【正文】 （10）=+=radAB段的扭轉(zhuǎn)角變化率為 BC段的扭矩角變化率為AC段總的扭轉(zhuǎn)角變化率為由此可見，該軸的扭轉(zhuǎn)剛度符合要求。 所以 L = h + 2 (6)=210+225=260mm綜上所述，主軸總長(zhǎng)由前主軸前段懸伸量a, 后主軸前段懸伸量a1,軸套，前軸承寬度B，后軸承寬度B1，主軸主要支承跨距L構(gòu)成。 在本設(shè)計(jì)中，主軸主要支承的跨距L由無級(jí)變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的中心高h(yuǎn),定位環(huán)的長(zhǎng)度所確定。支承跨距過小，主軸的彎矩變形固然較小，但因支承變形引起主軸端的位移量增大，反之，支承跨距過大，支承變形引起主軸前軸端的位移量盡管減小了，但主軸的彎矩變形和支承變形引起主軸端較大的位移。由設(shè)計(jì)好的軸承套杯得壁厚=20mm,主軸的壁厚e=20mm, 初選25mm。由于前端懸伸量對(duì)主軸部件的剛度、抗振性的影響大，因此在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量宿短該懸伸量。 主軸前段懸伸量a的確定主軸前端懸伸量a是指主軸前端面到前軸頸向支反力作用中點(diǎn)的距離。由材料力學(xué)可知，剛度K正比于截面慣性距I，它與直徑之間有下列關(guān)系，即 （3），所以由上式得：即 d=36mm式中 ，——空心主軸的剛度和截面慣性矩； K，I—實(shí)心主軸的剛度和截面慣性矩。為了不過多地削弱主軸的剛度，主軸孔徑可比刀具拉桿直徑大510mm。 主軸內(nèi)徑孔直徑d的確定很多機(jī)床的主軸是空心的，內(nèi)徑與其用途有關(guān)。銑床的直徑≈（）。這些參數(shù)直接影響主軸旋轉(zhuǎn)精度和主軸剛度。40CrNi合金調(diào)質(zhì)鋼的力學(xué)參數(shù)為：強(qiáng)度極限 =980Mpa，屈服極限=785MPa，彎曲疲勞極限=500Mpa，扭切應(yīng)力=80Mpa,材料和承載常數(shù)C=100。在高速、高溫條件下工作，必須具有良好的高溫力學(xué)性能，常用40CrNi、38CrMoALA等合金結(jié)構(gòu)鋼。主軸轉(zhuǎn)速的變化及轉(zhuǎn)矩的輸出特性和電動(dòng)機(jī)的完全一致，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱對(duì)主軸的精度影響大。連續(xù)工作時(shí)。如圖 ：圖 電動(dòng)機(jī)的最大輸出扭矩為：① 過載時(shí)： （1）=② 連續(xù)工作時(shí)： 由于主軸就是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的鐵芯，所以主軸的轉(zhuǎn)速和輸出扭矩都與電動(dòng)機(jī)的相同。使主軸以高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，都能處于熱平衡。這樣的電動(dòng)機(jī)改造方案基本滿足XK714數(shù)控銑床主軸電動(dòng)機(jī)的要求。本方案采用的交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)是由YR180L4型電動(dòng)機(jī)改造而來的。主軸轉(zhuǎn)速為454500r/min。圖 xk714型主軸箱三維圖第3章 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的選擇因?yàn)閄K714數(shù)控銑床采用電主軸，選用一般的電動(dòng)機(jī)達(dá)不到要求，所以對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。此傳動(dòng)方案的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、使用壽命長(zhǎng)。（3）、調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方式 其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，轉(zhuǎn)換頻率高，但是主軸轉(zhuǎn)速的變化及轉(zhuǎn)矩的輸出和電動(dòng)機(jī)的輸出特性完全一致，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱對(duì)主軸的精度影響大，因而使用受到限制。但系統(tǒng)的調(diào)速范圍受電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍的約束。此外，制造和維修也比較難。其優(yōu)點(diǎn)是能夠滿足各種切削運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩輸出，且具有大范圍調(diào)速的能力?；讫X輪的移位大都采用液壓驅(qū)動(dòng)。如下圖所示：圖 主軸傳動(dòng)鏈 分析傳動(dòng)方案 （1）、二級(jí)以上齒輪變速系統(tǒng) 變速裝置多采用齒輪變速結(jié)構(gòu)。有些小型的或調(diào)速范圍不需要太大的數(shù)控機(jī)床，也常用由電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)主軸或用帶轉(zhuǎn)動(dòng)使主軸旋轉(zhuǎn)。所以主軸箱仍需要設(shè)置幾檔變速（24檔）。這種變化規(guī)律是符合正常加工要求的，即低速切削所需轉(zhuǎn)炬大，高速切削所需功率大。在調(diào)壓范圍內(nèi)為恒轉(zhuǎn)矩，功率隨轉(zhuǎn)速成正比下降。 主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)數(shù)控銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)一般采用直流或交流主軸電動(dòng)機(jī)，通過帶傳動(dòng)和主軸箱的變速齒輪帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，由于這種電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍廣，又可以無級(jí)調(diào)速，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，也保證了加工時(shí)能選用合理的切削用量。