电主轴的机械设计说明书.doc

1目录引言.1第一章电主轴概述.21.1电主轴工作原理.21.2电主轴的主要参数.31.3电主轴装配注意问题.4第二章电主轴轴的设计.72.1电主轴轴的设计.72.2电主轴轴端的设计.142.3电主轴过盈联结装置的设计.15第三章电主轴轴承技术.163.1电主轴轴承的选择.163.2电主轴轴承的校核计算.183.3电主轴轴承的组合设计.20第四章电主轴关键技术.224.1电主轴润滑技术.224.2热源分析及冷却.224.3电主轴轴的动平衡.234.4电主轴的运动控制.24设计小结.25致谢.26参考文献.27电主轴的机械设计2摘要本文主要介绍了电主轴的工作原理、轴的设计、轴承技术以及关键技术等。电主轴就是直接将空心的电动机转子装在主轴上，定子通过冷却套固定在主轴箱体孔内，形成一个完整的主轴单元，通电后转子直接带动主轴运转。它主要应用在复合加工机床、多轴联动、多面体加工机床和并联机床中。本设计通过利用网络工具、图书馆的书籍和各类期刊、杂志查阅了电主轴的相关知识，确定本设计符合要求，满足需要。设计方法有：查阅资料产生电主轴机械设计的基本思路，确定合理的电主轴结构；重点对电主轴的轴进行了设计，对轴承进行了分析选配，确定了电主轴轴承的选配原则；且充分利用相关知识按要求对本课题进行具体设计。本设计采用的方法是理论设计与经验设计相结合的方案，所运用的资料来源广泛，内容充足。实现本方案的可行性高。实践表明，所设计的MS24015铣床主轴满足使用要求。关键词电主轴定子转子关键技术动平衡Themechanicdesignsofelectricspindles3AbstractThedesignsandworkingprincipleofelectricspindles、bearingtechnicalaswellascrucialtechnologyandsoonwasintroducedinthispaper.Electricalspindlesisbeingmadebyadirectmotorrotorofbehollowpackinmainshaftonandstatorknowssuper-coolingbutcoverfixes,whichformacompleteunitofmainshaftinthecasingholeofmainshaft,andthentheelectricityrotordirectlydrivetheoperationofmainshaft.Itsmainapplicationisbeingcompoundprocessmachinetoolandmuchaxletounitetomove,polyhedronprocessingmachinetoolandthemachinetoolofparallelconnectionin.Thisdesigncuttherelatedknowledgeofcentralfuselageaccordingwithrequirementthroughusingnetworktoolandmagazines,eachkindofperiodicalandthebooksinthelibraryandthendeterminingthedesign,whichsatisfiestheneeds.Thedesignmethodisasfollows:First,lookupinformationtoproducethebasicthoughtoftheelectricalmechanicaldesignofmainshaft,determinethereasonableelectricalstructureofmainshaft.Then,thekeyaxleforelectricalmainshaftisdesigned,andanalyzeandchoosethematchforbearing,theelectricalbearingofmainshaftchoosetomatchprinciplehavedetermined；Userelatedknowledgefinallyfullypressrequirementforthisprogramcarryoutspecificdesign.Themethodofdesigningadoptedtheschemetheoreticaldesignandexperiencedesign,andthedatasourcesutilizedwasadequatecontentextensively.Feasibilityofrealizetheschemeishigh.PracticeshowsthattheMS24015mainshaftofmillingmachinedesignsatisfiestherequest.Keywords:ElectricalmainshaftStatorRotorCrucialtechnologyDynamicbalancing引言2005年，我国机床产值达到了51亿美元，跃居世界第三，其中数控机床产量达59600台。在长足发展的背后，与发达国家机床产业相比，差距依然明显，4尤其是以电主轴为代表的关键功能部件，无论是从产品品种、技术水平、可靠性和产业化程度等方面均与国外有明显差距，不得不60%依靠进口，成为我国数控机床发展的软肋。电主轴实际上是诸多学科、众多高新技术应用的综合体，它涉及机械、电子、自动控制等。由于在高速轴承技术、精密加工技术、电机技术、驱动控制技术上与国外先进水平有差距，才影响了国产电主轴的市场竞争力。由于高速加工不但可以大幅度提高加工效率，而且还可以显著提高工件的加工质量，所以其应用领域非常广泛，特别是在航空航天、汽车和模具等制造业中。于是，具有高速加工能力的数控机床已成为市场新宠。目前，国内外各著名机床制造商在高速数控机床中广泛采用电主轴结构，特别是在复合加工机床、多轴联动、多面体加工机床和并联机床中。电主轴是高速数控加工机床的“心脏部件”，其性能指标直接决定机床的水平，它是机床实现高速加工的前提和基本条件。本毕业设计主要介绍了电主轴的工作原理、轴的设计、轴承技术以及关键技术等。电主轴就是直接将空心的电动机转子装在主轴上，定子通过冷却套固定在主轴箱体孔内，形成一个完整的主轴单元，通电后转子直接带动主轴运转。它主要应用在复合加工机床、多轴联动、多面体加工机床和并联机床中。第一章电主轴概述1.1电主轴工作原理高速电主轴电机的绕组相位互差120°，通以三相交流电后，三相绕组各自形成一个正弦交变磁场，这三个对称的交变磁场互相迭加，合成一个强度不变，