【正文】 01420————————切螺紋133——————————————————高速鋼外圓縱車、橫車及鏜孔180094054切槽或切斷2220————————————————切螺紋1910————————————————灰鑄鐵HBS190硬質(zhì)合金外圓縱車、橫車及鏜孔92054046切螺紋103——————————————————高速鋼外圓縱車、橫車及鏜孔1140119051切螺紋1580————————————————：Fc= （317） 　　 =Fp= （318） 　　 =　Ff= （319） 　　 =所以得： 切削力修正系數(shù)KFc、KFp、KFf是各種因素對切削力的修正系數(shù)的乘積?！≈鬏S結(jié)構　主軸擋板　外圓車削時力的分解用YT15硬質(zhì)合金車刀縱車??b=，切削速度Vc=100m/min，背吃刀量ap=4mm，進給量f=。）這些力的合力F稱為切削合力，也稱總切削力。主軸選用45號優(yōu)質(zhì)中碳鋼，與球軸承連接的部分需調(diào)質(zhì)淬火處理。由于各種鋼材的E值相差無幾（E＝2．11011N／m2），故影響不大。 主軸擋板的設計結(jié)構如圖 ，材料為45鋼，軸承選用角接觸球軸承，深溝球軸承。本次設計的主軸為空軸，主軸的前端型式取決于機床類型，后端結(jié)構取決于安裝刀具的型式。 主軸的構造 主軸的構造和形狀主要決定于主軸上所安裝的刀具，夾具，傳動件，軸承等零件的類型，數(shù)量，位置和安裝定位方法等?？缇噙^小，主軸的彎曲變形固然較小，但因支承變形引起主軸前端的位移量增大；反之，支承跨距過大，支承變形引起主軸前端的位移量減小了，但主軸的彎曲變形增大，也會引起主軸前端較大的位移。 主軸前端懸伸量的確定 主軸的前端懸伸量主要取決于主軸端部的結(jié)構，前支承軸承的配置和密封裝置的形式和尺寸，由結(jié)構設計確定。 主軸的主要結(jié)構參數(shù) 主軸的主要結(jié)構參數(shù)有主軸前端懸伸量和主軸主支承間的跨距。以自然冷卻方式，從箱體外壁散發(fā)到周圍空氣中去的熱流量Φ2（單位為W）[3]為， 式中：——箱體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，可取=（~） W/ (m2 所以，必須根據(jù)單位時間內(nèi)的發(fā)熱量Φ1等于同時間內(nèi)的散熱量Φ2的條件進行熱平衡計算，以保證油溫穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)[3]。 主軸傳動的熱平衡計算主軸傳動由于效率低，所以工作時發(fā)熱量大。其基本的冷卻路線是：首先從主軸冷卻油溫控制器流出冷卻油，經(jīng)過在靠近后端蓋1的冷卻環(huán)套上入水口，使冷卻油進入后端軸承2的外圍，1. 后端蓋 2. 后端軸承 3. 轉(zhuǎn)子 4. 定子 5. 電機冷卻套 　電主軸冷卻設計并對后端軸承2進行冷卻。（3）隨著主軸轉(zhuǎn)速的升高，主軸軸承的摩擦所產(chǎn)生的發(fā)熱量也隨之增大[5]。具體的熱源主要可分為三部分：（1）主軸電動機內(nèi)置于機床主軸的結(jié)構中，電機高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的發(fā)熱，是其結(jié)構內(nèi)部的主要的熱源。因此通過對高速電主軸的冷卻系統(tǒng)的設計改良，來控制電主軸的溫升，減小電主軸的熱膨脹，對于保證電主軸性能和提高其使用壽命，是至關重要的。機床工作時，在內(nèi)、外熱源的作用下，主軸系統(tǒng)的各個部分會產(chǎn)生不同程度的溫升。混合軸承的工作游隙及工作游隙的變化幅度小，導致高速高溫時，滾動體與溝道接觸的最大接觸應力及接觸負荷的變化幅度均較小，確保了軸承運行平穩(wěn)和發(fā)熱量的減少。與鋼質(zhì)球軸承相比，相同負荷下陶瓷球在接觸應力作用區(qū)域材料塑性變形小，使軸承的剛度提高，從而提高主軸系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速。在高速運轉(zhuǎn)時，可大幅減小滾動體的離心力，從而減小球與套圈滾道間的接觸應力，延長軸承的使用壽命。陶瓷球混合軸承與傳統(tǒng)的鋼質(zhì)球軸承相比，具有密度小、彈性模量大、熱膨脹系數(shù)小、耐高溫等優(yōu)良物理性能和機械性能。　角接觸球軸承目前，滾動軸承電主軸的支承形式主要采用鋼質(zhì)球軸承和陶瓷球混合軸承。適用于高轉(zhuǎn)速甚至極高轉(zhuǎn)速的運行，而且非常耐用，無需經(jīng)常維護。高精度和高速軸承通常取15 度接觸角。成對安裝角接觸球軸承（GB/T2921994）可同時承受徑向載荷和軸向載荷。最后軸承在承受徑向載荷的同時，還有不大的軸向載荷，所以選用深溝球軸承和角接觸軸承。我采用的是角接觸軸承，所以可利用調(diào)整墊片或螺紋件來調(diào)整軸承的游隙，以保證軸承的正常運轉(zhuǎn)。本設計采用兩端固定支承。