【正文】 打滑現(xiàn)象等。 軸承重量 m (kg) 最高轉(zhuǎn)速 maxn (r/min) 79000 基本額定動載荷 （ KN） 基本額定靜載荷 （ KN） 軸承的潤滑方式： 根據(jù) nDm ? 610? ,電主軸可采用油脂潤滑， nDm ? 610? ，電主軸必須采用油氣或者油霧潤 ,SC61902C TA 的 nDm =?20200= 510? ， nDm ? 610? ；所以采用脂潤滑。因此： d=10mm。 3 主要零部件的設(shè)計 11 3 主要零部件的設(shè)計 軸承的選擇 引言 主軸軸承技術(shù)是超高速主軸系統(tǒng)的一項關(guān)鍵技術(shù)，目前，國內(nèi)外數(shù)控機床采用較多的軸承形式有：磁懸浮軸承 、動靜壓軸承和陶瓷球軸承，其中使用最多的就是混合陶瓷球軸承。這類驅(qū)動器在低速時輸出功率不夠穩(wěn)定，不能滿足電主軸低速大扭矩的要求，也不具備主軸的定向停止和 C 軸功能，但價格便宜，一般用在高速端工作的電主軸。 設(shè)計要求如表 21 所示： 表 21 額定轉(zhuǎn)速 P（ r/min） 額定功率 n（ kw） 20200 4 引言： 電主軸運動控制是電主軸單元控制系統(tǒng)的核心部件，電主軸運動控制技術(shù)主要包含轉(zhuǎn)速開環(huán)的恒壓頻比控制技術(shù)、轉(zhuǎn)速閉環(huán)的恒壓頻比控制技術(shù)、矢量控制技術(shù)及直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)。 2.繪制出數(shù)控機床的總結(jié)構(gòu)圖及相應(yīng)的部分零件圖。 本論文研究的目的和內(nèi)容 首先，電主軸在各個行業(yè)都具有相當大的用途，它決定了一個國家的制造業(yè)的水平，誰在電主軸上領(lǐng)先，誰在整個制造業(yè)就擁有話語權(quán)。隨著機床向高速、重載、高精度方向發(fā)展，越來越多的磨床采用動靜壓推力軸承。隨著轉(zhuǎn)子系統(tǒng)向大型化高速化發(fā)展，轉(zhuǎn)子相對比較細長，系統(tǒng)的穩(wěn)定性變得突出。通過理論和試驗均表明：和一般的動靜壓軸承相比，軸承摩擦功耗小，并且隨著軸承數(shù)的升高，偏心率的加大，摩擦功耗降低的幅度也大。 （ 3） 圓錐浮環(huán)動靜壓軸承。 在靜壓軸承方面主要有以下幾個研究方向： （ 1） 油螺旋式液體靜動壓軸承。 (3)新材料的研究。這方面的研究進展在很大程度上依賴于超導(dǎo)材料的進展。但 是 其缺點也是很明顯，轉(zhuǎn)矩脈動較大，電機和控制器的成本和復(fù)雜度高。開關(guān)磁陰調(diào)速式主軸在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)，整體效率比其它系統(tǒng)高出 10%以上 ， 在低轉(zhuǎn)速下高效率更加明顯。在弱磁控制的區(qū)間內(nèi)，電壓通常會非常接近電壓極限值，一旦超出電壓極限 就會造成 轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)果變差。 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 永磁同步電機是一種 新興的 主 軸 電機，其優(yōu)點明顯 :轉(zhuǎn)子溫升低，在低限速度下，可以作恒轉(zhuǎn)矩運行。 (4)配套控制系統(tǒng)水平高。日本三井精機公司生產(chǎn)的 HT3A 臥式加工中心采用陶瓷軸承支承的電主軸 ,主軸轉(zhuǎn)速達 40000r/min， 瑞士的 IBAG 公司在其電主軸部件上配備主軸軸向尺寸監(jiān)測傳感器，可與機床數(shù)控系統(tǒng)聯(lián)結(jié)進行軸向尺寸補償；永磁同步電動機的主軸已問世，其轉(zhuǎn)子為永久磁鐵，不發(fā)熱，解決了電主軸結(jié)構(gòu)的最大負效應(yīng) —— 內(nèi)裝式電動機散熱不良的問題。 其中最 具代表性有美國福特公司和Ingerso1l 公司聯(lián)合推出的 HVM800 臥式加工中心的大功率電主軸最高轉(zhuǎn)速達15000r/min 由靜止升至最高轉(zhuǎn)速僅需 15s。 近幾年美國、日本、德國、意大利、英國、加拿大和瑞士等工業(yè)強國爭相投入巨資大力開發(fā)此項技術(shù)。雖然 在“十五”期間，我國的數(shù)控機床的電主軸技術(shù)發(fā)展很快，但國產(chǎn)電主軸從水平 、 種類 、 質(zhì)量等方面，與國外先進國家相比還存在很大的差距。目前國內(nèi)生產(chǎn)的磨削用電主軸的轉(zhuǎn)速在15000r/min 以內(nèi)；加工中心用電主軸的轉(zhuǎn)速最高可達 30000r/min，轉(zhuǎn)矩達 200N直 到 90 年代中后期 ， 由于國內(nèi)市場需要 ，洛陽軸承研究所開始開發(fā)其他用途的電主軸 ， 如印制電路板 (PCB)行業(yè)鉆小孔用高速電主軸、小型數(shù)控銑床用電主軸等。 電主軸是高速切削機床最重要的部件也是實現(xiàn)高速和超高速加工的關(guān)鍵技術(shù)之一 ，因此 要電主軸的研究是數(shù)控機床研究的重中之重， 可以說電主軸的發(fā)展水平是衡量一個國家機械制造業(yè)的實力。 它要求動平衡高，剛性好，回轉(zhuǎn)精度高，有良好的熱穩(wěn)定性，能傳遞足夠的力矩和功率，能承受高的離心力，帶有準確的測溫裝置和高效的冷卻裝置。 論文研究的意義 數(shù)控機床的研究 既是市場競爭的制高點，也一直是世界各國競相投入大量人力、物力研究的熱點 。而且數(shù)控機床已成為發(fā)展高速加工技術(shù)的支柱性、決定性因素，而內(nèi)置電主軸電機的品質(zhì)將直接決定高速數(shù)控機床的技術(shù)水平。