电主轴设计任务书
100MD60Y4磨削用电主轴设计
摘要高速加工能显著提高生产率和降低生产成本，是一种很有前途的先进制造技术。
实现高速加工的前提是高质量的高速机床，高速电主轴是数控技术的关键部件和加工中心。
电主轴系统，静态和动态刚度是影响其性能的主要问题。
本文介绍了电主轴的工作原理及关键技术。
然后，确定了合理的电主轴总体结构，分别对电主轴的电机、编码器、转子、定子和冷却系统等各零部件作了设计，产生了装配图、零件图与设计说明书等设计文档。
最后，对电主轴的旋转轴和轴承进行了详细的分析和校核，计算表明，该电主轴设计符合要求。
关键词：加工中心；电主轴；主轴；轴承AbstractHigh-speed machining can significantly improve productivity and reduce production costs, is a very promising advanced manufacturing technology. The first condition to achieve high-speed processing of high quality high-speed machine tools, and high-speed electric spindle speed CNC machining center technology and key components. Electric spindle system static and dynamic stiffness is one of the main challenges affecting performance. This article describes the working principle of the spindle and key technologies. Then, determine a reasonable overall structure of the spindle, respectively, spindle motor, encoder, rotor, stator and cooling systems and other components were designed, produced assembly drawings, part drawings and design specifications and other design documents. Finally, the rotation of the spindle shaft and bearings for a detailed analysis and verification, calculations show that the design meets the requirements of the spindle.Key Words:Machining center；electrical spindle；spindle；bearingII目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1选题的目的和意义 (1)1.2国内外的研究现状和发展趋势 (2)1.2.1国内外电主轴技术的研究现状与发展趋势 (2)1.2.2数控车床电主轴的国内外的发展趋势 (3)1.3本课题主要研究内容 (4)第2章加工中心电主轴的介绍 (5)2.1电主轴的工作原理 .................................................................... 错误！未定义书签。
数控机床电主轴结构设计设计
本科毕业设计论文题目数控机床电主轴结构设计系别机械工程系专业机械设计制造及其自动化班级机械002班学号 10040103 学生姓名冀璐指导老师王恪典2014年6月摘要数控加工技术将高柔性，高精度，高速加工技术融为一体，可以解决机械产品制造中的诸多难题，如获得特殊的加工精度和表面质量。
因此，高速数控机床是装备制造业的技术基础和发展方向之一，是装备制造业的战略性产业，其技术水平的高低和拥有量的多少也是衡量一个国家制造业水平高低的标志。
高速加工技术的迅猛发展和高速数控机床需求量的快速增长，而超高速电主轴是实现高速数控加工技术的重要部件，因此对高速电主轴技术提出了新的要求和挑战。
作为高速数控机床的核心部件，电主轴是高速主轴中的一种理想结构，电主轴是一种智能型功能部件，不但转速高，功率大，还具有控制主轴温升与振动等机床运行参数的功能，因此是承载高速切削技术的主体之一，其性能的好坏在很大程度上决定了整台机床的加工精度和生产效率。
本文以额定转速20000r/min，功率4kw，为设计要求进行相应的结构设计，设计内容包括：（1）电主轴的主轴尺寸设计，根据额定转速20000r/min，功率4kw和基本的机械设计知识。
确定最小轴向尺寸，同时根据相应的计算确定最长外伸端。
并以此确定主轴的整体尺寸。
（2）轴承的选择与冷却系统的设计，轴承的选用混合陶瓷球轴承，其具有高速，高刚度，大功率，长寿命的特点。
冷却系统采用外置水冷。
（3）电主轴壳体尺寸的设计，根据上面的设计完成壳体的相应设计，并使其满足壳体设计的相应要求。
特别是尺寸精度的要求比较高，壳体的尺寸精度直接影响主轴的综合精度。
