【導讀】最后，對電主軸的旋轉(zhuǎn)軸和軸承進行了詳細的分析和校核，計算表明，該。電主軸設(shè)計符合要求。國數(shù)控機床發(fā)展的瓶頸問題之一。高速電主軸的功能部件跟不上，發(fā)展數(shù)控機床將成。我國數(shù)控機床經(jīng)歷了二十多年的發(fā)展歷程,形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模，具備了。進一步發(fā)展的基礎(chǔ)。但在數(shù)控機床品種、質(zhì)量和性能等方面與發(fā)達國家還存在較大差。經(jīng)濟和國防工業(yè)的發(fā)展。對決定電主軸發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)要進行重點攻關(guān)，特別是在電主軸應(yīng)用中的關(guān)鍵

　　

【正文】 薦的軸承預期計算壽命 機械類型 預期計算壽命 L180。h/h 不經(jīng)常使用的儀器或設(shè)備。如閘門開閉裝置 300~3000 短期或間斷使用的機 械，中斷使用不致嚴重后果，如手動機械等 3000~8000 間斷使用的機械，中斷使用后果嚴重，如發(fā)動機輔助設(shè)備、流水作業(yè)線自動傳動裝置、升降機、車間吊車等 8000~12021 每日 8h 工作的機械 (利用率不高 )，如一般的齒輪傳動、某些固定電動機等 12021~20210 每日 8h 工作的機械 (利用率較高 )，如金屬切削機床、連續(xù)使用的起重機、木材加工機械、印刷機械等 20210~30000 24h 連續(xù)工作的機械，如礦山升降機、紡織機械、電機等 40000~60000 24h 連續(xù)工作的機械，中斷使用后果 嚴重，如纖維生產(chǎn)或造紙設(shè)備、發(fā)電站主電機、船舶螺旋槳軸等 100000~202100 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 32 根據(jù)表 ，角接觸球軸承的最小 e 值為 ，故此時：1a1rFF e 。 表 徑向動載荷系數(shù) X和軸向動載荷系數(shù) Y 軸承類型 相對軸向載 荷 Fa/Co≤e Fa/Fre 判斷系數(shù) e 名稱 代號 Fa/Co X Y X Y 調(diào)心球軸承 10000 —— —— 1 (Y1) (Y2) 調(diào)心滾子軸承 20210 —— —— 1 (Y1) (Y2) 圓錐滾子軸承 30000 —— 1 0 (Y) (e) 深溝球軸承 60000 1 0 角接觸 球軸承 70000C α=15? 1 0 70000ACα=25? —— 1 0 70000Bα=40? —— 1 0 （ 2） 初步計算當量動載荷 P： )( arp YFXFfP ?? 按照表 ， pf =~，取 pf =。 按照表 ， X=1， Y=0，則： 6 2 4) 4 1 61( ?????? NP N （ 3）根據(jù)式 10 3 66 ??????? ? hLnPC（ N） （ 4）根據(jù)軸承設(shè)計手冊選擇 C=80200 N 的 7015C/DT 軸承。 表 載荷系數(shù) pf 載荷性質(zhì) fp 舉例 無沖擊或輕微沖擊 ~ 電動機、汽輪機、通風機、等 中等沖擊或中等慣性沖擊 ~ 車輛、動力機械 、起重機、造紙機、冶金機械、畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 33 選礦機、卷揚機、機床等 強大沖擊 ~ 破碎機、軋鋼機、鉆探機、振動篩等 此軸承的基本額定靜載荷 Co=93000 N。演算如下： 366 )(100060 10)(6010 ???? ?PCnL h = h 25000 h 故所選軸承滿足壽命要求 [3]。 深溝球軸承的校核 軸承軸向載荷 Fa2=Ff= (N)，徑向載荷 Fr2= (N)，軸承轉(zhuǎn)速 1000r/min，裝軸承處的軸頸直徑可在 85~95mm 范圍內(nèi)選擇，由于數(shù)控車床是屬于每日 8h工作 的機械（利用率高），所以選預期計算壽命 L180。h=25000h，見表 。 (1) 求比值： ??rFF 根據(jù)表 ，深溝球軸承的最大 e 值為 ，故此時：2a2rFF e (2) 求比值： )( arp YFXFfP ?? 按照表 ， pf =~，取 pf =。 按照表 ， X=， Y 值需在已知型號和基本額定靜載荷 Co 后才能求出。故暫選一近似中間值，取 Y=，則： ),( ?????? NP N （ 3）根據(jù)式 33710 25 00010 751060 3 66 ??????? ? hLnPC （ N） （ 4）根據(jù)軸承設(shè)計手冊選擇 C=32800N 的 61918Z 軸承。 此軸承的基本額定靜載荷 Co=31500 N。演算如下： 求相對軸向載荷對應(yīng)的 e 值與 Y 值。相對軸向載荷為 02 31 50 32 ??oaCF，在表 中是 這一檔的，對應(yīng)的 e 值為 ， Y 值為 2。 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 34 所以求當量動載荷 P： 3063),( ?????? NP N 驗算 61918Z 軸承的壽命，根據(jù)式： 366 )306332 800(100060 10)(6010 ???? ?PCnL h = 25000h， 即低于預期計算壽命。所以改用 6018Z軸承。 此軸承的 C=58000 N，所以 366 )306358 000(100060 10)(6010 ???? ?PCnL h =113160h 25000h 故所選軸承滿足壽命要求。 軸承的 CAE 分析 軸 承的應(yīng)力分析步驟與主軸的分析差不多，所以步驟內(nèi)容同上所述。在這里說說疲勞分析的內(nèi)容。步驟如下：（ 1）在空心主軸應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上進行疲勞強度的分析 。 （ 2） 生成疲勞算例 。（ 3）設(shè)計算例屬性 。（ 4）定義 SN 曲線 。（ 5）定義疲勞事件 。（ 6）運行疲勞研究 。（ 7）查看生命圖解 [6]。如圖 所示，兩種軸承的應(yīng)力都主要集中在軸承的內(nèi)圈上，但軸承的最大應(yīng)力點的應(yīng)力未出超出材料（陶瓷）的許須用應(yīng)力。圖 可以看出軸承的生命總數(shù)較大，使用壽命較長。故設(shè)計是合理的。 圖 角接觸球軸承和深溝球軸承的應(yīng)力分析 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 35 圖 角接觸軸承生命圖解 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 36 總 結(jié) 高速電主軸是高端的數(shù)控機床的核心，大力發(fā)展高速電主軸將對我國的裝備制造行業(yè)會起到強大的推動作用。通過上述方法證明本人設(shè)計的電主軸各項技術(shù)指標滿足設(shè)計要求。并使本人對電主軸的轉(zhuǎn)子、定子、軸承、冷卻系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)軸等關(guān)鍵技術(shù)有了一個更深入的了解。 本文主要完成的工作如下： （ 1） 數(shù)控車床電主軸的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ； （ 2） 車床電主軸的工作原理及特征； （ 3） 電主軸各個零部件的選擇和設(shè)計； （ 4） 軸的校核； （ 5） 軸承的校核。 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 37 參考文獻 [1] 楊貴杰，秦冬冬 . 高速電主軸的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢 [D]. 哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文 , 2021. 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