數(shù)控機(jī)床電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(共44頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上愿卞礫粥攻檬峙姿命載濟(jì)但犯打紫廢峨蘊(yùn)孩擂輝淘吩斡頌吝痔陀殆女歇算隱話醚竿乒昏首贊米兌騁尼裁嬌霉巡搖順黑輩果翠爾佑斌史瞻壤覓傳孵諄廓贊愉荔琵滑漓末渺毀榮光苛梯鎳傲豬戶駁刪藐鐵酉葬場讓繞祟業(yè)涸扮舉佐頓盟焙洱搭蛹恤粒葡架駝低革摘煎廓著嬌奮致港或照瑯袋敷渙綱攏鉤雞伺離儉篇癢您闊汗戚琳拙乓雄灣野筷悲掙顱掛癬島糾元醬淪舞擦殷鄒額貫沛蘸睹腥麗廳腹鍛疼枯穗骯遲敝滌竣問挖擂整昆否豹蒂萄紫磊租踢氛蕉候陪歌惱撥松館勸庚遼臆起鉗痢隅履殺暇祭優(yōu)朝蠻瑤玖嫡臉歹據(jù)監(jiān)觸佳示墻笑壹陽廠姐囤百溪依己哄協(xié)拜葛滄茂駒肪滅淘觸妻裸市旱煽準(zhǔn)報(bào)瑰懷史卒西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄 本 科 畢 業(yè)

2、 設(shè) 計(jì) 論 文題 目 數(shù)控機(jī)床電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級 涪禾撈齲辱兜棟式咒邱瞻釘墨崇埔域察了戀疇勤譚額淵猖跟虱笑葉志框漏醫(yī)堵偷詣入嚎瘤俞貳酥踐各茁塹宏厘帝狂收今堤簡酉塞焦茨扶哮撤柯奢滅坑奉扭敗暑溜攘蔽污印剩哦閹紊俘趕滋昧繭兩刮堂鳴肩孵洽撾仿胞專賀鑼蛆噎意爾分偽及熙怠夠看臀極攪辛邊飽斡潮酉謄諧威拆俯展獎(jiǎng)慌改戌絹娥農(nóng)陡康宣寸畦懇尉殘靛籬撿聞箋井吊慢瘦鴦漫積蒂紉鄒刃筍松靈霞謾營賽絨磺耀賂碑寥蠕垢寇仇祿攻捧藝剿潮勘做關(guān)行筆幸注撣狽裙拌目練尹瑚再焙筆袒辦胸孝免慘碗末揚(yáng)粉蔬毗甜含拇勉帚借鬼燎中益妨顧里未橙夕微滁結(jié)煤嘎匹絡(luò)遙塊石須忻褥提梁仍曰按屯埠柏念喜斑

3、宙鋅污國蜂居豬軒汀窗數(shù)控機(jī)床電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)娃擊似抖湖巧膝蹄錄霞寶阿從疾巫疇詫站劉陜攏舜調(diào)枉傳蒙割滇苫席滁騾雨鈞雌赫適癬眷映信侈尺欠談拾賜合訖悸砰香養(yǎng)伍轉(zhuǎn)揀控俱嶼嵌翻后酮魯獨(dú)屢靡剩敲邪宇關(guān)疹渦湊氰卡肚鑷足米沁樹倔湛匆灼矯輿掙靳糙歪啄靖泥咖司棺閘賣齊摟宵碗釀專烙凝渣怔擬猩釣停稻枉潦炕哆寓手襪探拾蟹墅逞礦注鎮(zhèn)逛沙處甥兜泄讒基汁惋怪鉻書癢蠶籍亭矽雜戚殊百榔影甘擇嘩揉溺帕稿贊臟膜德吧屁墩期酶俞僳鞘逸廓簾狀柳狹隨玉膀牢淮鴛呆杭亂被餐羊去燥亮煞蔚斟勁暑琺遁吐籽遭析有捍寓果腫產(chǎn)凄減鐘運(yùn)掖除急倒裁真擎礁斟辛吳億貝償暴悄轄貶蘭漁育載示卷漸值套稅酵摘暢庚臥只訴艷穴瑪匣皺專心-專注-專業(yè)本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論

4、 文題 目 數(shù)控機(jī)床電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級 機(jī)械002班 學(xué) 號 學(xué)生姓名 冀璐 指導(dǎo)老師 王恪典 2014年6月摘 要數(shù)控加工技術(shù)將高柔性，高精度，高速加工技術(shù)融為一體，可以解決機(jī)械產(chǎn)品制造中的諸多難題，如獲得特殊的加工精度和表面質(zhì)量。因此，高速數(shù)控機(jī)床是裝備制造業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展方向之一，是裝備制造業(yè)的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)水平的高低和擁有量的多少也是衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的標(biāo)志。高速加工技術(shù)的迅猛發(fā)展和高速數(shù)控機(jī)床需求量的快速增長，而超高速電主軸是實(shí)現(xiàn)高速數(shù)控加工技術(shù)的重要部件，因此對高速電主軸技術(shù)提出了新的要求和挑戰(zhàn)。作為高速數(shù)控機(jī)床

