【正文】 間的無鍵過盈配合進(jìn)行傳遞的，所以配合面的動力傳遞能力由配合面間的摩擦力矩確定：= （319） 式中：——主軸的傳動轉(zhuǎn)矩，單位為：N。 密合度的計(jì)算： 密合度的計(jì)算式如下： （328）式中：——密合度； ——溝曲率半徑系數(shù)，=；r——滾道曲率半徑，單位為mm； ——球的直徑，單位為mm； 可得： 由于；，可得：軸承的壽命的計(jì)算公式為：= (329) 式中： ——陶瓷球的離心力作用在陶瓷球上。電損耗：電流流經(jīng)轉(zhuǎn)子和定子所發(fā)出的熱量。循環(huán)磁化時(shí)單位質(zhì)量的磁損耗：= (43)式中：——磁滯損耗功率，單位為：W； ——與電工鋼牌號有關(guān)的常數(shù)； ——磁化頻率，單位為； ——磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，單位為：T。流量的計(jì)算如下：=+ (47)式中： ——冷卻液出口溫度，單位為：； ——冷卻液入口溫度，單位為：； —— 液體的密度，單位為kg/； ——冷卻液體流速，單位為：m/s； ——冷卻液體的比熱容，單位為：KJ/Kgk； 根據(jù)設(shè)計(jì)要求：電主軸的工作溫度不能高于40度，因此=35；=0；=；=；將上面的數(shù)據(jù)代入，可得：= 管道的尺寸確定 應(yīng)根據(jù)冷卻液的流速來確定，計(jì)算公式如下：= (48)式中： d——管道的尺寸，單位為:mm； ——Qv為流量，單位為：/h； ——冷卻液體流速，單位為：m/s；流量的計(jì)算：= (49)式中：——流量，單位為：/h； ——管道的面積,單位：； ——冷卻液體流速，單位為：m/s；初定冷卻管的直徑：D=5mm；代入可得:=將：=，代入式=： ；因此=5mm滿足設(shè)計(jì)要求。在設(shè)計(jì)的過程中，首先根據(jù)額定功率和額定轉(zhuǎn)速計(jì)算出軸端的最大的扭矩，根據(jù)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩，功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，選定合適的控制形式與驅(qū)動方式，其次根據(jù)轉(zhuǎn)速和功率確定電主軸的最小遲寸，根據(jù)最小尺寸確定整個主軸的徑向尺寸，同時(shí)為了讓滿足軸端最大轉(zhuǎn)動慣量的要求，對整個軸的軸向尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，使軸端跨度及外伸滿足設(shè)計(jì)要求。其尺寸也會變的更小，其將代替脈沖電機(jī)或者步進(jìn)電機(jī)成為工業(yè)機(jī)器人和機(jī)械臂的主要驅(qū)動裝置。從論文的選題、資料的收集到論文的撰寫編排整個過程中，我得到了許多的熱情幫助。參考文獻(xiàn)[1].（美）Neil .《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用機(jī)構(gòu)與裝置圖冊》.[2].《機(jī)械原理及設(shè)計(jì)》西北大學(xué)出版社，2006.[3]..《 數(shù)控機(jī)床高速電主軸的性能研究[J]》.沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， .[4].吳玉厚.《數(shù)控機(jī)床電主軸單元技術(shù)[M]》.機(jī)械工業(yè)出版社，.[5]..《第一屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽決賽作品集》高等教育出版社，.[6].《畫法幾何級工程制圖》.機(jī)械工業(yè)出版社，.[7].《理論力學(xué)》.西安交通大學(xué)出版社，.[8].《材料力學(xué)》.西安交通大學(xué)出版社，.[9]..《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社，.[10].《高速數(shù)控機(jī)床電主軸控制技術(shù)》.科學(xué)出版社，.[11].《應(yīng)用電工電子技術(shù)》.電子工業(yè)出版社，.[12].《電機(jī)學(xué)》.西安交通大學(xué)出版社，[13].《電機(jī)學(xué)》.浙江大學(xué)出版社，[14].《機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)手冊》.機(jī)械工業(yè)出版社，.[15].《西安交通大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊》.教學(xué)服務(wù)中心編印，.。在我設(shè)計(jì)遇到問題時(shí)，老師引導(dǎo)著我去解決問題，并讓我明白只要努力就沒有完不成的事，在自己摸索著尋找問題答案的同時(shí)，也從中學(xué)到了很多的知識及技能，可以在資料中迅速找到我所需要的東西。在數(shù)控機(jī)床電主軸系統(tǒng)的中，其組成的各個零部件也將會出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化，特別是數(shù)控機(jī)床電主軸的兩大重要組成部件：空心電機(jī)和軸承。由此可選擇由GMN公司生產(chǎn)的混合陶瓷球軸承，此軸承的滾珠是由陶瓷構(gòu)成的，因此摩擦系數(shù)小，由摩擦產(chǎn)生的熱量也因此降低而且為了保證軸端的最大轉(zhuǎn)動慣量，軸承采用的雙排列的方式。 