且便于支撐，安裝簡(jiǎn)單可靠。形狀簡(jiǎn)單易于造型拔膜；型芯少且便于支撐，安裝簡(jiǎn)單可靠。避免產(chǎn)生縮孔、氣孔和裂紋壁厚應(yīng)盡量均勻。避免產(chǎn)生縮孔、氣孔和裂紋壁厚應(yīng)盡量均勻。便于清砂便于清砂 特別是便于清理砂芯。特別是便于清理砂芯。大型鑄件要鑄出起吊孔。大型鑄件要鑄出起吊孔。八、結(jié)構(gòu)工藝性八、結(jié)構(gòu)工藝性機(jī)械加工工藝性機(jī)械加工工藝性較長(zhǎng)的支承件（如車床床身）應(yīng)盡量避免兩端有加工面，避免較長(zhǎng)的支承件（如車床床身）應(yīng)盡量避免兩端有加工面，避免支承件內(nèi)部深處有加工面以及傾斜的加工面。支承件內(nèi)部深處有加工面以及傾斜的加工面。盡可能使加工面集中，以減少加工時(shí)的翻轉(zhuǎn)及裝夾次數(shù)。同一盡可能使加工面

48、集中，以減少加工時(shí)的翻轉(zhuǎn)及裝夾次數(shù)。同一方向的加工平面，應(yīng)處于一個(gè)平面內(nèi)，以便一次刨出或銑出。方向的加工平面，應(yīng)處于一個(gè)平面內(nèi)，以便一次刨出或銑出。所有加工面都應(yīng)有支承面較大的基準(zhǔn)，以便加工時(shí)進(jìn)行定位、所有加工面都應(yīng)有支承面較大的基準(zhǔn)，以便加工時(shí)進(jìn)行定位、測(cè)量和夾緊。測(cè)量和夾緊。支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)第七章第七章 支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)支承系統(tǒng)設(shè)計(jì). . 支承系統(tǒng)的功用和基本要求支承系統(tǒng)的功用和基本要求. . 支承系統(tǒng)的靜剛度支承系統(tǒng)的靜剛度. . 支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題. . 支承系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性支承系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性. . 支承系統(tǒng)的熱特性支承系統(tǒng)的熱特性支承系統(tǒng)設(shè)計(jì). . 支承系

49、統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性支承系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性一、固有頻率和振型一、固有頻率和振型二、提高動(dòng)剛度的措施二、提高動(dòng)剛度的措施支承系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單自由度系統(tǒng)有一個(gè)固有頻率和一個(gè)振型，雙自由度系統(tǒng)有單自由度系統(tǒng)有一個(gè)固有頻率和一個(gè)振型，雙自由度系統(tǒng)有二個(gè)固有頻率和二個(gè)振型。二個(gè)固有頻率和二個(gè)振型。 振型和固有頻率合稱為模態(tài)。一般把模態(tài)按固有頻率從小到振型和固有頻率合稱為模態(tài)。一般把模態(tài)按固有頻率從小到大排列，其序號(hào)稱為階。大排列，其序號(hào)稱為階。 支承件是連續(xù)體，質(zhì)量和彈性都是連續(xù)分布的，所以它有無(wú)支承件是連續(xù)體，質(zhì)量和彈性都是連續(xù)分布的，所以它有無(wú)窮多個(gè)自由度，也就有無(wú)窮多階模態(tài)。由于大多數(shù)機(jī)械系統(tǒng)上激窮多個(gè)自由度，也

50、就有無(wú)窮多階模態(tài)。由于大多數(shù)機(jī)械系統(tǒng)上激振力的頻率都不太高，只有最低幾階模態(tài)的固有頻率才有可能與振力的頻率都不太高，只有最低幾階模態(tài)的固有頻率才有可能與激振力頻率重合或接近。高階模態(tài)的固有頻率已遠(yuǎn)高于可能出現(xiàn)激振力頻率重合或接近。高階模態(tài)的固有頻率已遠(yuǎn)高于可能出現(xiàn)的激振力頻率，一般不可能發(fā)生共振，對(duì)系統(tǒng)的工作質(zhì)量影響不的激振力頻率，一般不可能發(fā)生共振，對(duì)系統(tǒng)的工作質(zhì)量影響不大，因此，只需研究最低幾階模態(tài)即可。大，因此，只需研究最低幾階模態(tài)即可。一、固有頻率和振型一、固有頻率和振型支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、固有頻率和振型一、固有頻率和振型第一階模態(tài)：整機(jī)搖晃振動(dòng)第一階模態(tài)：整機(jī)搖晃振動(dòng)第二階模態(tài)：一次彎曲