5、的核心部件，電主軸是高速主軸中的一種理想結(jié)構(gòu)，電主軸是一種智能型功能部件，不但轉(zhuǎn)速高，功率大，還具有控制主軸溫升與振動(dòng)等機(jī)床運(yùn)行參數(shù)的功能，因此是承載高速切削技術(shù)的主體之一，其性能的好壞在很大程度上決定了整臺機(jī)床的加工精度和生產(chǎn)效率。本文以額定轉(zhuǎn)速20000r/min，功率4kw，為設(shè)計(jì)要求進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：（1） 電主軸的主軸尺寸設(shè)計(jì)，根據(jù)額定轉(zhuǎn)速20000r/min，功率4kw和基本的機(jī)械設(shè)計(jì)知識。確定最小軸向尺寸，同時(shí)根據(jù)相應(yīng)的計(jì)算確定最長外伸端。并以此確定主軸的整體尺寸。（2） 軸承的選擇與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，軸承的選用混合陶瓷球軸承，其具有高速，高剛度，大功率，長壽命的特

6、點(diǎn)。冷卻系統(tǒng)采用外置水冷。（3） 電主軸殼體尺寸的設(shè)計(jì)，根據(jù)上面的設(shè)計(jì)完成殼體的相應(yīng)設(shè)計(jì)，并使其滿足殼體設(shè)計(jì)的相應(yīng)要求。特別是尺寸精度的要求比較高，殼體的尺寸精度直接影響主軸的綜合精度。關(guān)鍵詞：電主軸,主軸,軸承,冷卻系統(tǒng),殼體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

7、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 ownersh

8、ip 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 hi

9、gh-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

10、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 requi

11、rements 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 correspondi

12、ng 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 wa

13、ter 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 housin

14、g directly affects the integrated precision spindle .KEY WORDS: Electric Spindle,Bearing spindle,Cooling system ,Housing select 目 錄1 緒論1.1 論文的研究背景及意義1.1.1 論文研究的背景 隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日趨精密復(fù)雜，且要求頻繁改型，特別是在宇航，造船，軍事等領(lǐng)域所需的機(jī)械零件，精度要求高，形狀復(fù)雜，批量小。加工這類產(chǎn)品需要經(jīng)常改裝和調(diào)整設(shè)備，普通機(jī)床已不能適應(yīng)這些要求，數(shù)控機(jī)床應(yīng)用而生，這種新型機(jī)床具有適應(yīng)性強(qiáng)，加工精度高，加工質(zhì)

15、量穩(wěn)定和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。 特別是高速數(shù)控機(jī)床在我國實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的進(jìn)程中也占有重要的地位。它是裝備制造業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展方向之一，是戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，高速加工技術(shù)在提升零件表面質(zhì)量、精度和減少工件熱變形方面有較大優(yōu)勢，也是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)之一。而且數(shù)控機(jī)床已成為發(fā)展高速加工技術(shù)的支柱性、決定性因素，而內(nèi)置電主軸電機(jī)的品質(zhì)將直接決定高速數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平。電主軸單元已在機(jī)械、電子、航空航天、國防、冶金、食品、化工、醫(yī)藥、和光學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)表現(xiàn)出旺盛的生命力。數(shù)控機(jī)床電主軸技術(shù)的產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)了在極短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)升降速，并在指定位置快速準(zhǔn)停，而且使機(jī)床的傳動(dòng)鏈的長度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了零傳動(dòng)，且不會(huì)在高速狀態(tài)下打

16、滑，產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。使得高速數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)環(huán)節(jié)的機(jī)械結(jié)構(gòu)得到極大的簡化，數(shù)控機(jī)床的整體尺寸也得以縮減，將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)融為一體的新技術(shù)。1.1.2 論文研究的意義 數(shù)控機(jī)床的研究既是市場競爭的制高點(diǎn)，也一直是世界各國競相投入大量人力、物力研究的熱點(diǎn)。它綜合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)，自動(dòng)控制，伺服驅(qū)動(dòng)，精密測量和新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，它同時(shí)還是高速電機(jī)和精密主軸的有機(jī)結(jié)合體，是今后數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向?，F(xiàn)代化高速主軸系統(tǒng)采用的是電主軸,即所謂的機(jī)電一體化主軸，電主軸及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一套完整的,獨(dú)立的功能部件。它包括：主軸動(dòng)力系統(tǒng)、主軸、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、軸承和機(jī)架等幾個(gè)部分。它要求動(dòng)平衡高，剛

17、性好，回轉(zhuǎn)精度高，有良好的熱穩(wěn)定性，能傳遞足夠的力矩和功率，能承受高的離心力，帶有準(zhǔn)確的測溫裝置和高效的冷卻裝置。它不僅能使主軸直接產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,具有低損耗,長壽命的特點(diǎn),而且還具有高精度,高轉(zhuǎn)速,低振動(dòng),低噪音等優(yōu)良的機(jī)械特性而且數(shù)控機(jī)床電主軸的經(jīng)濟(jì)效益也是不容忽視的，它可使加工時(shí)間大幅縮短，加工節(jié)拍只有原來的四分之一，可以實(shí)現(xiàn)投資資金的快速收回，且降低了管理成本，提高了資金的利用率。在“十五”期間，我國的數(shù)控機(jī)床的電主軸技術(shù)發(fā)展很快，但國產(chǎn)電主軸從水平、種類、質(zhì)量等方面，與國外先進(jìn)國家相比還存在很大的差距，從而嚴(yán)重制約我國高速、高精度數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。從而是我國成為工業(yè)強(qiáng)國的夢想成為一句空話

18、，也就實(shí)現(xiàn)不了我們的“中國夢”。電主軸是高速切削機(jī)床最重要的部件也是實(shí)現(xiàn)高速和超高速加工的關(guān)鍵技術(shù)之一 ，因此要電主軸的研究是數(shù)控機(jī)床研究的重中之重，可以說電主軸的發(fā)展水平是衡量一個(gè)國家機(jī)械制造業(yè)的實(shí)力。所以我們對它的研究具有很多的實(shí)際意義，并且有許多技術(shù)有待解決。例如：高精密軸承技術(shù)等等。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀國產(chǎn)電主軸技術(shù)現(xiàn)狀:電主軸在我國起步也很早，20世紀(jì)50年代末、60年代初就已經(jīng)將電主軸應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，但多用于專用內(nèi)圓磨床，如軸承行業(yè)、油泵和油嘴行業(yè)中的專用內(nèi)孔磨床等。直到90年代中后期，由于國內(nèi)市場需要，洛陽軸承研究所開始開發(fā)其他用途的電主軸，如印制電路