電主軸軸殼的尺寸 引言： 軸殼是高速電主軸的主要部件。將：=；C==： =轉(zhuǎn)子鐵心的磁損耗由轉(zhuǎn)差率來確定，它的值很小，可以忽略不計(jì)。陶瓷球軸承的損耗：在主軸的高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，滾珠與軸承內(nèi)外圈間會產(chǎn)生復(fù)雜的摩擦，而產(chǎn)生較強(qiáng)的摩擦熱。所以主軸的受力圖如圖38所示: A B C 圖38主軸的受力分析圖 根據(jù)上面計(jì)算可知：將=150mm；=40mm；P=100N代入可得： =0 ； (334) 0 ； (335)由上式可知：，且軸承采用的是雙排列，在B處由兩個軸承；因此：軸承所承受的徑向載荷為：R==； (336) 軸承所承受的徑向載荷為：A=20N；根據(jù)：=，查表可知：=；==，因此：，查表可知：X=1；Y=0；代入公式332可得：=XR+YA=； ==； （338） 軸承的計(jì)算 軸與套圈間的作用力Q包括外載荷和離心力。 代入：=G=；=2可得：= 要滿足電主軸的扭矩傳遞能力，電機(jī)轉(zhuǎn)子與主軸配合面之間的靜態(tài)過盈分量的最小值可由下式求得： ==mm （321） 根據(jù)計(jì)算可知，高速電主軸要求的動態(tài)過盈量 Δdmin 是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于，由此可見，高速主軸的過盈量主要由動態(tài)過盈量確定。迭壓成型的定子內(nèi)腔帶有沖制嵌線槽。其造成的結(jié)果就是，主軸外伸端的截面在徑向方向發(fā)生位移，且其總位移由兩部分組成：Y= (34)——假設(shè)軸承為剛性支承，主軸為彈性體時(shí)，主軸在前端受到外載荷P作用后的位移。預(yù)加載荷不僅可消除軸承的軸向游隙，還可以提高軸承剛度、主軸的旋轉(zhuǎn)精度，抑制振動和鋼球自轉(zhuǎn)時(shí)的打滑現(xiàn)象等。因此：d=10mm。這類驅(qū)動器在低速時(shí)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(jià)格便宜，一般用在高速端工作的電主軸?？梢愿尤娴睦斫獯髮W(xué)所學(xué)的知識，對自己的能力也有一個相應(yīng)的提升。經(jīng)研究表明由于擋板的存在使軸承穩(wěn)定性明顯地提高、阻力系數(shù)稍有增大并且流量增大從而使軸承溫升降低, 但是造成軸承的承載能力略有降低。浮環(huán)將潤滑油膜分為兩層：內(nèi)油膜處于軸和浮環(huán)之間，外油膜處于浮環(huán)和軸瓦之間。近年來得到迅速發(fā)展的稀土永磁材料也因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)輕巧、能耗低而極具應(yīng)用前途。在磁懸浮軸承領(lǐng)域內(nèi)，有以下幾個研究方向：(1)超導(dǎo)磁懸浮軸承的研究。人們在弱磁控制方面也提出過不少方法，如改變轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，加上特殊鐵ILK構(gòu)成磁阻，以加大Ld與Lq的比值等。這些控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)子自動平衡系統(tǒng)、軸承油氣潤滑與精密控制系統(tǒng)、定轉(zhuǎn)子冷卻溫度精密控制系統(tǒng)、主軸變形溫度補(bǔ)償精密控制系統(tǒng)等。IBAG公司提供的電主軸已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化電主軸最大轉(zhuǎn)速可達(dá) 140000r/min，直徑范圍33到300mm，功率范圍125W173。而且我國在高速主軸單元技術(shù)各項(xiàng)性能指標(biāo)方面與國外相比差距較大，從而嚴(yán)重阻礙我國高速高精度數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，我國的中、高檔數(shù)控機(jī)床即滿足不了我國的市場需求，也無力在國際市場上進(jìn)行競爭。生產(chǎn)的PCB行業(yè)用鉆、銑削電主軸,轉(zhuǎn)速達(dá)到105000r/ min ,為國內(nèi)PCB行業(yè)數(shù)控機(jī)床所普遍采用 ,并且已經(jīng)替代部分進(jìn)口產(chǎn)品。在“十五”期間，我國的數(shù)控機(jī)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(jìn)國家相比還存在很大的差距，從而嚴(yán)重制約我國高速、高精度數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床電主軸技術(shù)的產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)了在極短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)升降速，并在指定位置快速準(zhǔn)停，而且使機(jī)床的傳動鏈的長度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了零傳動，且不會在高速狀態(tài)下打滑，產(chǎn)生振動和噪音。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 highsp