51、振動(dòng)第二階模態(tài)：一次彎曲振動(dòng)第三階模態(tài)：一次扭轉(zhuǎn)振動(dòng)第三階模態(tài)：一次扭轉(zhuǎn)振動(dòng)第四階模態(tài)：二次扭轉(zhuǎn)振動(dòng)第四階模態(tài)：二次扭轉(zhuǎn)振動(dòng)支承系統(tǒng)設(shè)計(jì). . 支承系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性支承系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性一、固有頻率和振型一、固有頻率和振型二、提高動(dòng)剛度的措施二、提高動(dòng)剛度的措施支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)動(dòng)剛度動(dòng)剛度kd=2k其中：其中：阻尼比；阻尼比；k靜剛度。靜剛度。提高靜剛度提高靜剛度k和阻尼比和阻尼比可以提高動(dòng)剛度。可以提高動(dòng)剛度。提高靜剛度的途徑：提高靜剛度的途徑： 合理設(shè)計(jì)支承件的截面形狀和尺寸，合理布置隔合理設(shè)計(jì)支承件的截面形狀和尺寸，合理布置隔板和肋條，注意整體剛度、局部剛度和接觸剛度的匹板和肋條，注意整體剛度、局

52、部剛度和接觸剛度的匹配等。配等。二、提高動(dòng)剛度的措施二、提高動(dòng)剛度的措施支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)增加阻尼的常用方法增加阻尼的常用方法1 1）在支承件內(nèi)腔充填泥芯或混凝土等具有高內(nèi)阻尼的材料。）在支承件內(nèi)腔充填泥芯或混凝土等具有高內(nèi)阻尼的材料。二、提高動(dòng)剛度的措施二、提高動(dòng)剛度的措施支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)2 2）采用具有阻尼性能的焊接結(jié)構(gòu)。如采用間斷焊縫、焊減振）采用具有阻尼性能的焊接結(jié)構(gòu)。如采用間斷焊縫、焊減振接頭等來(lái)加大摩擦阻尼。接頭等來(lái)加大摩擦阻尼。二、提高動(dòng)剛度的措施二、提高動(dòng)剛度的措施）對(duì)于彎曲振動(dòng)結(jié)構(gòu)尤其是薄壁結(jié)構(gòu)，在其表面噴涂一層具有）對(duì)于彎曲振動(dòng)結(jié)構(gòu)尤其是薄壁結(jié)構(gòu)，在其表面噴涂一層具有高內(nèi)阻尼的粘滯性

53、材料，如瀝青基制成的膠泥減振劑、高分高內(nèi)阻尼的粘滯性材料，如瀝青基制成的膠泥減振劑、高分子聚合物和油漆膩?zhàn)拥龋虿捎檬w維的約束帶和內(nèi)阻尼子聚合物和油漆膩?zhàn)拥龋虿捎檬w維的約束帶和內(nèi)阻尼高、剪切膜量極低的壓敏式阻尼膠等。高、剪切膜量極低的壓敏式阻尼膠等。支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)4）采用環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)的結(jié)構(gòu)，其抗振性超過(guò)鑄造和焊接結(jié)構(gòu)）采用環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)的結(jié)構(gòu)，其抗振性超過(guò)鑄造和焊接結(jié)構(gòu)。5）采用較粗糙的加工面或在接觸面間墊以彈性材料，也能增）采用較粗糙的加工面或在接觸面間墊以彈性材料，也能增加阻尼提高抗振性。但此時(shí)接觸剛度有所降低。加阻尼提高抗振性。但此時(shí)接觸剛度有所降低。6）安裝阻尼裝置。）安裝阻尼裝置。二、提高動(dòng)剛度的措施二、提高動(dòng)剛度的措施支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)第七章第七章 支承系統(tǒng)設(shè)計(jì)支承系統(tǒng)設(shè)計(jì). . 支承系統(tǒng)的功用和基本要求支承系統(tǒng)的功用和基本要求. . 支承系統(tǒng)的靜剛度支承系統(tǒng)的靜剛度. . 支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中