【正文】 參考文獻(xiàn)[1]　陳作模主編． 機(jī)械原理［M］.：高等教育出版社,2001[2]　陳立德主編． 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)［M］.北京：高等教育出版社,2004[3]　徐灝主編． 機(jī)械設(shè)計手冊［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1998[4]　甘永立主編． 幾何量公差與檢測［M］.：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2001[5]　王運(yùn)炎主編． 機(jī)械工程材料［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版設(shè),1992[6]　萬玉瓊主編． AutoCAD工程設(shè)計［M］.：遠(yuǎn)方出版社 ,1995[7]　楊黎明,黃凱等主編． 機(jī)械零件手冊［M］.：國防工業(yè)出版社,1996[8]　成大先主編. 機(jī)械設(shè)計圖冊［M］.：化學(xué)工業(yè)出版社,2000[9]　吳宗澤主編． 機(jī)械設(shè)計師手冊［M］.：機(jī)械工業(yè)出版社,2003 [10]　朱冬梅,胥北瀾主編. 畫法幾何及機(jī)械制圖 ［M］.：高教育出版社,2000[11]　濮良貴,紀(jì)名剛主編. 機(jī)械設(shè)計［M］.：高等教育出版社，2001[12]　劉鴻文主編. 材料力學(xué)［M］.：高等教育出版社，2001[13]　王運(yùn)炎主編．機(jī)械工程材料［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1992[14]　陳蘭芬主編．機(jī)械工程材料與熱加工工藝［M］.北京：高等教育出版社,1985[15]Anthon Power With Jersey：Prent iceHall,1980[16] Joseph ，Charles Engineering . 原書第6版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002[17]Schneider R T. Don’t Forget to Congsider Accumulators. Hydraulics ＆ Pneumatics,Oct,2001[18]Johnson P. Help Your Filters Save Money. Hydraulics ＆ Pneumatics,Nov,2001[19]James　W. Murdock, 《Fluid Mechanics and its applications》Printed in the?！甭仿湫捱h(yuǎn)兮，吾將上下而求索。如余音繞梁三日不絕，又如小酌醇酒，久之彌篤，真是欲罷不能，難舍難分。有太多的事歷歷在目，宛如昨日, 記憶猶新。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意! 時光如水，日月如梭，詩情畫意中的學(xué)術(shù)之旅行將結(jié)束。在論文的每一處中都凝聚著導(dǎo)師們的心血和汗水。從論文的選題、課題的實(shí)施到論文的撰寫，導(dǎo)師都給以了細(xì)致如微的指導(dǎo)。現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)向高精度、高速度、高效率的方向飛速發(fā)展，對加工機(jī)床提出了更高要求．這就需要可以高速運(yùn)轉(zhuǎn)的主軸部件系統(tǒng)——高速主軸單元．電主軸具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣性小、振動小、噪音低、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，可以減少齒輪傳動，簡化機(jī)床外形設(shè)計，易于實(shí)現(xiàn)主軸定位，是高速主軸單元中一種理想結(jié)構(gòu)。，包括潤滑技術(shù)，冷卻技術(shù)，動平衡以及運(yùn)動控制。2. 軸的設(shè)計，包括軸材料的選擇；軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計；校核；軸端形式以及過盈連接裝置的設(shè)計。