（毕业设计图纸全套）电主轴的机械设计（含说明书）

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电主轴的机械设计摘要设计随着机床向高速高精度大功率方向发展，机床的结构刚性越来越好，而主轴与刀具的结合面多年来仍沿用标准化的锥度配合。分析表明，刀尖的变形来源于锥度连接，只有左右的变形源于主轴和轴承。高速加工要求确保高速下主轴与刀具连接状态不能发生变化。但是，高速主轴的前端由于离心力的作用会使主轴膨胀如图，图轴端锥孔由于高速主轴组件对动平衡要求非常高，所以刀具及夹紧机构也需精密动平衡。但是，传递转矩的键和键槽很容易破坏动平衡。结合面的公差带会使刀具产生径向跳动，引起不平衡。键是用来传递转矩和进行角向定位的，有人试图研究种刀轴连接方式能在连接处产生很大的摩擦力来实现转矩传递，用在刀柄上作标记的方法实现安装的角向定位，达到取消键的目的。在众多的高速刀轴连接方案中，已被标准化的短锥刀柄结构比较适合高速主轴。这种刀柄采用∶的锥度，比标准的锥度短，锥柄部分采用薄壁结构，刀柄利用短锥和端面同时实现轴向定位如图。这种结构对主轴和刀柄连接处的公差带要求特别严格，仅为，由于短锥严格的公差和具有弹性的薄壁，在拉杆轴向拉力的作用下，短锥会产生定的收缩，所以刀柄的短锥和法兰端面较容易与主轴相应的结合面紧密接触，实现锥面与端面同时定位，因而具有很高的连接精度和刚度。当主轴高速旋转时，尽管主轴轴端会产生定程度的扩张，使短锥的收缩得到部分伸张，但是短锥与主轴锥孔仍保持较好的接触，主轴转速对连接性能影响很小。图轴向定位.电主轴过盈联结装置的设计高速主轴单元是机床实现高速切削的关键。采用电主轴结构，取消了切中间传动环节，可实现很高的极限转速。对电主轴进行结构设计时，需要考虑以下几个问题首先，它是种精密部件，主轴轴承需要调整或更换，要求轴上零件便于装拆。其次，主轴轴承是在预紧力作用下工作的，轴承的定位元件在高速下需承受定的轴向力电机的转子安装在主轴上，它与主轴的结合面要传递电机的转矩。第三，主轴在高速下运转时，动平衡要求非常高，电机转子与机床主轴之间不宜采用键联结来传递扭矩。为了解决上述问题，我们在电主轴的结构设计中采用了新型的过盈联结结构，并设计成阶梯套的形式。阶梯过盈套作为定位紧固元件，与螺纹联结及键联结相比有以下优点不会在轴上产生弯曲和扭转应力，因而对轴的旋转精度没有影响。易保证零件定位端与轴心线的垂直度，对轴承预紧时，不会引起轴承受力不均，不影响轴承的寿命。过盈套质量均匀，主轴动平衡易得到保证。常用热套法进行安装，注入压力油的方法进行拆卸，对主轴无损害。定位可靠，可提高主轴的刚度。实践证明，过盈联结特点适合于对旋转精度要求很高的高速主轴精密零件的定位与扭矩传递。第三章电主轴轴承技术高速加工技术越来越受到人们的关注，它不仅可获得更大的生产率，而且还可获得很高的加工质量，并可降低生产成本，因而被认为是世纪最有发展前途的先进制造技术之。在先进工业国家，此项技术已广泛应用于航空航天及模具行业。在近五年中，我国的该项技术也取得了长足的进步。.电主轴轴承的选择滚动轴承是广泛运用的机械支承。其功能是在保证轴承有足够寿命的条件下，用以支承轴及轴上的零件，并与机座作相对旋转摆动等运动，使转动副之间的摩擦尽量降低，以获得较高传动效率。常用的滚动轴承已制定了国家标准，只需根据工作条件选用合适的滚动轴承类型和型号进行组合结构设计。类型的选择.在机械设计中，滚动轴承选择的般过程如下图所示图轴承类型选择过程示意图.