（定稿）电主轴的机械设计（全套下载）

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《（定稿）电主轴的机械设计（全套下载）》修改意见稿

1、“.....转切应力的方法予以考虑。在作轴的结构设计时，通常用这种方法初步估算轴径。对于不大重要的轴，也可作为最后计算结果。轴的扭转强度条件为式中扭转切应力，轴所受的扭矩，•轴的扭转截面系数，轴的转速，轴传递的功率,计算截面处轴的直径，许用扭转切应力见下表轴的材料表轴常用几种材料的及值注表中是考虑了弯矩影响而降低了的许用扭转切应力。在下述情况时，取较大值，取较小值弯矩较小或只受扭矩作用载荷较平稳无轴向载荷或只有较小的轴向载荷减速器的低速轴轴只作单向旋转反之，取较小值，取较大值。由上式可的轴的直径式中，查上表。对于空心轴，则式中，即空心轴的内径与外径之比，通常取。应当指出，当轴截面上开有键槽时，应增大轴径以考虑键槽对轴的强度的削弱。对于直径的轴，有个键槽时，轴径增大有两个键槽时，应增大。对于直径的轴，有个键槽时......”。

2、“.....应增大。然后将轴径圆整为标准直径。应当注意，这样求出的直径，只能作为承受扭转作用的轴段的最小直径。通过轴的结构设计，轴的主要结构尺寸轴上零件的位置以及外载荷和支反力的作用位置均已确定，轴上的载荷弯矩和扭矩已可以求得，因而可按弯扭合成强度条件对轴进行强度校核计算。般的轴使用这种方法计算即可。其计算步骤如下•作出轴的计算简图即力学模型轴所受的载荷是从轴上零件传来的。计算时，常将轴上的分布载荷简化为集中力,其作用点取为载荷分布段的中点。常用的材料主要有碳钢合金钢球墨铸铁和高强度铸铁。选择轴的材料时，应考虑轴所受载荷的大小和性质转速高低周围环境轴的形状和尺寸生产批量重要程度材料机械性能及经济性等因素，选用时注意如下几点碳钢有足够高的强度，对应力集中敏感性较低，便于进行各种热处理及机械加工......”。

3、“.....故应用最广。般机器中的轴，可用等牌号的优质中碳钢制造，尤以号钢经调质处理最常用。合金钢机械性能更高，常用于制造高速重载的轴，或受力大而要求尺寸小重量轻的轴。至于那些处于高温低温或腐蚀介质中工作的轴，多数用合金钢制造。常用的合金钢有等。通过进行各种热处理化学处理及表面强化处理，可以提高用碳钢或合金钢制造的轴的强度及耐磨性。特别是合金钢，只有进行热处理后才能充分显示其优越的机械性能。合金钢对应力集中的敏感性高，所以合金钢轴的结构形状必须合理，否则就失去用合金钢的意义。另外，在般工作温度下，合金钢和碳钢的弹性模量十分接近，因此依靠选用合金钢来提高轴的刚度是不行的，此时应通过增大轴径等方式来解决。球墨铸铁和高强度铸铁的机械强度比碳钢低，但因铸造工艺性好，易于得到较复杂的外形，吸振性耐磨性好......”。

4、“.....价廉，故应用日趋增多。综合宏观和其微观这两方面，该铣床主轴的材料选择。轴的结构设计轴的结构设计的任务，就是在满足强度刚度和振动稳定性的基础上，根据轴上零件的定位要求及轴的加工装配工艺性要求，合理地定出轴的结构形状和全部尺寸。轴主要由轴颈轴头轴身三部分组成。轴上被支承部分叫做轴颈安装轮毂部分叫做轴头连接轴颈和轴头的部分叫轴身。.零件在轴上的定位零件在轴上的轴向定位零件在轴上的轴向定位方法，主要取决于它所受轴向力的大小。此外，还应考虑轴的制造及轴上零件装拆的难易程度对轴强度的影响及工作可靠性等因素。.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......”。

5、“.....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......”。

6、“.....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，而不降其中主轴最高转速前轴颈直径和额定功率是基本参数。电主轴通常装备在高速加工中心上，在设计电主轴时要根据用户的工艺要求，采用典型零件统计分析的方法来确定这些参数。机床厂对同尺寸规格的高速机床，般会分两大类型，即“高速型”和“高刚度型”分别进行设计。前者主要用于航空航天等工业加工轻合金复合材料和铸铁等零件后者主要用于模具制造汽车工业中高强度钢或耐热合金等难加工材料和钢件的高效加工......”。

7、“.....还要注意选择有较好扭矩功率特性和有足够宽调速范围的变频电动机及其控制模块。电主轴优点般说来,高速机床都是数控机床和精密机床,其传动结构的最大特点是实现了机床的“零传动”。从机床的主传动系统来看,这种传动方式取消了从主电动机到主轴之间切中间的机械传动环节如皮带齿轮离合器等,实现了主电动机与机床主轴的体化。这种传动方式有以下优点机械结构最为简单传动惯量小,因而快速响应性好,能实现极高的速度加减速度和定角度的快速准停轴控制。采用交流变频调速和矢量控制的电气驱动技术,输出功率大,调速范围宽。有比较理想的扭矩功率特性图右,次装夹既可实现粗加工又可进行高速精加工。图扭矩功率特性电主轴的刚性好回转精度高快速响应性好，能够实现极高的转速和加减速度及定角度的快速准停轴控制，调速范围宽。不同类型输出功率相差较大......”。

8、“.....并在指定位置快速准停。这就需要主轴有很高的角减速度和角加速度。如果通过皮带等中间环节，不仅会在高速状态下打滑产生振动和噪音，而且增加转动惯量，给机床快速准停造成很大困难。目前，多数高速机床主轴采用内装式主轴电机体化的主轴单元，即所谓内装式电机主轴，简称“电主轴”。它采用无外壳电机，将带有冷却套的电机定子装配在主轴单元的壳体内，转子和机床主轴的旋转部件做成体，主轴的变速范围完全由变频交流电机控制，使变频电机和机床主轴合二为。主轴,机械设计,毕业设计,全套,图纸引言年，我国机床产值达到了亿美元，跃居世界第三，其中数控机床产量达台。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......”。

9、“.....不得不依靠进口，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......”。