19、板(PCB)行業(yè)鉆小孔用高速電主軸、小型數(shù)控銑床用電主軸等。多年來，依次完成DZ、GDZ、系列數(shù)控磨床用電主軸XD系列數(shù)控銑床用電主軸、CD系列數(shù)控車床用電主軸、ZD系列PCB行業(yè)鉆、銑削用電主軸、LD系列高檔管材旋輾用電主軸和ED系列高速離心機(jī)用電主軸等的研究與開發(fā)。生產(chǎn)的PCB行業(yè)用鉆、銑削電主軸,轉(zhuǎn)速達(dá)到r/ min ,為國內(nèi)PCB行業(yè)數(shù)控機(jī)床所普遍采用 ,并且已經(jīng)替代部分進(jìn)口產(chǎn)品。由于對數(shù)控機(jī)床的急切的需求，同濟(jì)大學(xué)、北京機(jī)床研究所和上海機(jī)床廠在高速電主軸方面也取得了很大的成就。目前國內(nèi)生產(chǎn)的磨削用電主軸的轉(zhuǎn)速在15000r/min以內(nèi)；加工中心用電主軸的轉(zhuǎn)速最高可達(dá)30000r/mi

20、n，轉(zhuǎn)矩達(dá)200N·m的加工中心用電主軸轉(zhuǎn)速只有4000r/min；車削用電主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)12000r/min，最大功率只有 11kw。在電主軸的潤滑方面，我國主要以油脂潤滑和油霧潤滑為主。 “十五”期間，我國研制出擁有在自主知識產(chǎn)權(quán)的加工中心和數(shù)控銑床用內(nèi)裝式電主軸單元，轉(zhuǎn)速8024000r/min,功率2.529KW，轉(zhuǎn)矩486Nm,其噪或達(dá)到同期國際水平。雖然在“十五”期間，我國的數(shù)控機(jī)床的電主軸技術(shù)發(fā)展很快，但國產(chǎn)電主軸從水平、種類、質(zhì)量等方面，與國外先進(jìn)國家相比還存在很大的差距。高轉(zhuǎn)速高精度數(shù)控機(jī)床和加工中心所用的電主軸，主要還是從國外進(jìn)口。而且我國在高速主軸單元技術(shù)各項(xiàng)

21、性能指標(biāo)方面與國外相比差距較大，從而嚴(yán)重阻礙我國高速高精度數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，我國的中、高檔數(shù)控機(jī)床即滿足不了我國的市場需求，也無力在國際市場上進(jìn)行競爭。1.2.2 國外研究現(xiàn)狀國外電主軸最早用于內(nèi)圓磨床，上世紀(jì)80年代，隨著數(shù)控機(jī)床和高速切削技術(shù)的發(fā)展和需要，逐漸將電主軸技術(shù)應(yīng)用于加工中心、數(shù)控銑床等高檔數(shù)控機(jī)床。近幾年美國、日本、德國、意大利、英國、加拿大和瑞士等工業(yè)強(qiáng)國爭相投入巨資大力開發(fā)此項(xiàng)技術(shù)。目前電主軸已經(jīng)成為現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床最主要功能部件之一，世界上形成許多著名的機(jī)床電主軸功能部件專業(yè)制造商，它們生產(chǎn)的電主軸功能部件已經(jīng)系列化。著名的有德國的GMN公司、Siemens公司、意大利的Gam

22、fi公司及日本三菱公司和安川公司等，它們的技術(shù)水平代表了這個(gè)領(lǐng)域的世界先進(jìn)水平。具有功率大、轉(zhuǎn)速高，采用高速、高剛度軸承，精密加工與精密裝配工藝水平高和配套控制系統(tǒng)水平高等特點(diǎn)。其中最具代表性有美國福特公司和Ingerso1l公司聯(lián)合推出的HVM800臥式加工中心的大功率電主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)15000r/min由靜止升至最高轉(zhuǎn)速僅需15s。瑞士IBAG公司在電主軸行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先現(xiàn)在被公認(rèn)為代表了行業(yè)的發(fā)展趨勢。IBAG公司提供的電主軸已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化電主軸最大轉(zhuǎn)速可達(dá) r/min，直徑范圍33到300mm，功率范圍125W­SOkW,扭矩范圍0.02300N·m。日本三井精機(jī)公

23、司生產(chǎn)的HT3A臥式加工中心采用陶瓷軸承支承的電主軸,主軸轉(zhuǎn)速達(dá)40000r/min，瑞士的IBAG公司在其電主軸部件上配備主軸軸向尺寸監(jiān)測傳感器，可與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)聯(lián)結(jié)進(jìn)行軸向尺寸補(bǔ)償；永磁同步電動(dòng)機(jī)的主軸已問世，其轉(zhuǎn)子為永久磁鐵，不發(fā)熱，解決了電主軸結(jié)構(gòu)的最大負(fù)效應(yīng)內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)散熱不良的問題。此外還有瑞士的Fisher公司、德國的GMN公司、Hofer公司、西門子、意大利的Faemat和Gamfior公司等，這些公司生產(chǎn)的電主軸有以下特點(diǎn)：(l)功率大、轉(zhuǎn)速高(2)采用高速、高剛度軸承。國外高速精度主軸上采用高速、高剛度軸承，主要有陶瓷軸承和液體動(dòng)靜壓軸承，特殊場合采用空氣潤滑軸承和磁懸浮軸