設(shè)計小結(jié)本設(shè)計課題研究主要內(nèi)容是通過分析電主軸的工作原理，軸承技術(shù)，關(guān)鍵技術(shù)（潤滑，冷卻，動平衡，運(yùn)動控制），以及電主軸安裝實(shí)例，設(shè)計出與銑床配套的，符合要求的電主軸機(jī)械部分。這種驅(qū)動器又有開環(huán)和閉環(huán)兩種，后者可以實(shí)現(xiàn)位置和速度的反饋，不僅具有更好的動態(tài)性能，還可以實(shí)現(xiàn)C軸功能；而前者動態(tài)性能稍差，也不具備C軸功能，但價格較為便宜。矢量控制技術(shù)模仿直流電動機(jī)的控制，以轉(zhuǎn)子磁場定向，用矢量變換的方法來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動和控制，具有良好的動態(tài)性能。普通變頻控制的動態(tài)性能不夠理想，在低速時控制性能不佳，輸出功率不夠穩(wěn)定，也不具備C軸功能。目前主要有普通變頻驅(qū)動和控制、 矢量控制驅(qū)動器的驅(qū)動和控制以及直接轉(zhuǎn)矩控制三種控制方式。電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩端設(shè)計有平衡盤，平衡盤的圓周方向設(shè)計有均勻分布的螺紋孔，轉(zhuǎn)子安裝到主軸上以后進(jìn)行主軸組件整體動平衡時，不是在平衡盤上去重，而是在螺紋孔內(nèi)擰入螺釘，以螺釘?shù)臄Q入深度和周向位置來平衡主軸組件的偏心量，如圖41所示。該法是在電機(jī)的轉(zhuǎn)子兩端設(shè)計有去重盤，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子和其他零件安裝到主軸上以后進(jìn)行整體動平衡時，根據(jù)要求由自動平衡機(jī)在轉(zhuǎn)子的去重盤處切去不平衡量。 平衡機(jī)的使用主軸動平衡常用方法有兩種：去重法和增重法。根據(jù)平衡機(jī)測出的數(shù)據(jù)對轉(zhuǎn)子的不平衡量進(jìn)行校正，可改善轉(zhuǎn)子相對于軸線的質(zhì)量分布，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動或作用于軸承上的振動力減少到允許的范圍之內(nèi)。這種不平衡離心力作用在轉(zhuǎn)子軸承上會引起振動，產(chǎn)生噪聲和加速軸承磨損，以致嚴(yán)重影響產(chǎn)品的性能和壽命。 電主軸軸的動平衡 動平衡機(jī)原理平衡機(jī)是測量旋轉(zhuǎn)物體(轉(zhuǎn)子)不平衡量大小和位置的機(jī)器。 熱源分析及冷卻高速電主軸在將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的同時，也有一部分轉(zhuǎn)化為熱能．所有這些熱能無法通過風(fēng)扇和機(jī)殼向外擴(kuò)散，必須加以控制，否則電主軸將因熱量積聚而使主軸的機(jī)械效率下降、主軸精度喪失、破壞電機(jī)線圈絕緣層的介電強(qiáng)度，主軸軸承也將受到損壞．電主軸有兩個主要的內(nèi)部熱源：內(nèi)置電動機(jī)的發(fā)熱和主軸軸承的發(fā)熱。由于油氣潤滑方式潤滑效果理想，目前已成為國際上最流行的潤滑方式。而新近發(fā)展起來的油氣潤滑方式則可以精確地控制各個摩擦點(diǎn)的潤滑油量，可靠性極高。油氣潤滑技術(shù)是利用壓縮空氣將微量的潤滑油分別連續(xù)不斷地、精確地供給每一套主軸軸承，微小油滴在滾動和內(nèi)、外滾道間形成彈性動壓油膜，而壓縮空氣則可帶走軸承運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的部分熱量。4 電主軸關(guān)鍵技術(shù)高速加工技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注，它不僅可獲得更大的生產(chǎn)率，而且還可獲得很高的加工質(zhì)量，并可降低生產(chǎn)成本，因而被認(rèn)為是21世紀(jì)最有發(fā)展前途的先進(jìn)制造技術(shù)之一。合理的潤滑對提高軸承性能，延長軸承的使用壽命有重要意義。當(dāng)同一軸上裝有不同外徑尺寸的軸承時，采用套杯結(jié)構(gòu)來安裝尺寸小的軸承，使軸承孔能一次鏜出。兩軸承孔必須保證同軸度，以免軸承內(nèi)外圈軸線傾斜過大。因此軸承座孔壁應(yīng)有足夠的厚度，并設(shè)置加強(qiáng)筋以增加剛度。