滚动轴承类型选择应注意的问题考虑轴承的承受载荷情况方向受径向力时，用向心轴承受轴向力时，用推力轴承径向力和周向力联合作用时，用向心推力轴承大小受到较大载荷时，可用滚子轴承，或尺寸系列较大的轴承受到较小载荷时，可用球轴承，或尺寸系列较小的轴承考虑对轴承尺寸的限制当对轴承的径向尺寸严格限制时，可选用滚针轴承考虑轴承的转速般来讲，球轴承比滚子轴承能适应更高的转速，轻系列的轴承比重系列的轴承能适应更高的转速此外，各类推力轴承的极限转速很低，不易用于高转速的情况。考虑对轴承的调心电主轴的机械设计摘要转动。轴承的安装方法，般情况下是轴旋转的情况居多，因此内圈与轴的配合为过赢配合，轴承外圈与轴承室的配合为间隙配合。轴承安装好后要进行检查，应保证轴承安装到位，旋转灵活，无卡滞现象，如轴承安装不当，会使轴承温度迅速上升而损坏，发生轴承卡死断裂等重大事故。.轴承的使用和保管在轴承使用时，保持周围环境的洁净，不要粘上手汗和污物。规定由熟悉轴承的人员使用，特别需要小心伤压痕欠损等。为保证轴承的使用性能，应根椐设备的作业标准，定期对轴承进行维护保养和检修，内容包括监控运行状态补充润滑剂定期拆卸检查。轴承不得直接在地上储存需离地以上，避免直射光线和阴冷的墙壁。为了防止生锈，保管在温度左右湿度以下的环境中，轴承放置在酸性空气中，容易生锈变色，要用手套木棉回丝擦拭轴承轴外壳，垃圾进入轴承内部和配合部分是发生异常的原因，因此需要注意。电主轴装配顺序及工时.配隔垫.清洗壳体，油路.试水套，清孔.入定子.动平衡.装轴.拉轴，调试，打字.接打件，焊插座.包装可见，其中用时最长的是装轴，因为轴的些精度就的靠装配来保证的。其次是动平衡。高速轴的动平衡定要做好，否则轴的旋转精度没法保证。几个部位的修配般修配的零件尺寸为尺寸链中的封闭环。在铣床所用电主轴中的修配部位主要是前小盖的高度尺寸。第二章电主轴轴的设计.电主轴轴的设计电主轴轴材料的选择在这根铣床轴的材料我们选择。这是因为.从微观组织性能角度讲合金元素对钢中基本相的影响属于合金元素，这两种元素强化效果较弱，可溶于渗碳体形成合金渗碳体或与碳形成特殊碳化物。合金渗碳体和特殊碳化物具有较高的熔点和稳定性。在加热至高温时也不易溶入奥氏体，因此可起阻止奥氏体晶粒长大的作用。另外，它们又具有较高的硬度。当它们在钢中弥散分布时，可大大提高钢的强度，硬度及耐磨性，而不降低韧性，这对提高工件的使用性能极为有利。合金元素对相图的影响在碳钢中加入合金元素，将使相图发生改变。加入这两种合金元素会使奥氏体区缩小。而缩小奥氏体区的合金元素，使和温度升高，点和点向左上方移动。含碳量相同的合金钢和碳钢相比，具有不同的显微组织。在般的合金钢中，虽然合金元素总量减少，但由于点左移，在退火状态合金钢中珠光体的相对量较相同含碳量的碳钢多。因此钢的强度也较高。合金元素对钢相变过程的影响对于大多数合金钢来说，所要求的性能主要是通过合金元素对相变过程的作用来实现的。合金元素对奥氏体形成的影响碳化物形成元素，显著降低碳的扩散速度而大大降低奥氏体的形成速度。除外几乎所有合金元素都能阻止奥氏体晶粒长大，起细化晶粒作用。合金元素形成物的倾向越大，所形成的碳化物的熔点越高越稳定，在加热时越难溶于奥氏体中，而是存在与奥氏体晶界上，强烈地阻止奥氏体晶粒的长大。而弱碳化物形成元素作用中等。合金元素对过冷奥氏体转变的影响合金元素对过冷奥氏体转变的影响,表现在改变体等温转变图的位置形状和改变点。除外，几乎所有合金元素溶于奥氏体后都会降低原子扩散速度，增大过冷奥氏体的稳定性，从而使体等温转变图在温度时间坐标中的位置向右移。这样降低了钢的马氏体临界冷却速度，从而提高了钢的淬透性。就是常用的提高钢的淬透性的合金元素。合金元素对回火转变的影响合金元素对回火转变的影响主要表现在以下三个方面提高回火稳定性产生二次硬化引起回火脆性。而这两种合金元素提高回火稳定性作用较强，易产生二次硬化，可避免引起回火脆性