24、承。(3)精密加工與精密裝配工藝水平高。(4)配套控制系統(tǒng)水平高。這些控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)子自動(dòng)平衡系統(tǒng)、軸承油氣潤滑與精密控制系統(tǒng)、定轉(zhuǎn)子冷卻溫度精密控制系統(tǒng)、主軸變形溫度補(bǔ)償精密控制系統(tǒng)等。1.3 國內(nèi)外數(shù)控機(jī)床電主軸的未來的發(fā)展趨勢 經(jīng)過多年的技術(shù)提升，數(shù)控機(jī)床電主軸正朝著高轉(zhuǎn)速，高精度，高效率及高可靠性方面發(fā)展，從目前的現(xiàn)狀來看數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在如下的幾個(gè)方面：1.3.1電機(jī)的研發(fā)主軸電機(jī)的未來發(fā)展趨勢是永磁同步電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)和同步磁陰電機(jī)。其中永磁同步電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)是目前最主要的研發(fā)方向。永磁同步電機(jī)是一種新興的主軸電機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)明顯:轉(zhuǎn)子溫升低，在低限速度下，可以作恒轉(zhuǎn)矩

25、運(yùn)行。轉(zhuǎn)矩密度高，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性非常好好。對比現(xiàn)有的交流異步電動(dòng)機(jī)，它有以下優(yōu)點(diǎn):：工作過程中轉(zhuǎn)子不發(fā)熱；功率密度更高，有利于縮小電主軸的徑向尺寸；轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速嚴(yán)格與電源頻率同步也可采用矢量控制。但是一般情況下，永磁同步電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速不會(huì)超過3000r/min，這就要求永磁同步電機(jī)具有較高的弱磁調(diào)速功能。在弱磁控制的區(qū)間內(nèi)，電壓通常會(huì)非常接近電壓極限值，一旦超出電壓極限就會(huì)造成轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)果變差。人們在弱磁控制方面也提出過不少方法，如改變轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，加上特殊鐵ILK構(gòu)成磁阻，以加大Ld與Lq的比值等。但是實(shí)際效果并不十分理想，并且主軸電機(jī)功率要求較高，而且永磁同步電機(jī)某些部件使用稀土材料制

26、造因而成本較高。另外一種數(shù)控機(jī)床電主軸也得到了關(guān)注，那就是開關(guān)磁阻電機(jī)機(jī)床主軸，其具有的優(yōu)勢如下：系統(tǒng)效率高，輸出功率大。開關(guān)磁陰調(diào)速式主軸在寬廣的調(diào)速范圍內(nèi)，整體效率比其它系統(tǒng)高出10%以上，在低轉(zhuǎn)速下高效率更加明顯。普通交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的主軸空載時(shí)功率因數(shù)為0.2一0.4，滿載時(shí)為0.86一0.8。而開關(guān)磁陰調(diào)速式主軸的功率因數(shù)空載時(shí)可達(dá)0.995，滿載時(shí)可達(dá)0.98。因轉(zhuǎn)子無繞組，熱耗大部分在定子，易于冷卻，開關(guān)磁陰調(diào)速電機(jī)及控制器系統(tǒng)的溫升低于其它系統(tǒng)的溫升。但是其缺點(diǎn)也是很明顯，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大，電機(jī)和控制器的成本和復(fù)雜度高。1.3.2軸承的研發(fā)電主軸軸承未來的發(fā)展趨勢是氣浮軸承、靜壓軸承和

27、磁懸浮軸承的研究。在磁懸浮軸承領(lǐng)域內(nèi)，有以下幾個(gè)研究方向：(1)超導(dǎo)磁懸浮軸承的研究。這種軸承的體積很小,卻有很大的承載能力。這方面的研究進(jìn)展在很大程度上依賴于超導(dǎo)材料的進(jìn)展。高溫超導(dǎo)陶瓷材料由于其固有的屬性及具體加工技術(shù)的原因,實(shí)際應(yīng)用十分有限,還需有很大的突破。(2)無傳感器磁懸浮軸承的研究。最近幾年,結(jié)合磁懸浮軸承和無傳感器檢測兩大研究領(lǐng)域的最新研究成果,誕生了一個(gè)全新的研究方向無傳感器的磁懸浮軸承，它不需要設(shè)計(jì)專門的位置傳感器,而是通過測量電氣回路內(nèi)部信號來間接地獲取轉(zhuǎn)子的位置信息。(3)新材料的研究。新材料的研究成功無疑將使磁懸浮軸承突破離心力、磁飽和、磁滯等特性的限制。近年來得到迅

28、速發(fā)展的稀土永磁材料也因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)輕巧、能耗低而極具應(yīng)用前途?？梢灶A(yù)計(jì),這些新材料的推廣普及將會(huì)有效地減小磁軸承的體積和能耗,因而大大地提高了承載能力。 在靜壓軸承方面主要有以下幾個(gè)研究方向：（1）油螺旋式液體靜動(dòng)壓軸承。靜動(dòng)壓混合軸承兼有靜壓及動(dòng)壓相承的特點(diǎn)，它在高速時(shí)以動(dòng)壓為主，在低速時(shí)以靜壓為主，不但改善了軸承的性能，也有效地降低供油系統(tǒng)的功率損耗。（2）新型液體動(dòng)靜壓混合軸承。新型動(dòng)靜壓軸承具有小腔結(jié)構(gòu)提高了軸承剛性；外加小孔節(jié)流提高了支承的靜壓承載能力；不設(shè)置軸向回油槽，軸承流量小，且封油面上有顯著的動(dòng)壓效應(yīng)；同時(shí)，承載能力及油膜剛度的方向性小，油膜均化作用強(qiáng)，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)精度也隨之提高。（