第2章 傳動(dòng)方案的擬定和及說明 概述主傳動(dòng)系統(tǒng)是用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，它應(yīng)具有一定的轉(zhuǎn)速（速度）和一定的變速范圍，以便采用不同材料、不同尺寸、不同要求的工件，并能方便地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的開停、變速、換向和制動(dòng)等。m。國(guó)外已將電主軸技術(shù)應(yīng)用于加工中心、數(shù)控銑床等高檔數(shù)控機(jī)床。其主要類型涵蓋磨、銑、車、鉆、木工、離心、旋輾和試驗(yàn)機(jī)用電主軸等八大類。目前，國(guó)內(nèi)電主軸作為商品供應(yīng)市場(chǎng)的最高轉(zhuǎn)速達(dá)150 000r/min，最大輸出功率可達(dá)150kW，最大輸出轉(zhuǎn)矩可達(dá)1 000N電主軸與傳統(tǒng)的主軸相比：減小了傳動(dòng)的中間裝置，使主軸箱的體積減小，降低了主軸箱的重量；減小了振動(dòng)和噪聲；提高了電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)功率和效率。內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)式主軸是把電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子裝在主軸上，定子裝在主軸箱上，借助于電源的變頻技術(shù)，可在主軸軸承允許的最高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，直接驅(qū)動(dòng)主軸進(jìn)行工作。了解到目前國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的差距，以及國(guó)外采用內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)式主軸設(shè)計(jì)的先進(jìn)方法，并最得了很大的成果。對(duì)實(shí)驗(yàn)室其它數(shù)控機(jī)床主軸箱進(jìn)行深入了解，初步確定主軸采用空氣壓縮換刀方式。本課題是XK714型數(shù)控銑床主軸箱的設(shè)計(jì)及主軸加工工藝。通過這次設(shè)計(jì)，進(jìn)行了各種設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖技能以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。關(guān)鍵詞:電主軸 主軸箱 三維建模 靜力分析Abstract In recent years,highspeed cutting is an advanced machining technology that has developed spindle is the key ponents that makes the machine tools highspeed. By the CNC machine tool spindle headstock and technology research, on XK714 CNC Milling spindle headstock and for designtime, spindle instead of a traditional mechanical structure. By interference fit to the rotor induction motor is connected directly with the spindle, eliminating the intermediate transmission link, the rated speed range to achieve a variable speed, spindle positioning accuracy, smoother operation，F(xiàn)urther improve the dynamic accuracy and dynamic stability, extend the life of the spindle bearings. Backward transformation to the system has a higher mechanical efficiency, pact structure, low noise, vibration and high precision and so on. The design process, through the threedimensional software to build a XK714 CNC milling spindle spindle box and threedimensional model, and the axis of the static strength calculation just checking.Key words: spindle spindle box threedimensional modeling static analysi目錄摘要 IAbstract II目錄 1第1章 引言 1第2章 傳動(dòng)方案的擬定和及說明 2 概述 2 主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2 主傳動(dòng)系統(tǒng)變速方式 2 分析傳動(dòng)方案 3第3章 電動(dòng)機(jī)的選擇 5 電動(dòng)機(jī)的選擇 5 電動(dòng)機(jī)的輸出特性 5 電動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) 6第4章 主軸的設(shè)計(jì) 7 選材 7 主軸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 7 電主軸的強(qiáng)度及剛度校核計(jì)算 9第5章 軸承的設(shè)計(jì) 12 主軸的支承設(shè)計(jì) 12 軸承的選用 13 軸承的校核 13第6章 零件圖的設(shè)計(jì) 17 零件圖的作用 17 零件圖的內(nèi)容及繪制 17第7章 裝配圖設(shè)計(jì) 20 裝配圖的作用 20 主軸箱裝配圖的繪制 20第8章 主軸的加工工藝設(shè)計(jì) 25 主軸加工工藝的主要內(nèi)容 25 對(duì)電主軸進(jìn)行工藝分析 25 電主軸的工藝路線設(shè)計(jì) 26 電主軸加工工序設(shè)計(jì) 26 制定加工工藝卡 27總結(jié) 29致謝 30參考文獻(xiàn) 31附錄 32第1章 引言畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在離校之前最重要的