由此可見，電主軸的危險點在電機轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)，根據(jù)第三強度理論：　　 　　　　　 σr3=σθemaxσremax= (N/mm2)電機轉(zhuǎn)子襯套材料的許用應力［σ］為287　N／mm，σr3＜［σ］，使用安全。高速電主軸的最小過盈量Δmin為： 　電主軸的結(jié)構　Δmin＝Δdmin＋Δsmin＝　（mm） （311）據(jù)此，在GD－Ⅱ型電主軸設計中，主軸與電機轉(zhuǎn)子的配合采用Φ66H6／s6的過盈配合，(＞　mm)，能滿足電主軸的高速傳動要求。Ce=== （37）Ci===　 （38）電機轉(zhuǎn)子和主軸均為鋼質(zhì)材料，材料的彈性模量E＝1011N／m2，泊凇比υ＝， 主軸配合面間的摩擦系數(shù)μ＝，電機轉(zhuǎn)子襯套材料的許用應力［σ］為287N／mm2，主軸材料的許用應力［σ］為567 N／mm2。電機的最高轉(zhuǎn)速為8000r／min， rad／s。此次設計的電主軸電機轉(zhuǎn)子的基本尺寸為：轉(zhuǎn)子的外徑2b＝，轉(zhuǎn)子內(nèi)孔直徑2a＝，轉(zhuǎn)子的軸向長度為346mm，轉(zhuǎn)子配合面的有效接觸長度B＝300mm。它能帶動主軸旋轉(zhuǎn)。迭壓成型的定子內(nèi)腔帶有沖制嵌線槽。旋轉(zhuǎn)編碼器非常適合測速度，可無限累加測量。本人在電主軸設計的內(nèi)置編碼器是屬于旋轉(zhuǎn)編碼器的。 內(nèi)置編碼器的選擇為了提高機械裝置的加工精度，必須提高檢測元件和檢測系統(tǒng)的精度。12672177?！?14177。(1) 求設計功率PdPd=K0Pm==20 kw式中K0載荷修正系數(shù)（）　載荷修正系數(shù)K（部分）工 作 機原 動 機運 轉(zhuǎn) 時 間（小時/日）3~58~1016~24帶式輸送機，烘干機，杠車床，帶鋸，篩選機液體攪拌機，鉆床，車床，龍門刨床，造紙機牛頭刨床，磨床，銑床，鉆鏜床，紡織機械(2) 確定帶的型號和節(jié)距由于電主軸是內(nèi)裝式電機，電機轉(zhuǎn)速就是主軸轉(zhuǎn)速，所及小齒輪轉(zhuǎn)速n1=n2i0=3100r/min，對應節(jié)距Pb=()　通過功率找同步帶型號(3) 選擇小帶輪齒數(shù)由小帶輪轉(zhuǎn)速n1=3100r/min和H型帶，=20，則Z2=iZ1，其中i=n1／n2=Z2=62, 取標準帶輪齒數(shù)Z2=60(4) 確定帶輪節(jié)圓直徑：d1=PbZ1／π=d2= PbZ2／π=(5) 確定同步帶的節(jié)線長度LpLp=2acosφ+π(d2+d1) ／2+πφ(d2d1) ／180 （32）式中：φ==?(以a=500mm代入)則Lp= 選擇最接近計算值的標準節(jié)線長() Lp=(6) 計算同步帶齒數(shù)ZbZb=Lp／Pb=(7) 傳動中心距a的計算a=Pb(Z2Z1) ／2πcosθ （33）式中：inVθ=π= inVθ=tgθθ用逐步逼近法計算，θ=1．3518(弧度)代入上式:a=Pb(Z2Z1) ／2πcosθ=　七種同步帶型號的主要參數(shù)帶型號節(jié)距Pd(mm)基準寬度bэ??(mm)拉力T??（N）質(zhì)量（Kg/m）帶寬bэ（mm）MXL20 XXL31 XL L H XH XXH 　帶輪最少許用齒數(shù)小帶輪轉(zhuǎn)速（r/min）帶 型 號MXLXLLHXHXXH900以下101012142222900~1200以下1210121624241200~1800以下1412141826261800~3600以下1612162030——3600~4800以下18151822————(8) 確定同步帶設計功率為Pd時所需帶寬(a). 計算所選型號同步帶的基準額定功率PoPo=(Tamv2)v／1000 　(kw) （34）式中：Ta——許用工作拉力，= Nm——單位長度質(zhì)量，=V——線速度 (m/s) V== (m/s) （35）　標準同步帶的節(jié)線長度(部分)節(jié)線長度節(jié)線長度上的齒數(shù)基本尺寸（m）極限偏差（mm）MXLXXLXLLHXHXXH177。 同步帶傳動設計目的是確定帶的型號節(jié)距帶長(節(jié)線長度)中心距、帶寬及主、從動帶輪齒數(shù)，直徑等參數(shù)。由于它是一種嚙合傳動，因而帶和帶輪之間沒有相對滑動，從而使主從輪間的傳動達到同步。在主軸的后面裝有松刀油缸、旋轉(zhuǎn)接頭；前端的內(nèi)錐孔和端面用于安裝刀具、刀具夾爪；中間有刀具拉桿、刀具夾緊彈簧。轉(zhuǎn)子定子通過冷卻套安裝于主軸單元的殼體中。第3章 車床電主軸結(jié)構設計 電主軸結(jié)構圖1—主軸箱體　2—主軸前軸承　3—主軸　4—冷卻液進口　5—主軸前軸承座　6—前軸承冷卻套　7—定子 8—轉(zhuǎn)子　9—定子冷卻套　10—冷卻液出口　11—主軸后軸承　車削中心電主軸結(jié)構示意圖