关键词：电主轴,主轴,轴承,冷却系统,壳体ABSTRACTThe highly flexible CNC machining technology,high-precision,high-speed machining technology integration can solve mechanical products in the manufacture of many problems,such as access to special machining accuracy and surface quality. Thus , high-speed 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 country's manufacturing signs. The rapid development of fast-growing and high -speed machining technology CNC machine tools demand,while the ultra high-speed spindle is an important component to achieve high-speed CNC machining technology,so the high-speed spindle technology raised new demands and challenges. As a core component of the high-speed CNC machine tools,spindle structure is an ideal high-speed 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 high-speed 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 high-speed, high stiffness , high power, long life . Cooling system uses an external water cooling.(3)Spindle housing size design, according to the above design is completed 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目录摘要............................................................... ABSTRACT.. (II)1 绪论 01.1 论文的研究背景及意义 01.1.1 论文研究的背景 01.1.2 论文研究的意义 01.2 国内外研究现状 (1)1.2.1 国内研究现状 (1)1.2.2 国外研究现状 (2)1.3 国内外数控机床电主轴的未来的发展趋势 (2)1.3.1电机的研发 (2)1.3.2轴承的研发 (3)1.4 本论文研究的目的和内容 (4)2 电机驱动形式、控制方式 (5)2.1电主轴的结构图 (6)2.2 电主轴结构设计要求 (6)2.2.1 设计要求; (6)2.3 引言： (6)2.4 电机的控制形式： (6)2.4.1 普通变频驱动和控制 (6)2.4.2 矢量控制驱动器的驱动和控制 (7)2.5 电主轴控制形式和驱动形式的选择 (9)3 主要零部件的设计 (10)3.1 轴承的选择 (10)3.1.1 引言 (10)3.1.2 主轴最小截面的估算： (10)3.1.3 轴承选择： (10)3.1.4 轴承参数的确定： (10)3.1.5 轴承的润滑方式： (11)3.1.6 轴承的排列方式： (11)3.1.7 轴承预载荷的确定： (12)3.2 电主轴主轴的设计 (12)3.2.1 引言 (12)3.2.2 主轴的外伸端及跨距的计算： (12)3.2.3 主轴的径向尺寸： (14)3.2.4 主轴的校核： (15)3.3 转子和定子的设计 (16)3.3.1 引言 (16)3.3.2 动态过盈和静态过盈计算 (16)3.3.3 转子与定子配合的选择 (18)3.3.4 定子与转子配合公差的校核 (18)3.4 轴承寿命的估算 (18)3.4.1 引言 (18)3.4.2 轴承寿命的分析： (18)3.4.3 轴承寿命计算公式 (18)3.4.4 角接触球轴承滚珠的偏心率的计算 (19)3.4.6 陶瓷球的离心力的计算： (20)L的计算： (20)3.4.7103.4.8 R的计算如下所示： (21)L的计算 (22)3.4.9 轴承4 辅助系统的设计 (24)4.1 冷却系统的设计 (24)4.1.1 引言： (24)4.1.2 电主轴发热分析： (24)4.1.3 机械损失: (24)4.1.4 电损耗： (25)4.1.5 磁损耗： (26)4.1.6 陶瓷球轴承的发热计算： (26)4.2 冷却液流量的及冷却油管直径的确定 (27)4.2.1 引言 (27)4.2.2 冷却液流量的确定： (27)4.2.3 管道的尺寸确定 (28)4.3 润滑系统的选择： (28)4.4 电主轴轴壳的尺寸 (29)4.4.1 引言： (29)4.4.2 轴壳的尺寸 (29)5 结论与展望 (30)致谢 (32)参考文献 (34)1 绪论1.1 论文的研究背景及意义1.1.1 论文研究的背景随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品日趋精密复杂，且要求频繁改型，特别是在宇航，造船，军事等领域所需的机械零件，精度要求高，形状复杂，批量小。
电主轴的基础方案设计书研究(2)
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电主轴（如图）
二、课题的研究方法：
1.课题的研究方法与技术路线
(1)总体设计方案
电主轴所融合的技术：1.高速轴承技术2.高速电机技术3.润滑4.冷却装置5.内置脉冲编码器
6.自动换刀装置7.高频变频装置。
(2)轴承整系统化设计
电主轴的关键技术是轴承的使用和设计,然后对轴承的润滑和冷却系统做出技术整合和设计。
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。
主轴箱设计任务书
毕业 姓名 生 学号
太原理工大学阳泉学院
课程设计任务书
专业
指导 姓名
班级
教师 职称
类别 外聘、 本校
