【正文】 ed 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 highspeed cutting technology, its performance largely determines the machining accuracy and efficiency of the whole machine . In this paper, the rated speed 20000r/min, power 4kw, corresponding to thedesign requirements for structural design , design elements include :(1)Spindle spindle size of the design,according to the rated speed 20000r/min, power 4kw and basic knowledge of mechanical design . Determine the minimum axial dimension , while identifying the longest extended end according to the corresponding period. And thus determine the overall size of the spindle.(2)Selection and design of the cooling system of the bearing , the selection of hybrid ceramic bearing ball bearing , which has the characteristics of highspeed, high stiffness , high power, long life . Cooling system uses an external water cooling.(3)Spindle housing size design, according to the above design is pleted the appropriate design of the housing and make housing designed to meet the corresponding requirements . Especially the dimensional accuracy requirements are relatively high, the dimensional accuracy of the housing directly affects the integrated precision spindle .KEY WORDS: Electric Spindle,Bearing spindle,Cooling system ,Housing select 目 錄摘 要 IABSTRACT III1 緒論 1 論文的研究背景及意義 1 論文研究的背景 1 論文研究的意義 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 2 國(guó)外研究現(xiàn)狀 3 國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床電主軸的未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì) 3 3 4 本論文研究的目的和內(nèi)容 52 電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式、控制方式 7 7 電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 7 設(shè)計(jì)要求。特別是尺寸精度的要求比較高，殼體的尺寸精度直接影響主軸的綜合精度。冷卻系統(tǒng)采用外置水冷。并以此確定主軸的整體尺寸。本文以額定轉(zhuǎn)速20000r/min，功率4kw，為設(shè)計(jì)要求進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：（1） 電主軸的主軸尺寸設(shè)計(jì)，根據(jù)額定轉(zhuǎn)速20000r/min，功率4kw和基本的機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)。高速加工技術(shù)的迅猛發(fā)展和高速數(shù)控機(jī)床需求量的快速增長(zhǎng)，而超高速電主軸是實(shí)現(xiàn)高速數(shù)控加工技術(shù)的重要部件，因此對(duì)高速電主軸技術(shù)提出了新的要求和挑戰(zhàn)。目錄 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文題 目 數(shù)控機(jī)床電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 機(jī)械002班 學(xué) 號(hào) 10040103 學(xué)生姓名 冀璐 指導(dǎo)老師 王恪典 2014年6月目錄VV摘 要數(shù)控加工技術(shù)將高柔性，高精度，高速加工技術(shù)融為一體，可以解決機(jī)械產(chǎn)品制造中的諸多難題，如獲得特殊的加工精度和表面質(zhì)量。因此，高速數(shù)控機(jī)床是裝備制造業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展方向之一，是裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)水平的高低和擁有量的多少也是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的標(biāo)志。作為高速數(shù)控機(jī)床的核心部件，電主軸是高速主軸中的一種理想結(jié)構(gòu)，電主軸是一種智能型功能部件，不但轉(zhuǎn)速高，功率大，還具有控制主軸溫升與振動(dòng)等機(jī)床運(yùn)行參數(shù)的功能，因此是承載高速切削技術(shù)的主體之一，其性能的好壞在很大程度上決定了整臺(tái)機(jī)床的加工精度和生產(chǎn)效率。確定最小軸向尺寸，同時(shí)根據(jù)相應(yīng)的計(jì)算確定最長(zhǎng)外伸端。（2） 軸承的選擇與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，軸承的選用混合陶瓷球軸承，其具有高速，高剛度，大功率，長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。（3） 電主軸殼體尺寸的設(shè)計(jì)，根據(jù)上面的設(shè)計(jì)完成殼體的相應(yīng)設(shè)計(jì)，并使其滿足殼體設(shè)計(jì)的相應(yīng)要求。關(guān)鍵詞：電主軸,主軸,軸承,冷卻系統(tǒng),殼體IABSTRACTThe highly flexible CNC machining technology,highprecision,highspeed machining technology integration can solve mechanical products in the manufacture of many problems,such as access to special machining accuracy and surface quality. Thus , highspeed CNC machine tools is one of the technology infrastructure and the development direction of the equipment manufacturing industry,equipment manufacturing industry is a strategic industry,the technology and the level of ownership is also a measure of how much the level of a country39。 7 引言： 7 電機(jī)的控制形式： 7 普通變頻驅(qū)動(dòng)和控制 8 矢量控制驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)和控制 8 電主軸控制形式和驅(qū)動(dòng)形式的選擇 103 主要零部件的設(shè)計(jì) 11 軸承的選擇 11 引言 11 主軸最小截面的估算： 11 軸承選擇： 11 軸承參數(shù)的確定： 11 軸承的潤(rùn)滑方式： 12 軸承的排列方式： 12 軸承預(yù)載荷的確定： 13 電主軸主軸的設(shè)計(jì) 13 引言 13 主軸的外伸端及跨距的計(jì)算： 13 主軸的徑向尺寸： 15 主軸的校核： 16 轉(zhuǎn)子和定子的設(shè)計(jì) 17 引言 17 動(dòng)態(tài)過(guò)盈和靜態(tài)過(guò)盈計(jì)算 17 轉(zhuǎn)子與定子配合的選擇 19 定子與轉(zhuǎn)子配合公差的校核 19 軸承壽命的估算 19 引言 19 軸承壽命的分析： 19 軸承壽命計(jì)算公式 19 角接觸球軸承滾珠的偏心率的計(jì)算 20 陶瓷球的離心力的計(jì)算： 21 的計(jì)算： 21 R的計(jì)算如下所示： 22 軸承的計(jì)算 234 輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 引言： 25 電主軸發(fā)熱分析： 25 機(jī)械損失: 25 電損耗： 25 磁損耗： 26 陶瓷球軸承的發(fā)熱計(jì)算： 27 冷卻液流量的及冷卻油管直徑的確定 28 引言 28 冷卻液流量的確定： 28 管道的尺寸確定 29 潤(rùn)滑系統(tǒng)的選擇： 29 電主軸軸殼的尺寸 29 引言： 30 軸殼的尺寸 305 結(jié)論與展望 31致謝 33參考文獻(xiàn) 35VXXV1 緒論 論文的研究背景及意義 論文研究的背景 隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日趨精密復(fù)雜，且要求頻繁改型，特別是在宇航，造船，軍事等領(lǐng)域所需的機(jī)械零件，精度要求高，形狀復(fù)雜，批量小。 特別是高速數(shù)控機(jī)床在我國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的進(jìn)程中也占有重要的地位。同時(shí)，高速加工技術(shù)在提升零件表面質(zhì)量、精度和減少工件熱變形方面有較大優(yōu)勢(shì)，也是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)之一。電主軸單元已在機(jī)械、電子、航空航天、國(guó)防、冶金、食品、化工、醫(yī)藥、和光學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)表現(xiàn)出旺盛的生命力。使得高速數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)環(huán)節(jié)的機(jī)械結(jié)構(gòu)得到極大的簡(jiǎn)化，數(shù)控機(jī)床的整體