支承件静力分析，解决方案及实施步骤

分析支承件的受力必须首先分析机床的受力。机床根据其所受的载荷特点，可分为三大类。

1）中、小型机床

中、小型机床的载荷以切削力为主。工件的质量、移动部件质量（如车床的刀架）等相对较小，在受力和变形分析时可忽略不计（例如车床刀架从床身的一端移至床身中部时，引起的床身弯曲变形的变化可忽略不计）。中型普通车床、铣床、立式钻床、摇臂钻床等都属于这一类。

2）精密和高精度机床

精密和高精度机床以精加工为主，切削力较小。载荷以移动部件的重力和热应力为主。例如双柱立式坐标镗床，分析横梁受力和变形时，主要考虑主轴箱从横梁的一端移至中部所引起的横梁弯曲和扭转变形。

3）大型机床

大型机床工件较重，切削力大，移动部件也较大。因此，载荷必须同时考虑重力、切削力和移动部件的重力。例如重型车床、落地镗铣床和龙门式机床等。

下面以摇臂钻床为例，分析中、小型普通机床及其主要支承件的受力和变形。

摇臂钻床的受力状况如图6-6a所示。主要支承件是底座1、立柱2和摇臂3。这里主要分析立柱和摇臂。(www.xing528.com)

图6-6 摇臂钻床受力分析

1—底座；2—立柱；3—摇臂

摇臂和立柱都可以简化为一端固定的悬臂梁。摇臂的受力分析见图6-6b。钻削时，主轴受轴向进给力P，使摇臂受到xy面内的弯矩Mω而产生弯曲变形。因为主轴偏离摇臂中性轴的距离为e，所以同时又产生绕x轴的转矩Mn1=Pe，使摇臂扭转变形。主轴上的钻削转矩Mn2作用于摇臂，使它在xz面内弯曲。但Mn2产生的xz面内的弯矩，比xy面内弯矩Mω的最大值PL小得多，因此，摇臂的变形，主要是竖直面（xy面）内的弯曲变形和绕x轴的扭转变形。

立柱分为内、外两层，其简图见图6-6c。摇臂上的Mω和Mn1分别使外立柱在xy面和yz面内产生弯曲变形。由于摇臂与外立柱仅在上下两圈处接触，作用于外层的载荷可近似地看作是由两个集中力组成的力偶，所以外柱xy面和yz面内弯矩图的形状应都如图6-6c左图所示。Mn2使外柱产生扭转变形，变形发生在摇臂与外柱接触下的下端到内外柱夹紧部件（在外柱的底部）之间。通常，Mn2造成的立柱扭转变形不大，可以忽略。

内柱的受力情况与外柱相似，也是xy面和yz面内弯曲和从内外柱加紧点到根部之间的扭转。产生扭转的扭矩不大，又作用于最粗的根部，所以可以忽略。

综上所述，内、外立柱都以弯曲变形为主。

摇臂和立柱的变形都将影响所钻各孔的位置，各孔中心线的平行度和对基准面的垂直度，故设计时应加以控制。