【正文】 目錄 本 科 畢 業(yè) 設 計 論 文題 目 數(shù)控機床電主軸結構設計 系 別 機械工程系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 機械002班 學 號 10040103 學生姓名 冀璐 指導老師 王恪典 2014年6月目錄VV摘 要數(shù)控加工技術將高柔性，高精度，高速加工技術融為一體，可以解決機械產(chǎn)品制造中的諸多難題，如獲得特殊的加工精度和表面質量。因此，高速數(shù)控機床是裝備制造業(yè)的技術基礎和發(fā)展方向之一，是裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，其技術水平的高低和擁有量的多少也是衡量一個國家制造業(yè)水平高低的標志。高速加工技術的迅猛發(fā)展和高速數(shù)控機床需求量的快速增長，而超高速電主軸是實現(xiàn)高速數(shù)控加工技術的重要部件，因此對高速電主軸技術提出了新的要求和挑戰(zhàn)。作為高速數(shù)控機床的核心部件，電主軸是高速主軸中的一種理想結構，電主軸是一種智能型功能部件，不但轉速高，功率大，還具有控制主軸溫升與振動等機床運行參數(shù)的功能，因此是承載高速切削技術的主體之一，其性能的好壞在很大程度上決定了整臺機床的加工精度和生產(chǎn)效率。本文以額定轉速20000r/min，功率4kw，為設計要求進行相應的結構設計，設計內容包括：（1） 電主軸的主軸尺寸設計，根據(jù)額定轉速20000r/min，功率4kw和基本的機械設計知識。確定最小軸向尺寸，同時根據(jù)相應的計算確定最長外伸端。并以此確定主軸的整體尺寸。（2） 軸承的選擇與冷卻系統(tǒng)的設計，軸承的選用混合陶瓷球軸承，其具有高速，高剛度，大功率，長壽命的特點。冷卻系統(tǒng)采用外置水冷。（3） 電主軸殼體尺寸的設計，根據(jù)上面的設計完成殼體的相應設計，并使其滿足殼體設計的相應要求。特別是尺寸精度的要求比較高，殼體的尺寸精度直接影響主軸的綜合精度。關鍵詞：電主軸,主軸,軸承,冷卻系統(tǒng),殼體IABSTRACTThe highly flexible CNC machining technology,highprecision,highspeed machining technology integration can solve mechanical products in the manufacture of many problems,such as access to special machining accuracy and surface quality. Thus , highspeed CNC machine tools is one of the technology infrastructure and the development direction of the equipment manufacturing industry,equipment manufacturing industry is a strategic industry,the technology and the level of ownership is also a measure of how much the level of a country39。s manufacturing signs. The rapid development of fastgrowing and high speed machining technology CNC machine tools demand,while the ultra highspeed spindle is an important ponent to achieve highspeed CNC machining technology,so the highspeed spindle technology raised new demands and challenges. As a core ponent of the highspeed CNC machine tools,spindle structure is an ideal highspeed spindle , the spindle is an intelligent features,not only high speed, high power, but also has control of the spindle vibration,temperature and operating parameters of the machine function,and therefore one of the main bearing highspeed cutting technology, its performance largely determines the machining accuracy and efficiency of the whole machine . In this paper, the rated speed 20000r/min, power 4kw, corresponding to thedesign requirements for structural design , design elements include :(1)Spindle spindle size of the design,according to the rated speed 20000r/min, power 4kw and basic knowledge of mechanical design . Determine the minimum axial dimension , while identifying the longest extended end according to the corresponding period. And thus determine the overall size of the spindle.(2)Selection and design of the cooling system of the bearing , the selection of hybrid ceramic bearing ball bearing , which has the characteristics of highspeed, high stiffness , high power, long life . Cooling system uses an external water cooling.(3)Spindle housing size design, according to the above design is pleted the appropriate design of the housing and make housing designed to meet the corresponding requirements . Especially the dimensional accuracy requirements are relatively high, the dimensional accuracy of the housing directly affects the integrated precision spindle .KEY WORDS: Electric Spindle,Bearing spindle,Cooling system ,Housing select 目 錄摘 要 IABSTRACT III1 緒論 1 論文的研究背景及意義 1 論文研究的背景 1 論文研究的意義 1 國內外研究現(xiàn)狀 2 國內研究現(xiàn)狀 2 國外研究現(xiàn)狀 3 國內外數(shù)控機床電主軸的未來的發(fā)展趨勢 3 3 4 本論文研究的目的和內容 52 電機驅動形式、控制方式 7 7 電主軸結構設計要求 7 設計要求。 7 引言： 7 電機的控制形式： 7 普通變頻驅動和控制 8 矢量控制驅動器的驅動和控制 8 電主軸控制形式和驅動形式的選擇 103 主要零部件的設計 11 軸承的選擇 11 引言 11 主軸最小截面的估算： 11 軸承選擇： 11 軸承參數(shù)的確定： 11 軸承的潤滑方式： 12 軸承的排列方式： 12 軸承預載荷的確定： 13 電主軸主軸的設計 13 引言 13 主軸的外伸端及跨距的計算： 13 主軸的徑向尺寸： 15 主軸的校核： 16 轉子和定子的設計 17 引言 17 動態(tài)過盈和靜態(tài)過盈計算 17 轉子與定子配合的選擇 19 定子與轉子配合公差的校核 19 軸承壽命的估算 19 引言 19 軸承壽命的分析： 19 軸承壽命計算公式 19 角接觸球軸承滾珠的偏心率的計算 20 陶瓷球的離心力的計算： 21 的計算： 21 R的計算如下所示： 22 軸承的計算 234 輔助系統(tǒng)的設計 25 冷卻系統(tǒng)的設計 25 引言： 25 電主軸發(fā)熱分析： 25 機械損失: 25 電損耗： 25 磁損耗： 26 陶瓷球軸承的發(fā)熱計算： 27 冷卻液流量的及冷卻油管直徑的確定 28 引言 28 冷卻液流量的確定： 28 管道的尺寸確定 29 潤滑系統(tǒng)的選擇： 29 電主軸軸殼的尺寸 29 引言： 30 軸殼的尺寸 305 結論與展望 31致謝 33參考文獻 35VXXV1 緒論 論文的研究背景及意義 論文研究的背景 隨著社