（注：本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。请预览后才下载，期待你的好评与 关注！）
2、设计图纸：
1、总图
1 张 （A0）
2、主轴箱总装图
1 张 (A0)
3、主轴箱零件图
1 张 (A0)
4、主轴零件图
1 张 (A1)
5、说明书 （不少于 30 页）
五、设计进度安排
序 号
时间
1
月 日~ 月 日
2
月 日~ 月 日
3
月 日~ 月 日
4
月 日~ 月 日
5
月 日~ 月 日
周次
设计任务完成的内容及质量要求
2、参考资料：
曾志新.机械制造技术基础.武汉：武汉理工大学出版社.2006 年 2 月 毛平淮.互换性及测量技术基础.北京：机械工业出版社.2007年3月 郑修本.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社.2004 年 2 月 李树军.机械原理.北京：科学出版社.2009 年 8 月 安琦.机械设计.北京：科学出版社.2006 年 6 月
张龙勋.机械制造工艺学课程设计指导书及习题.北京：机工社.2008 年 05 月七、签字
栏
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字
栏
毕业 姓名
专业
班级
生 要求设计工作起止日期
年 月 日~~~ 年 月 日
数控铣床电主轴系统设计说明书
目录引言 (1)1.数控铣床简介 (3)1.1.数控铣床组成 (3)1.2.数控铣床的工作原理 (4)1.3数控铣床加工的特点 (4)1.4数控铣床加工的主要对象 (4)2.电主轴概述 (5)2.1电主轴的基本概念 (5)2.2电主轴单元关键技术 (6)2.2.1高速精密轴承技术 (6)2.2.2高速精密电主轴的动态性能和热态性能设计 (7)2.2.3高速电动机设计及驱动技术 (8)2.2.4高速电主轴的精密加工和精密装配技术 (8)2.2.5高速精密电主轴的润滑技术 (9)2.2.6高速精密电主轴的冷却技术 (9)2.3高速电主轴发展及现状 (9)2.3.1高速电主轴技术的发展及现状 (9)2.3.2主轴单元结构形式研究的发展 (11)2.4电主轴对高速加工技术及现代数控机床发展的意义 (12)2.5内装式电主轴系统的研究 (13)3.电主轴工作原理及结构 (16)3.1电主轴的基本结构 (16)3.1.1轴壳 (16)3.1.2转轴 (16)3.1.3轴承 (17)3.1.4定子及转子 (17)3.2电主轴的工作原理 (17)3.3电主轴的基本参数 (19)3.3.1电主轴的型号 (19)3.3.2转速 (19)3.3.3输出功率 (19)3.3.4 输出转矩 (19)3.3.5电主轴转矩和转速、功率的关系 (20)3.3.6 恒转速调速 (20)3.3.7 恒功率调速 (20)3.3.8 轴承中径 (20)3.4自动换刀装置 (21)4. 电主轴结构设计 (22)4.1主轴的设计 (22)4.1.1.铣削力的计算 (22)4.1.2 主轴当量直径的计算 (23)4.2高速电主轴单元结构参数静态估算 (23)4.2.1 高速电主轴单元结构静态估算的内容及目的 (23)4.2.2轴承的选择和基本参数 (23)4.3轴承的预紧 (24)4.4主轴轴承静刚度的计算 (24)4.4.1 主轴单元主要结构参数确定及刚度验算 (26)4.4.2主轴单元主要结构参数确定 (27)4.4.3主轴强度的校核 (32)4.4.4主轴刚度的校核 (34)4.4.5主轴的精密制造 (35)4.5主轴电机 (36)4.5.1电机选型 (36)4.6主轴轴承 (37)4.6.1轴承简介 (37)4.6.2陶瓷球轴承 (38)4.6.3陶瓷球轴承的典型结构 (40)4.7主轴轴承精度对主轴前端精度影响 (40)4.8拉刀机构设计 (41)4.8.1刀具接口 (41)4.8.2拉刀杆尺寸设计 (42)4.8.3夹具体结构尺寸设计 (43)4.8.4 松、拉刀位移的确定 (45)4.8.5碟型弹簧的设计及计算 (46)4.9HSK工具系统结构特点分析 (48)4.10HSK工具系统的静态刚度 (52)4.10.1 HSK工具系统的变形转角及极限弯矩 (52)5.电主轴的润滑及冷却 (55)5.1润滑介绍 (55)5.1.1润滑的作用和目的 (55)5.1.2 电主轴润滑的主要类型 (55)5.1.3 油气润滑的原理和优点 (57)5.2电主轴的冷却 (58)5.2.1电主轴的热源分析 (58)5.2.2电主轴的冷却方法 (59)5.3电主轴的防尘和密封 (60)6.电主轴的驱动和控制 (61)6.1恒转矩变频驱动和参数设置 (61)6.2恒功率变频驱动和参数设置 (62)6.3矢量控制驱动器的驱动和控制 (64)6.4普通变频器原理 (65)6.5本设计采用的变频器原理 (67)6.6主轴准停 (69)6.6.1主轴的准停功能 (69)6.6.2主轴准停的工作原理 (69)6.6.3主轴准停控制方法 (70)7．主轴动平衡 (72)7.1动平衡介绍 (72)7.2动平衡设计 (73)总结 (75)致谢 (76)参考文献 (77)引言高速机床是实现高速切削加工的前提和条件。
电主轴毕业设计说明书
毕业设计说明书题目：数控车床电主轴的设计研究学号：200822010619姓名：闫兴隆班级：082217H专业：机械设计制造及其自动化指导教师：学院：答辩日期：摘要本文阐述了车床电主轴的发展历史、现状以及趋势，并介绍了电主轴的工作原理及关键技术。
然后，确定了合理的电主轴总体结构，分别对电主轴的电机、编码器、转子、定子和冷却系统等各零部件作了设计，产生了装配图、零件图与设计说明书等设计文档。
最后，对电主轴的旋转轴和轴承进行了详细的分析和校核，计算表明，该电主轴设计符合要求。