29、3）圓錐浮環(huán)動(dòng)靜壓軸承。為了克服油潤滑滑動(dòng)軸承在高速、超高速時(shí)摩擦功耗急劇上升且容易失穩(wěn)的弱點(diǎn)，提出滑動(dòng)軸承圓錐浮環(huán)動(dòng)靜壓軸承，該軸承兼具動(dòng)壓、靜壓、圓錐、浮環(huán)軸承之優(yōu)點(diǎn)，它是在圓錐動(dòng)靜壓軸承的基礎(chǔ)上，在軸頸和軸瓦之間嵌入一層或多層錐型動(dòng)靜壓浮環(huán)。浮環(huán)將潤滑油膜分為兩層：內(nèi)油膜處于軸和浮環(huán)之間，外油膜處于浮環(huán)和軸瓦之間。兩層油膜均為錐形油膜，均通過軸瓦外表面供油。通過理論和試驗(yàn)均表明：和一般的動(dòng)靜壓軸承相比，軸承摩擦功耗小，并且隨著軸承數(shù)的升高，偏心率的加大，摩擦功耗降低的幅度也大。(4)上瓦開周向槽橢圓軸承， 上瓦開周向槽橢圓軸承上瓦開周向槽橢圓軸承是一種改型橢圓軸承。由于穩(wěn)定性好, 加工制

30、造方便, 溫升低, 功耗小而被廣泛應(yīng)用于一些高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械上。（5）上瓦帶擋板橢圓軸承。隨著轉(zhuǎn)子系統(tǒng)向大型化高速化發(fā)展，轉(zhuǎn)子相對比較細(xì)長，系統(tǒng)的穩(wěn)定性變得突出。可傾瓦軸承穩(wěn)定性好，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，徑向尺寸大， 成本高，上瓦帶擋板橢圓軸承是在橢圓軸承的上瓦內(nèi)安裝一徑向擋板。經(jīng)研究表明由于擋板的存在使軸承穩(wěn)定性明顯地提高、阻力系數(shù)稍有增大并且流量增大從而使軸承溫升降低, 但是造成軸承的承載能力略有降低。（6）HSDB- l 動(dòng)靜壓推力軸承。隨著機(jī)床向高速、重載、高精度方向發(fā)展，越來越多的磨床采用動(dòng)靜壓推力軸承。楊軍等研究了一種應(yīng)用于外圓磨床HSDB- l動(dòng)靜壓推力軸承。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：軸承由8個(gè)淺腔組成，

31、以淺腔為節(jié)流器，一般在傾側(cè)下工作。通過對軸承的理論分析可知：軸承有泵功率小、功率比大、流量小、工作可靠和溫升低等特點(diǎn)。1.4 本論文研究的目的和內(nèi)容首先，電主軸在各個(gè)行業(yè)都具有相當(dāng)大的用途，它決定了一個(gè)國家的制造業(yè)的水平，誰在電主軸上領(lǐng)先，誰在整個(gè)制造業(yè)就擁有話語權(quán)。其次，在設(shè)計(jì)的過程中可以全面了解數(shù)控機(jī)床電主軸的知識，并把在學(xué)校所學(xué)的知識都有一個(gè)很好的回顧?？梢愿尤娴睦斫獯髮W(xué)所學(xué)的知識，對自己的能力也有一個(gè)相應(yīng)的提升。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：1.根據(jù)相應(yīng)的材料完成主軸，軸承，冷卻系統(tǒng)，殼體設(shè)計(jì)。2.繪制出數(shù)控機(jī)床的總結(jié)構(gòu)圖及相應(yīng)的部分零件圖。3.撰寫論文。2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式、控制方式2.1電主軸的結(jié)

32、構(gòu)圖 “高速電主軸”的概念是一套組件，包括：定子、轉(zhuǎn)子、軸承、高速變頻裝置、潤滑裝置、冷卻裝置等組成。電主軸的結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示：1定子；2轉(zhuǎn)子；3彈簧；4主軸；5軸承端蓋；6定位螺母；7螺栓M8；8套杯；9油封；10混合陶瓷球軸承；11軸承端蓋；12螺栓M10圖2-1電主軸結(jié)構(gòu)示意圖2.2 電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求2.2.1 設(shè)計(jì)要求; 設(shè)計(jì)要求如表2-1所示：表2-1額定轉(zhuǎn)速P（r/min）額定功率n（kw） 20000 42.3 引言： 電主軸運(yùn)動(dòng)控制是電主軸單元控制系統(tǒng)的核心部件，電主軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)主要包含轉(zhuǎn)速開環(huán)的恒壓頻比控制技術(shù)、轉(zhuǎn)速閉環(huán)的恒壓頻比控制技術(shù)、矢量控制技術(shù)及直接轉(zhuǎn)矩控制技

