机械5

摘要 电主轴是加工机床的核心部件，它的精度直接决定了整个机床的加工精度，因此，开发出一个拥有自主产权的高精密电主轴是机械行业的迫切需求。 针对这一需要，本文从以下几个方面去设计的：在电主轴的结构上运用最佳跨距计算方法，做出轴的最合理的结构；在布局上采用比较流行的内置电机，循环油冷却系统，角接触混合陶瓷球轴承，油润滑，弹簧预紧的典型形式。结构紧促缩小了主轴系统占用的空间，循环油冷却系统保证了主轴和轴承运转过程中产生的热量很快散出去，油润滑在带走轴承产生的热量同时对轴承进行了润滑；在装配上，严格要求各个环节的精度，尤其在轴承的装配上，根据实测值，采用选配法，保证了整个系统的精度；在电主轴的性能分析上，通过定量去分析电主轴的稳定性，定性去分析其动态平衡性和热稳定性，并加入了仿真分析。 所设计的电主轴，减少了中间传动环节，因此使机床的结构空间减小，同时它比传统内圆磨床转速更高，能耗更小，且传动更加平稳，因此加工精度更高，在保证加工质量的同时提高了效率。 目录 摘要I Abstract II 目录I 第1章绪论1 1.1本课题研究的意义1 1.2国内外发展现状2 1.2.1国内发展现状2 1.2.2国外发展现状2 1.3电主轴的工作原理3 1.4电主轴的关键技术3 1.4.1润滑技术4 1.4.2动态性能4 1.4.3电主轴新技术的展望5 2.1设计原始数据及设计6 2.1.1主轴设计原始参数6 2.1.2初定轴上零件的装配方案6 2.1.3轴上零件的定位6 2.2主轴主要尺寸的确定6 2.2.1主轴轴径的确定按扭转强度条件计算6 2.2.2主轴前段悬身量的选择9 2.2.3主轴支撑跨度L的选择9 2.2.4轴的强度校核9 2.3主轴临界转速的校核12 2.4电主轴结构设计12 2.4.1电主轴的性能参数与整体结构12 2.4.2电主轴的结构设计与分析13 2.4.3电主轴的建模13 2.4.5电主轴设计制造的几个关键技术问题17 第3章轴承系统的计算19 3.1轴承径向的刚度计算19 3.2轴向预紧力19 3.3预紧力的计算20 3.4高速角接触陶瓷球轴承分析21 第4章电主轴主轴单元静态特性虚拟仿真分析23 4.1主轴单元静态特性分析23 4.2结构静力分析23 4.3电主轴单元静力分析模型简化、单元类型选择、建模与网格划分23 4.4高速电主轴单元静力分析加载、约束与求解24 4.5高速电主轴模态分析25 4.6模态分析25 4.7高速电主轴模态分析模型简化、建模26 4.8高速电主轴模态分析加载、约束与求解26 结论30 参考文献31 致谢32