关键词：车床；电主轴；主轴；轴承AbstractThis paper describes the history, status and trends of lathe electrical spindle development, and also introduce the working principle and key technology of electrical spindle. Then, the reasonable structure of the electrical spindle is determined. The structure of main components is designed, such as axis, encoders, rotor, stator and cooling systems. The assembly drawings, part drawings and design specifications and other design documents is generated. Finally, the detailed analysis and verification of the axis and bearing are made. The calculation result shows that the design of electrical spindle meets the requirements.Key words:lathe；electrical spindle；spindle；bearing目录第1章绪论............................................................................................... . (1)1.1选题的目的和意义............................................................................................... (1)1.2数控车床电主轴的国内外的研究现状和发展趋势 (1)1.3本课题主要研究内容............................................................................................ .. (4)第2章数控车床电主轴的介绍............................................................................................... (5)2.1车床电主轴的工作原理............................................................................................ (5)2.2数控车床电主轴的特征............................................................................................ (5)第3章车床电主轴结构设计............................................................................................ (7)3.1电主轴结构图............................................................................................ (7)3.2同步带的选择............................................................................................ (7)3.3内置编码器的选择............................................................................................ (11)3.4转子和定子的设计............................................................................................ (12)3.5轴承的选择............................................................................................ . (14)3.6冷却系统的设计............................................................................................ .. (16)3.7主轴的主要结构参数............................................................................................ .. (18)第4章轴的校核............................................................................................ .. (25)4.1轴的强度校核计算............................................................................................ (25)4.2轴的刚度校核计算............................................................................................ (28)4.3轴的CAE分析............................................................................................ . (29)第5章轴承的校核............................................................................................ (31)5.1角接触球轴承的校核............................................................................................ .. (31)5.2深沟球轴承的校核............................................................................................ (33)5.3轴承的CA E分析............................................................................................ .. (34)总结............................................................................................ .................................. .. (36)参考文献............................................................................................ . (37)致谢............................................................................................ . (39)附录1 电主轴的装配图............................................................................................ .. (40)附录2 电主轴的主轴零件图............................................................................................ .. (41)附录3 电主轴的同步带轮零件图 (42)附录4 电主轴的压盖零件图............................................................................................ .. (43)附录5 电主轴的刀套零件图............................................................................................ .. (44)第1章绪论1.1选题的目的和意义我国数控机床的发展历程充分证明，数控机床电主轴发展的滞后，始终是制约我国数控机床发展的瓶颈问题之一。
(项目管理)工程施工电主轴设计方案
SPP1240-06加工中心手动换刀主轴【详细说明】我公司生产的铣削用电主轴包括SPX、SPS、SPC三大系列，与数控铣、雕铣机及并联机床相配套，进行高速铣削和雕刻加工，适用于常规无零件、工具模、木工件加工。
其中SPS系列带有自动拉刀机构。
加工中心电主轴装有码盘，能对转速进行精确控制和实现准停，且具有自动更换刀具功能。
Model 型号RPM转速DrivenPower/KWDimensions/mm外形尺寸JOINTOFNOSE轴端连接BEARINGTYPE轴承型号D D1 D2 D3 L L1 L2 N-d1 d2*L3SPP8030-06-10F 6,000 4 80 65 85 97 100 60 86 6-φ7φ11*7BT30 2*7008C1*6007C SPP8530-08-22F 8,000 4 85 69.832 95 110 212 76 120 12-φ7φ11*7BT30 2*7008C2*7007C SPP1030-10-17F 10,000 4.5 100 69.832 110 127 183 135 65 8-φ9φ14*8BT30 2*7209C2*7007C SPP1230-06-10F 6,000 4.5 120 58 120 140 171 75 134 8-φ9φ14*10BT30 2*7211C2*7209C SPP1240-06 6,000 5.5 120 80 120 146 194 122 64 6-φ9φ14*9BT40 3*7011C1*6010 SP1240-08-18F 8,000 5.5 120 88.882 130 146 175 128 122 6-φ9φ14*9BT40 2*7012C2*7011C SPP1540-20 2,000 7.5 150 88.882 110 210 190 48 145 4-φ17φ26*20BT40 2*7014C2*7012C SPP1850-40 5,000 11 180 128.57 180 202 320 80 210 6-φ13φ18*13BT50 4*7017C2*7015C SPP2150-05-46F 4,500 15 210 128.57 210 260 440 90 255 4-φ17.5φ26*20BT50 4*7017C2*7015C 加工中心铣削电主轴洛阳轴研科技股份有限公司加工中心铣削电主轴技术参数型号转速r/min转矩Nm功率KWn1-n2r/min电压V220电流Af3Hz润滑轴承轴端318XDJ04Y 4000 200 6.3 300-3000 61 133.3 油脂4-70202-7018BT50260XDJ12Y 12000 112 14 1200-8000 