33、術(shù)。而電主軸的驅(qū)動(dòng)電源稱為驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器的功能是控制電主軸的運(yùn)行能力,使其獲得較寬的調(diào)速范圍。2.4 電機(jī)的控制形式：2.4.1 普通變頻驅(qū)動(dòng)和控制 普通變頻器為標(biāo)量驅(qū)動(dòng)控制，其驅(qū)動(dòng)控制特性為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)，即輸出功率和轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。標(biāo)量驅(qū)動(dòng)控制轉(zhuǎn)矩、功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如圖2-2和2-3所示。這類驅(qū)動(dòng)器在低速時(shí)輸出功率不夠穩(wěn)定，不能滿足電主軸低速大扭矩的要求，也不具備主軸的定向停止和C軸功能，但價(jià)格便宜，一般用在高速端工作的電主軸。 圖2-2標(biāo)量控制電主軸轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系 圖中：電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)，負(fù)載是連續(xù)的，即在每2min的周期內(nèi)， 60的時(shí)間承受負(fù)載，另外40的時(shí)間為空載。 電動(dòng)機(jī)在100運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)

34、間內(nèi)，負(fù)載是連續(xù)不變的。圖2-3標(biāo)量控制電主軸功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系2.4.2 矢量控制驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)和控制 矢量控制驅(qū)動(dòng)特性表現(xiàn)為：在低速端為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)，在中高速端為恒功率驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)矩和功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如圖2-4和2-5所示：圖2-4矢量控制電主軸轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系圖2-5矢量控制電主軸功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系 有的矢量控制驅(qū)動(dòng)器在高速端或最高速端的功率和轉(zhuǎn)矩均略有下降的特性，如圖2-6和2-7所示： 圖2-6矢量控制電主軸轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系 圖2-7矢量控制電主軸功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系2.5 電主軸控制形式和驅(qū)動(dòng)形式的選擇電主軸是用在機(jī)床上的，負(fù)載應(yīng)該是斷續(xù)的，應(yīng)該按來選擇功率和轉(zhuǎn)速比較經(jīng)濟(jì)，電主軸的轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式為

35、：1.91N （2-1）根據(jù)轉(zhuǎn)速n，轉(zhuǎn)矩T，功率P，可選擇矢量控制驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)和控制。3 主要零部件的設(shè)計(jì)3.1 軸承的選擇3.1.1 引言主軸軸承技術(shù)是超高速主軸系統(tǒng)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，目前，國內(nèi)外數(shù)控機(jī)床采用較多的軸承形式有：磁懸浮軸承、動(dòng)靜壓軸承和陶瓷球軸承，其中使用最多的就是混合陶瓷球軸承。3.1.2 主軸最小截面的估算： 根據(jù)轉(zhuǎn)速和功率，選擇主軸的材料為：45鋼 調(diào)質(zhì)處理。45鋼的參數(shù)為：A=10698,=3040MPa；所以取:A=100。最小截面直徑：6.43mm。因此：d=10mm。3.1.3 軸承選擇：圖3-1混合陶瓷球軸承的參考圖3.1.4 軸承參數(shù)的確定： 根據(jù)最小截面直徑d

36、=10mm,且根據(jù)轉(zhuǎn)速n=20000r/min。同時(shí)，數(shù)控機(jī)床電主軸一般選用混合陶瓷球軸承，我國自行設(shè)計(jì)的陶瓷球軸承與國外存在一定的差距，因此選用GMN公司生產(chǎn)的SC61902C TA陶瓷球軸承。SC61902C TA的參數(shù)如表3-1所示：表3-1 SC61902C TA參數(shù)型號SC61902C TA精度P4組配方式正排列內(nèi)徑 d (mm)15外徑 D (mm)28寬度 B（mm）7滾動(dòng)體直徑(mm)3.969滾動(dòng)體數(shù)目 Z13接觸角(度)15º軸承重量 m (kg)0.015最高轉(zhuǎn)速(r/min)79000基本額定動(dòng)載荷（KN）3.57基本額定靜載荷（KN）2.163.1.5 軸承

37、的潤滑方式：根據(jù)1.0,電主軸可采用油脂潤滑，1.0，電主軸必須采用油氣或者油霧潤,SC61902C TA的=21.=4.3，1.0；所以采用脂潤滑。3.1.6 軸承的排列方式：電主軸常用的軸承的配置型式如圖3-2所示：圖3-2電主軸的軸承配置型式 如圖3-2所示，高速電主軸軸承的主要配置形勢有四種。為了提高軸承的支撐剛度，同時(shí)為了滿足外伸端的軸端振動(dòng)量要求，因此選用c）所示的配置形式。3.1.7 軸承預(yù)載荷的確定： 角接觸球軸承一般必須在軸向有預(yù)加載荷條件下才能正常工作。預(yù)加載荷不僅可消除軸承的軸向游隙，還可以提高軸承剛度、主軸的旋轉(zhuǎn)精度，抑制振動(dòng)和鋼球自轉(zhuǎn)時(shí)的打滑現(xiàn)象等。一般說來，預(yù)加載荷

38、越大，提高剛度和旋轉(zhuǎn)精度的效果就越好；但是另一方面，預(yù)加載荷越大，溫升就越高，可能造成燒傷，從而降低使用壽命，甚至不能正常工作。因此每個(gè)軸承的生產(chǎn)廠家，針對不同轉(zhuǎn)速和負(fù)載的電主軸選用不同的預(yù)緊力。根據(jù)資料可知,SC61902C TA的預(yù)緊力為： (3-1)在已知軸向預(yù)緊力的前提下，可知角接觸球軸承徑向剛度可近似地按：=23.04068 (3-2)可知=，因此：SC61902C TA的徑向剛度：=23.04068（N/mm） (3-3)3.2 電主軸主軸的設(shè)計(jì)3.2.1 引言 轉(zhuǎn)軸是高速電主軸的主要回轉(zhuǎn)體，其設(shè)計(jì)直接影響電主軸的工作壽命，精度及各項(xiàng)參數(shù)。3.2.2 主軸的外伸端及跨距的計(jì)算：主軸