加工這類產(chǎn)品需要經(jīng)常改裝和調(diào)整設(shè)備，普通機床已不能適應(yīng)這些要求 ， 數(shù)控機床應(yīng)用而生 ， 這種新型機床具有適應(yīng)性強，加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點 。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。并以此確定主軸的整體尺寸。高速加工技術(shù)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(shù)的重要部件，因此對高速電主軸技術(shù)提出了新的要求和挑戰(zhàn)。因此，高速數(shù)控機床是裝備制造業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)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(shù)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。確定最小軸向尺寸，同時根據(jù)相應(yīng)的計算確定最長外伸端。 （ 3） 電主軸殼體尺寸的設(shè)計，根據(jù)上面的設(shè)計完成殼體的相應(yīng)設(shè)計，并使其滿足殼體設(shè)計的相應(yīng)要求。 ................................................. 7 引言： ...................................................... 7 電機的控制形式： ............................................ 7 普通變頻驅(qū)動和控制 ..................................... 7 矢量控制驅(qū)動器的驅(qū)動和控制 ............................. 8 電主軸控制形式和驅(qū)動形式的選擇 ............................. 10 3 主要零部件的設(shè)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(yù)載荷的確定： .................................... 13 電主軸主軸的設(shè)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(zhuǎn)子和定子的設(shè)計 ........................................... 17 引言 .................................................. 17 動態(tài)過盈和靜態(tài)過盈計算 ................................ 17 轉(zhuǎn)子與定子配合的選擇 .................................. 19 定子與轉(zhuǎn)子配合公差的校核 .............................. 19 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） VI 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 10L 的計算： ........................................... 21 R 的計算如下所示： .................................... 22 軸承 0L 的計算 ......................................... 23 4 輔助系統(tǒng)的設(shè)計 ................................................... 25 冷卻系統(tǒng)的設(shè)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 ............................................ 30 5 結(jié)論與展望 ....................................................... 31 致謝 ............................................................... 33 參考文獻 ........................................................... 35 1 緒論 1 1 緒論 論文的研究背景及意義 論文研究的背景 隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機械產(chǎn)品日趨精密復(fù)雜，且要求頻繁改型，特別是在宇航，造船，軍事等領(lǐng)域所需的機械零件，精度要求高，形狀復(fù)雜，批量小。同時，高速加 工技術(shù)在提升零件表面質(zhì)量、精度和減少工件熱變形方面有較大優(yōu)勢，也是現(xiàn)代先進制造技術(shù)之一。使得高速數(shù)控機床的傳動環(huán)節(jié)的機械結(jié)構(gòu)得到極大 的簡化，數(shù)控機床的整體尺寸也得以縮減， 將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術(shù) 。它包括：主軸動力系統(tǒng) 、 主軸 、 伺服系統(tǒng) 、 控制系統(tǒng) 、 軸承和 機架等幾個部分。從而是我國成為工業(yè)強國的夢想成為一句空話，也就實現(xiàn)不了我們的“中國夢”。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 國產(chǎn)電主軸技術(shù)現(xiàn)狀 :電主軸在我國起步也很 早， 20 世紀 50 年代末、 60 年代初就已經(jīng)將電主軸應(yīng)用于工業(yè)生