（全套设计）电主轴的机械设计（CAD图纸）

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电主轴的机械设计摘要这种不平衡离心力作用在转子轴承上会引起振动，产生噪声和加速轴承磨损，以致严重影响产品的性能和寿命。

电机转子机床主轴内燃机曲轴汽轮机转子陀螺转子和钟表摆轮等旋转零部件在制造过程中，都需要经过平衡才能平稳正常地运转。

根据平衡机测出的数据对转子的不平衡量进行校正，可改善转子相对于轴线的质量分布，使转子旋转时产生的振动或作用于轴承上的振动力减少到允许的范围之内。

因此，平衡机是减小振动改善性能和提高质量的必不可少的设备。

平衡机的使用主轴动平衡常用方法有两种去重法和增重法。

小型主轴和普通电机常采用去重法。

该法是在电机的转子两端设计有去重盘，当电机转子和其他零件安装到主轴上以后进行整体动平衡时，根据要求由自动平衡机在转子的去重盘处切去不平衡量。

增重法是近年来些主轴电机制造商为适应高速主轴发展的需要，在开发出商品化的无框架主轴电机上常采用的方法。

电机转子的两端设计有平衡盘，平衡盘的圆周方向设计有均匀分布的螺纹孔，转子安装到主轴上以后进行主轴组件整体动平衡时，不是在平衡盘上去重，而是在螺纹孔内拧入螺钉，以螺钉的拧入深度和周向位置来平衡主轴组件的偏心量，如图所示。

转轴是高速电主轴的主要回转主体．它的制造精度直接影响电主轴的最终精度．成品转轴的形位公差和尺寸精度要求都很高，转轴高速运转时，由偏心质量引起振动，严重影响其动性能，必须对转轴进行严格动平衡测试．部分安装在转轴上的零件也应随转轴起进行动平衡测试．图平衡螺钉拧入示意图.电主轴的运动控制在数控机床中，电主轴通常采用变频调速方法。

目前主要有普通变频驱动和控制矢量控制驱动器的驱动和控制以及直接转矩控制三种控制方式。

普通变频为标量驱动和控制，其驱动控制特性为恒转矩驱动，输出功率和转速成正比。

普通变频控制的动态性能不够理想，在低速时控制性能不佳，输出功率不够稳定，也不具备轴功能。

但价格便宜结构简单，般用于磨床和普通的高速铣床等。

矢量控制技术模仿直流电动机的控制，以转子磁场定向，用矢量变换的方法来实现驱动和控制，具有良好的动态性能。

矢量控制驱动器在刚启动时具有很大的转矩值，加之电主轴本身结构简单，惯性很小，故启动加速度大，可以实现启动后瞬时达到允许极限速度。

这种驱动器又有开环和闭环两种，后者可以实现位置和速度的反馈，不仅具有更好的动态性能，还可以实现轴功能而前者动态性能稍差，也不具备轴功能，但价格较为便宜。

直接转矩控制是继矢量控制技术之后发展起来的又种新型的高性能交流调速技术，其控制思想新颖，系统结构简洁明了，更适合于高速电主轴的驱动，更能满足高速电主轴高转速宽调速范围高速瞬间准停的动态特性和静态特性的要求，已成为交流传动领域的个热点技术。

设计小结本设计课题研究主要内容是通过分析电主轴的工作原理，轴承技术，关键技术润滑，冷却，动平衡，运动控制，以及电主轴安装实例，设计出与铣床配套的，符合要求的电主轴机械部分。

本设计课题研究的主要内容如下.电主轴工作原理，包括工作原理，主要参数，设计优点以及装配中需要注意的问题。

.轴的设计，包括轴材料的选择轴的结构设计校核轴端形式以及过盈连接装置的设计。

.轴承的设计，包括轴承的选择，校核及组合设计。