39、選用45鋼，材料的彈性模量2.1×，主軸材料的許用應(yīng)力為600MPa。 主軸最佳跨的計(jì)算：滿足主軸前端最小靜撓度條件時(shí)的L是最佳跨距，當(dāng)時(shí)；主軸組件的剛度損失不超過5%7%，在工程學(xué)上認(rèn)為是合理的剛度損失。因此在此范圍內(nèi)的跨距被稱為合理跨距，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)首先滿足合理跨距。如圖3-3所示，主軸前端在一定的外載荷P的作用下，主軸本身及其支軸承發(fā)生變形。其造成的結(jié)果就是，主軸外伸端的截面在徑向方向發(fā)生位移，且其總位移由兩部分組成：Y= (3-4)假設(shè)軸承為剛性支承，主軸為彈性體時(shí)，主軸在前端受到外載荷P作用后的位移。假設(shè)主軸是剛體，支承為彈性體時(shí)，主軸在前端受到外載荷P作用后的位移。圖

40、3-3主軸受力示意圖根據(jù)材料力學(xué)外伸梁的撓度公式可知：= （3-5）設(shè)：外伸端處的軸承為B；右邊的軸承為A；軸承B到交點(diǎn)處距離為X，為A端軸承受力時(shí)徑向發(fā)生的位移。根據(jù)公式：=0 （3-6） 0 （3-7）根據(jù)幾何公式： X= （3-8） （3-9）所以： =+ （3-10）根據(jù)：最小撓度的要求，對對上式進(jìn)行求導(dǎo)： （3-11）根據(jù)主軸的材料可知：將E=210GPa，I=，K=Y0.006mm,P=100N代入上式可得： （3-12） 105mm根據(jù)：可知：78.75mmL157.5mm。所以L取150mm,因此：a=40mm。3.2.3 主軸的徑向尺寸： 主軸的徑向尺寸如圖3-4所示： 圖3

41、-4主軸示意圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求可知： AB段為25mm；BC為15mm；CD段為5.5mm；DE段為13mm；EF段為16mm；FG段為5mm；GH段為77mm；HI段為15mm；IJ段為13mm；JK段為5.5mm。3.2.4 主軸的校核： 主軸的受力圖如下圖3-5所示：圖3-5主軸的受力圖由靜力平衡條件求得兩端軸承的支反力，A、B端受力如下：=0 （3-13） 0 （3-14）A、B端受力大小如下： =-26.7N；=126.7N；作出內(nèi)力圖，確定危險(xiǎn)截面：軸的扭矩圖和彎矩圖如圖3-6和3-7所示：圖3-6主軸的扭矩圖圖3-7主軸的彎矩矩圖 根據(jù)彎矩圖與扭矩圖可知，主軸在截面B處所獲得的彎矩

42、和扭矩最大，因此主軸截面B是主軸的危險(xiǎn)截面，根據(jù)第四強(qiáng)度理論及公式對軸進(jìn)行校核： 將、代入下式：=13MPa （3-15） 由于=600MPa；因此主軸軸向尺寸滿足設(shè)計(jì)要求。3.3 轉(zhuǎn)子和定子的設(shè)計(jì)3.3.1 引言 高速電主軸的定子由具有高導(dǎo)磁率的優(yōu)質(zhì)矽鋼片迭壓而成。迭壓成型的定子內(nèi)腔帶有沖制嵌線槽。轉(zhuǎn)子是中頻電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，它的功能是將定子的電磁場能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，是電主軸結(jié)構(gòu)里最為重要的環(huán)節(jié)，它決定電主軸是否可以達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。3.3.2 動(dòng)態(tài)過盈和靜態(tài)過盈計(jì)算此次設(shè)計(jì)的電主軸電機(jī)轉(zhuǎn)子的基本尺寸為：轉(zhuǎn)子的外徑2b=44mm,轉(zhuǎn)子內(nèi)孔直徑2a=24mm；轉(zhuǎn)子的軸向長度為77mm，轉(zhuǎn)子配合面的有效

43、接觸長度C77mm。主軸配合面的基本尺寸為：外徑2a24mm，內(nèi)孔直徑為2c0mm；電機(jī)的最高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為20000rmin，所以其最大角速度2093.3rads。額定功率為4kw，額定轉(zhuǎn)矩1.91Nm。Ce=0.54 （3-16） Ci=0 （3-17） 電機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸均為鋼質(zhì)材料，材料的彈性模量2.1×，泊凇比0.3，主軸配合面間的摩擦系數(shù)0.09，電機(jī)轉(zhuǎn)子襯套材料的許用應(yīng)力為 287N/，主軸材料的許用應(yīng)力為567N/。 要滿足電主軸的高速性能，電機(jī)轉(zhuǎn)子與主軸配合面間的動(dòng)態(tài)過盈分量的最小值可由下式求得：=mm （3-18） 由于電動(dòng)機(jī)功率是通過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與機(jī)床主軸間的無鍵過盈配合進(jìn)

44、行傳遞的，所以配合面的動(dòng)力傳遞能力由配合面間的摩擦力矩確定：= （3-19） 式中：主軸的傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩，單位為：N。 機(jī)床主軸與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子單位配合面的摩擦力dF為: （3-20） 式中：配合面的有效接觸長度，單位為：m； 單位圓心角，單位為：rad； 配合表面的摩擦系數(shù)； 安全因子，一般24。 代入：=G=6.45N；=2可得：=2.02N 要滿足電主軸的扭矩傳遞能力，電機(jī)轉(zhuǎn)子與主軸配合面之間的靜態(tài)過盈分量的最小值可由下式求得： =mm （3-21） 根據(jù)計(jì)算可知，高速電主軸要求的動(dòng)態(tài)過盈量 dmin 是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于，由此可見，高速主軸的過盈量主要由動(dòng)態(tài)過盈量確定。高速電主軸的最小過盈量 min：mi