12038056.8 400 油脂4-VEX65/NS2-VEX55BT40240XDJ10Y 10000 66 5.5/7.5 800-8000 15035032.4 333 油脂3-VEX652-VEX55BT40200XDJ24Y 24000 32 22 6500-12000 15038053 400 油气3-VEX652-VEX55HSK-E50200XDS24Y 24000 32 22 6500-12000 30038053 400 油气3-VEX652-VEX55HSK-E50160XDS30Y 30000 9.5 22 23000-30000 30038042 500 油气3-VEX452-VEX45HSK-E40220XD08 8000 28.6 6 2000-8000 380 31 133.3 油脂3-VEX652-B7009ISO40160XD12 12000 8.3 3.5 4000-8000 16038012.9 400 油脂2-B70102-B7009ISO30150XD20 20000 4 2.5 6000-20000 2203809.5 333.3 油脂2-B70082-B7007ISO30120XD12 12000 4.8 1 2000-12000 2203442.4 400 油脂2-B70082-B7005ISO30a b加工中心铣削电主轴安装尽寸型号 D L D1 D2 L0 L1 L2 N-安装孔图样备注318XDJ04Y 318 570 400 360 90 30 240 6-M12 a 有准停260XDJ12Y 260 380 320 290 148 26 215 8-M12 a 有准停240XDJ10Y 240 380 290 265 132 22 290 8-M12 a 有准停200XDJ24Y 200 450 238 216 13 30 160 12-M8 a 有准停200XDS24Y 200 450 238 216 13 30 76 12-M8 a - 160XDS30Y 160 330 198 176 16 18 - 6-M8 a - 220XD08 220 345 268 240 45 20 - 6-M8 b - 160XD12 160 338 210 185 - 20 - 8-M8 b - 150XD20 150 287 190 170 - 16 - 6-M8 b - 120XD12 120 260 150 135 - 20 - 12-M6 b -。
电主轴设计模板
电主轴部件设计机自73班张强07011077第三组 数据如下主轴转子（材料：20CrMnTi ）和转子内套（材料：45#钢） 主轴转子结构 前轴颈直径（mm ）最高转速（r/min ） 额定功率 （kW ） 额定转矩 （Nm ）阶梯过盈套结构的特点阶梯过盈套是由两段相邻的过盈联结表面组成的、套内呈阶梯状的联结装置，如图1所示。
阶梯过盈套结构的特点主要有［2］：图1 阶梯过盈套的主要结构形式(1)为了便于拆卸，阶梯过盈套的内表面有一个阶梯。
当压力油注入油槽进行拆卸时，这个阶梯会对套产生一个轴向推力，如果两配合过盈面此时已形成了压力油膜，该轴向推力会自动地把阶梯过盈套从轴上推下来，过盈套两过盈面的阶梯差很小，通常在1mm 以下。
(2)在确定阶梯过盈套两结合面的过盈量的时候，应注意加工误差对最终过盈量的影响，特别是圆度误差和同轴度误差的影响。
通常过盈套两段的过盈量不一致。
但过盈套大小端过盈量的差值不能太大，其差值应补偿加工圆度和同轴度误差对过盈量的影响。
否则，将大大增加拆卸的难度。
(3)为方便拆卸，大小端配合面的宽度b １、b ２应该一致。
阶梯过盈套过盈量的确定高速机床上所用的阶梯过盈套是一种可拆的过盈联结，工作时，配合面不允许产生塑性变形。
因此，过盈量应该控制在材料不产生塑性变形所允许的最大过盈量范围之内；另一方面它又必须大于该过盈联结传递负荷所需的最小过盈量。
设D为过盈套(包容件)的外径，d０为主轴内孔的直径，d为配合处(结合面)主轴的外径；l为配合面的有效长度（l＝l１＋l２），如图2所示。
图2阶梯过盈套传递力和转矩当过盈联结传递转矩为M(单位为Nm）时，结合面上所需最小结合压力P min，可按下式计算：=108..79KPa式中μ=0.08——配合面的摩擦系数由轴颈直径为145mm查轴承取d=160mm l=100mm D=200mmd0=80mm根据弹性力学原理，过盈联结传递负荷所需的最小有效过盈量δemin可按下式计算［3］：=0.52μm式中Eａ、Eｉ——过盈套材料和主轴材料的弹性模量，20CrMnTi：密度:7.8×103kg/m3，弹性模量:207GPa泊松比:0.25屈服强度835MPa 45钢弹模210Gpa，泊松比0.3，密度7800千克/立方米屈服强度取355MpaCａ、Cｉ——和包容件(过盈套)与被包容件(主轴)的直径比有关的系数=4.81=1.37式中vａ、vｉ——过盈套材料和主轴材料的泊松比必须指出，按式(3)所求的并不是最终所需的最小过盈量，还应考虑以下因素的影响：(1)配合表面的粗糙度。
磁悬浮电主轴课程设计
磁悬浮电主轴课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解磁悬浮电主轴的基本原理和结构组成，掌握其工作原理。
2. 学习电磁学相关知识，了解磁场对电流和运动物体的影响。
3. 了解磁悬浮电主轴在工业生产中的应用及优势。
技能目标：1. 能够运用所学知识，分析磁悬浮电主轴的运行过程，并进行简单的故障排查。
2. 培养动手实践能力，学会使用相关工具和仪器进行磁悬浮电主轴的组装和调试。
3. 提高团队协作能力，学会与他人共同分析问题、解决问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电磁学领域的兴趣，激发其探索科学的精神。
2. 增强学生的环保意识，认识到磁悬浮电主轴在节能减排方面的意义。