一般來說，尺寸大、載荷大、振動大、轉(zhuǎn)速高或工作溫度高等情況下應(yīng)選緊一些的配合，而經(jīng)常拆卸或游動套圈則采用較松的配合。滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)組件，所以與相關(guān)零件配合時其內(nèi)孔和外徑分別是基準(zhǔn)孔和基準(zhǔn)軸，在配合中不必標(biāo)注。如配合面產(chǎn)生滑動，則會產(chǎn)生不正常的發(fā)熱和磨損，以及因磨損產(chǎn)生粉末進(jìn)入軸承內(nèi)而引起早期損壞和振動等弊病，導(dǎo)致軸承不能充分發(fā)揮其功能。為允許軸工作時有少量熱膨脹，（間隙很小，結(jié)構(gòu)圖上不必畫出），間隙量常用墊片或調(diào)整螺釘調(diào)節(jié). 一端雙向固定、一端游動 兩端游動銑床所用電主軸MS24015的固定形式為兩端單向固定。典型的結(jié)構(gòu)形式有三類。軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計包括：軸系支承端結(jié)構(gòu)；軸承與相關(guān)零件的配合；軸承的潤滑與密封；提高軸承系統(tǒng)的剛度。N0 式中 N實(shí)際許用轉(zhuǎn)速，r/min；N0軸承的極限轉(zhuǎn)速，r/min；f1載荷系數(shù)（圖33）；f2載荷分布系數(shù)（圖33）。此時，極限轉(zhuǎn)速值應(yīng)修正，實(shí)際許用轉(zhuǎn)速值可按下式計算 N0=f1適用于0級公差、潤滑冷卻正常、與剛性軸承座和軸配合、軸承載荷P≤（C為軸承的基本額定動載荷，向心軸承只受徑向載荷，推力軸承只受軸向載荷）的軸承。軸承的工作轉(zhuǎn)速應(yīng)低于其極限轉(zhuǎn)速。軸承靜載荷安全系數(shù)S0（靜止或擺動）及旋轉(zhuǎn)軸承的安全系數(shù)S0可查《機(jī)械設(shè)計手冊》. 極限轉(zhuǎn)速滾動軸承轉(zhuǎn)速過高時會使摩擦面間產(chǎn)生高溫，影響潤滑劑性能，破壞油膜，從而導(dǎo)致滾動體回火或元件膠合失效。若軸承轉(zhuǎn)速較低，對運(yùn)轉(zhuǎn)精度和摩擦力矩要求不高時，允許有較大的接觸應(yīng)力，可取S01。靜止軸承、緩慢擺動或轉(zhuǎn)速極低的軸承，安全系數(shù)可參考《機(jī)械設(shè)計手冊》選取。為了限制滾動軸承在靜載荷作用下產(chǎn)生過大的接觸應(yīng)力和永久變形，需進(jìn)行靜載荷計算。滾動軸承壽命計算中的一項重要內(nèi)容是進(jìn)行當(dāng)量動載荷的計算和軸向力Fa的計算。軸承的基本額定動載荷是依實(shí)驗與理論分析相結(jié)合而得出的，其值可在滾動軸承手冊中查得。在工程實(shí)際中，通常是以軸承的基本額定動載荷來衡量一個軸承的承載能力。 　圖32滾動軸承的壽命曲線與一般結(jié)構(gòu)的疲勞壽命一樣，滾動軸承的疲勞壽命的離散性也是相當(dāng)大的。滾動軸承的壽命是指軸承的滾動體或套圈首次出現(xiàn)點(diǎn)蝕之前，軸承的轉(zhuǎn)數(shù)或相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)。向心推力軸承在純徑向力Fr的作用下會產(chǎn)生派生的軸向力Fd (單個滾動體受力) （31）當(dāng)有半圈滾動體受載時，派生軸向力如下計算：表31軸承受載公式圓錐滾子軸承角接觸球軸承70000C（）70000AC（）70000B（）注：表中Y 和e由載荷系數(shù)表中查取，Y是對應(yīng)表中Fa／Fr＞e的Y值Fd:內(nèi)部派生的軸向力；Fae:外部施加于軸系的軸向力；Fa:軸承實(shí)際所受軸向力，由于向心推力軸承在工作時是不應(yīng)沿軸向竄動的，因此Fa應(yīng)取決于Fd與Fae中較大者，即：Fa=max{Fae,Fd}即：Fa=max{Fae,Fd} 電主軸軸承的校核計算 滾動軸承壽命計算滾動軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時可能出現(xiàn)各種類型的失效形式，但是套圈和滾動體表面的疲勞點(diǎn)蝕是滾動軸承的一種最基本和常見的失效形式，也是通常作為滾動軸承壽命計算的依據(jù)。實(shí)際應(yīng)用中，一般以控制半圈滾動體受載為宜。 軸承的工況分析滾動軸承工作時，并非所有滾動體都同時受載。 類型的選擇，滾動軸承選擇的一般過程如下圖所示圖31 軸承類型選擇過程示意圖:（1）考慮軸承的承受載荷情況方向：受徑向力時，用向心軸承