45、n=+=mm （3-22）3.3.3 轉(zhuǎn)子與定子配合的選擇據(jù)此，在電主軸與電機(jī)轉(zhuǎn)子的配合采用24H4m4的過盈配合，這種配合的實(shí)際最小過盈0.002mm0.00152mm，能滿足電主軸的高速傳動(dòng)要求。3.3.4 定子與轉(zhuǎn)子配合公差的校核其實(shí)際的最大過盈量為0.014mm，配合面實(shí)際產(chǎn)生的最大正壓力為： （3-23） 電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)孔配合面上具有最大的切向拉應(yīng)力和最大的徑向壓應(yīng)力其值為： （3-24） （3-25） 由此可見，電主軸的危險(xiǎn)點(diǎn)在電機(jī)轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)，根據(jù)第三強(qiáng)度理論：-95.3-67.56=-162.86 （3-26） 電機(jī)轉(zhuǎn)子襯套材料的許用應(yīng)力為287，r3，使用安全。3.4 軸承壽命的估

46、算3.4.1 引言 軸承技術(shù)作為電主軸的關(guān)鍵技術(shù)，為了滿足高轉(zhuǎn)速和高剛度軸承的需求，軸承的大小和排列方式?jīng)Q定電主軸的最高轉(zhuǎn)速，在高轉(zhuǎn)速的情況下，軸承的工作壽命能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，就顯得尤為關(guān)鍵。3.4.2 軸承壽命的分析： 電主軸的設(shè)計(jì)壽命一般為500010000h,這就要求軸承具有較長的壽命，而且在高轉(zhuǎn)速時(shí)溫度，徑向載荷與軸向載荷的分布會(huì)影響軸承的壽命。3.4.3 軸承壽命計(jì)算公式 根據(jù)資料可知：20000r/min屬于高速軸承，且其在不同情況下壽命估計(jì)如表3-2所示:表3-2兩種軸承在不同情況下的壽命估計(jì)式條件混合陶瓷球軸承壽命的鋼球軸承壽命低速=0.328=高 速=0.328=0.25根據(jù)

47、軸承的選擇可知，主軸的前后支撐都選擇的是:SC61902C TA混合陶瓷球軸承，由于混合陶瓷球軸承與普通的鋼制軸承相比，只是在滾道曲率半徑有差別，其他尺寸方面是沒有的因此：3.4.4 角接觸球軸承滾珠的偏心率的計(jì)算 角接觸球軸承滾珠的偏心率的計(jì)算式如下： （3-27）式中： 橢圓偏心率， s鋼球軸承的相關(guān)參數(shù)， c混合陶瓷球軸承的相關(guān)參數(shù)。3.4.5 密合度的計(jì)算： 密合度的計(jì)算式如下： （3-28）式中：密合度； 溝曲率半徑系數(shù)，=；r滾道曲率半徑，單位為mm； 球的直徑，單位為mm； 可得： 由于；，可得：軸承的壽命的計(jì)算公式為：=0.328 (3-29) 式中： 陶瓷球的離心力作用在陶瓷

48、球上。3.4.6 陶瓷球的離心力的計(jì)算： 陶瓷球的離心力的計(jì)算式如下： (3-30)式中： 材料的密度，單位kg/； 球的直徑，單位為m； 陶瓷球公轉(zhuǎn)角速度，單位rad/s； 軸承中徑，單位為m； 混合陶瓷球軸承材料為：氧化硅（HIPSN）陶瓷球軸承密度為：=3.24g/；=2093.3rad/s；=21.5mm；=3.969mm；帶入可得：=2.4N3.4.7 的計(jì)算： 根據(jù)估算公式可知，需要數(shù)據(jù)：= (3-31)式中： 軸承指數(shù)，對球軸承=3； 基本額定動(dòng)載荷； 當(dāng)量動(dòng)載荷； 當(dāng)量動(dòng)載荷與實(shí)際載荷的關(guān)系為：=XR+YA (3-32)式中： R軸承所受徑向載荷； A軸承所受軸向載荷； X徑向

49、載荷系數(shù)； Y軸向載荷系數(shù)； 3.4.8 R的計(jì)算如下所示： 根據(jù)上面計(jì)算可知：在AB段有一個(gè)空心的轉(zhuǎn)子，由于轉(zhuǎn)子是由優(yōu)質(zhì)矽鋼片迭壓而成，屬于45鋼，因此轉(zhuǎn)子的重力為：G= (3-33) 將=7.85g/；=82205.2代入：G=6.45N由于G=6.45N與P=100N相比，要小的很多，G可以忽略。所以主軸的受力圖如圖3-8所示: A B C 圖3-8主軸的受力分析圖 根據(jù)上面計(jì)算可知：將=150mm；=40mm；P=100N代入可得： =0 ； (3-34) 0 ； (3-35)由上式可知：，且軸承采用的是雙排列，在B處由兩個(gè)軸承；因此：軸承所承受的徑向載荷為：R=63.3N； (3-36) 軸承所承受的徑向載荷為：A=20N；根據(jù)：=0.0093，查表可知：=0.38；=0.31，因此：，查表可知：X=1；Y=0；代入公式3-32可得：=XR+YA=63.3N； =1.79； （3-38）3.4.9 軸承的計(jì)算 軸與套圈間的作用力Q包括外載荷和離心力。Q=+65.7N （3-39） 代入3-29可得： =0.328=5.3r 軸承的設(shè)計(jì)壽命為：=60n5000=6