3. 培养学生严谨、认真的学习态度，使其具备一定的自学能力和学术素养。
课程性质分析：本课程为高年级工程技术类课程，旨在帮助学生掌握磁悬浮电主轴的相关知识，提高实践操作能力。
学生特点分析：高年级学生具备一定的理论基础，具有较强的求知欲和自主学习能力，同时对实践操作有较高的兴趣。
教学要求：1. 结合课本内容，注重理论与实践相结合，提高学生的综合运用能力。
2. 创设情境，激发学生兴趣，引导学生主动探究问题。
3. 注重团队合作，培养学生的沟通能力和协作精神。
4. 定期进行教学评估，确保课程目标的达成。
二、教学内容1. 磁悬浮电主轴的基本原理- 介绍磁悬浮技术原理及其在电主轴中的应用。
- 理解磁力悬浮对高速旋转设备的影响。
2. 磁悬浮电主轴的结构与组成- 分析电主轴的机械结构、电磁结构及其功能。
- 学习主要零部件的作用和工作原理。
3. 磁悬浮电主轴的运行特性- 掌握磁悬浮电主轴的运行参数和性能指标。
- 研究磁场、电流与转速之间的关系。
4. 磁悬浮电主轴的应用与优势- 讨论磁悬浮电主轴在高速加工、航空航天等领域的应用。
- 分析磁悬浮电主轴与传统电主轴的优缺点对比。
5. 磁悬浮电主轴的组装与调试- 学习组装磁悬浮电主轴的步骤和方法。
- 掌握调试过程，包括参数设置、故障排查等。
机械毕业设计832机床高速电主轴的结构设计(三维)说明书
1绪论1.1 高速切削技术1.1.1 高速切削技术的理论基础早在20世纪50年代，就已经出现了用于磨削小孔的高频电主轴，当时的变频器采用的是真空电子管，虽然转速高，但传递的功率小、转矩也小。
随着高速切削的发展的需要和功率电子器件、微电子器件和计算机技术的发展，产生了全固态元件的变频器和矢量控制驱动器，加上混合陶瓷轴承的出现，使得在20世纪末期出现了一大批用于高速切削的大功率、大转矩、高转速的高速机床电主轴。
作为国民经济支柱产业的制造业，是衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志，高速切削技术是加工制造技术的一次革命性突破，是未来窃谑加工技术的重点发展方向。
高速切削技术是指利用超硬材料的加工刀具和高转速、高精度和高自动化的制造装备，以实现切除效率、加工质量和加工精度大幅度提升的先进制造技术。
图1.1 萨洛蒙曲线高速切削起源于20世纪30年代，当时德国著名的切削物理学家卡尔·萨洛蒙博士提出了高速切削假设，阐述了著名的超高速切削理论，即萨洛蒙原理：如图1.1所示，在常规切削速度范围内（A区），随着切削速度的增大，切削温度及刀具磨损程度呈线性增加，切削速度达到v1时，刀具会因为无法承受如此高的温度和磨损而不能继续使用，但是当切削速度增加到某一数值v0（一般常规切削速度的5-6倍）后，切削速度和刀具磨损速度反而随着切削速度的增加而降低。
当速度达到v2以上时，切削温度已经降到t0以下，又处于刀具允许的切削条件范围之内，因而对于每一种工件材料，存在一个从v1-v2的速度范围（B区），在这个速度范围内，由于切削温度太高（高于刀具材料允许的最高温度t0），任何刀具都无法承受，切削加工不可能进行，而处于v2以上切削速度的加工，就是高速切削加工。
实践证明随着切削速度的提高，切屑形态从带状、片状到碎屑状发展，所需单位切削力在初期呈上升趋势，而后急剧下降，这说明高速切削比常规切削轻快，两者的机理也不同。
高速切削速度比常规切削速度几乎高出一个数量级，正是萨洛蒙理论的出现，才得以使高速切削在理论上成为可能。
XK714型数控铣床主轴箱的设计及主轴加工工艺
High speed machining is an advanced manufacturing technology developed in recent years, electric spindle is the key components to realize high speed machine tool. Through the research of the CNC machine tool spindle headstock and technology, design of XK714 CNC milling spindle spindle box and, instead of a traditional mechanical structure of the electric spindle. By interference fit to rotor asynchronous motor is directly connected with the machine tool spindle, eliminating the intermediate transmission link, within the rated speed, stepless speed regulation, spindle positioning accuracy, more stable operation, further improve the dynamic accuracy and dynamic stability, prolong the life of a spindle bearing. Backward transformation to the system has a higher mechanical efficiency, compact structure, low noise, small vibration and high precision characteristics. In the design process, a three-dimensional model of the XK714 CNC milling spindle spindle box and established by 3D software, and the axis of the static stiffness and strength calculation.
电主轴的设计
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，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，磁极朝一定方向恒速旋转的磁场，磁场转速就是电主轴的同步转速。
异步电动机的同步转速n由输入电机定子绕组电流的频率f和电机定子的极对数P决定（n=60f/p）。
电主轴就是利用变换输入电动机定子绕组的电流的频率和激磁电压来获得各种转速。
在加速和制动过程中，通过改变频率进行加减速，以免电机温升过高。
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电主轴设计任务书
一、基本参数
1、工具系统：HSK63
2、套筒直径：170mm
3、最高转速：1600—18000rpm
4、计算转速：9500—10000 rpm
5、额定功率：45kW
6、额定扭矩：45Nm
7、支撑刚度：径向：250N/μm，轴向：压250N/μm。
8、旋转精度：端跳＜2μm，径跳＜3μm，芯棒远端250 mm处径跳＜12μm。
9、振动：最高转速时，振动速度＜0.4mm/s。
10、噪声：最高转速时，＜70-75dB.
11、温升：最高转速至热平衡状态时，前轴承外周＜25℃，套筒外周＜20℃。
12、刀具静态夹紧力：18kN
13、使用寿命：在正常使用和维护前提下，＞10000工作小时。
二、结构和布局
1、主轴轴承：
1）前支撑：陶瓷混合球轴承，内径70 mm，TBT方式布置，定压预紧，永久油脂润滑。
2）后支撑：陶瓷混合球轴承，滚珠套浮动支撑，或者FD型浮动轴承，永久油脂润滑。
3）弹性预紧力：700—1000N。
2、刀具夹紧系统：
1）夹紧靠弹簧，放松靠液压油缸，最高压力120bar。
2）采用OTT公司的HSK63夹爪和拉杆组件，拉杆弹簧组采用螺旋蝶形弹簧。
3）松刀油缸：可自制或采用OTT标准产品。
3、主轴冷却系统：
冷却介质：含防锈添加剂的去离子水，入口温度20—30℃，最高压力5 bar，流量＞12L/min。
1）电机冷却：通过定子壳体内的冷却水套进行循环冷却。
2）前轴承冷却：通过前轴承座的冷却水套进行循环冷却。
4、工艺冷却系统：
1）刀具高压内冷：从主轴后端旋转接头（Deublin）通过拉杆内部输入介质至主轴前端，最高压力80120bar。
2）刀具外冷：从主轴后端通过壳体内冷却水通道至前端，最高压力20bar。
5、锥孔吹净功能：
每次换刀取出刀具后，压缩空气从尾端通过内部通道输入至前端，吹净锥孔及端面，压力：4—6 bar。
6、压缩空气密封功能：
具有足够压力和流量的压缩空气从尾端通过内部通道输入至前端，从迷宫密封中溢出，保护轴承避免乳化液侵入，压力：2.5—3 bar。
7、相角控制功能：
内置脉冲编码器，具有C轴控制、准停功能，用以实现自动换刀和刚性攻丝，Lenord+Bauer标准产品。
8、安全保护装置：
1）电机升温报警：电机电子三相绕组的每一绕组内，均含测温元件。
2）前轴承温度报警：前轴承座内预埋测温元件PT100。
3）振动监测报警：前轴承座壳体内预埋测振传感器，为选配功能。
4）拉刀位置监控：S1、S2、S3发信开关分别监控有刀夹紧、无刀夹紧、放松三种状态，Balluff开关。
5）松刀油缸位置监控：S4，监控松刀油缸活塞杆位置，Balluff开关。