加工中心电主轴结构设计及仿真分析..doc

e 毕业论文﹙设计﹚ 题 目 加工中心电主轴结构设计及其仿真分析 　 学生姓名 ee 学号 ee 　 所在院(系) 机械工程学院 专业班级 ee 指导教师 ee 完成地点 ee 2009年 ６ 月 20 日  加工中心电主轴结构设计及仿真分析 ee （ee） 指导教师：ee [摘要]本文阐述了高速电主轴的发展历史、现状以及趋势，并介绍了电主轴的工作原理及关键技术。然后，确定了合理的电主轴总体结构，分别对电主轴的主轴、电机、转子、定子和冷却系统等各零部件作了设计，产生了装配图、零件图与设计说明书等设计文档。最后，对电主轴的旋转轴和轴承进行了详细的分析和校核，计算表明，该电主轴设计符合要求。 [关键词]数控机床；电主轴；主轴；轴承 High-Speed Electric Spindle Digital Design And Simulation Of CNC Machine Tools ee ee tutor:ee Abstrac:This paper describes the history, status and trends of lathe electrical spindle development, and also introduce the working principle and key technology of electrical spindle. Then, the reasonable structure of the electrical spindle is determined. The structure of main components is designed, such as axis, encoders, rotor, stator and cooling systems. The assembly drawings, part drawings and design specifications and other design documents is generated. Finally, the detailed analysis and verification of the axis and bearing are made. The calculation result shows that the design of electrical spindle meets the requirements. Key words: Electrical spindle；spindle；bearing 目录 引 言 1 1.1 概念 2 1.2 电主轴的基本结构 3 1.3 电主轴的分类 4 1.4 电主轴的研究现状和发展趋势 5 1.4.1 电主轴的研究现状 5 1.4.2 电主轴的发展趋势 5 1.5 课题研究内容 6 1.5.1 通过对结构设计中一些关键性技术问题的解决 6 1.5.2 对电主轴进行三维建模 6 1.6 研究的意义 6 2 高速电主轴结构设计 7 2.1 主要技术指标 7 2.2 电主轴的整体布局设计 7 2.3 轴承及其润滑 7 2.3.1 轴承类型的选择 8 2.3.2 轴承的布置及其预紧 11 2.3.3 润滑条件的分析 12 2.3.4 润滑方式的比较选择 14 2.4 电主轴冷却系统设计 15 2.4.1 电主轴的热源分析 16 2.4.2 冷却方式的选择 16 2.5 电主轴的轴端设计 18 3 电主轴关键部件设计 19 3.1 电机设计 19 3.1.1 电机选型 19 3.1.2 过盈设计 22 3.2 结构设计 23 3.2.1 主轴平均直径设计 23 3.2.2 内孔直径d 24 3.2.3 前悬伸量a 24 3.2.4 支承跨距L 24 3.3 校核及检测 26 3.3.1 主轴组件的静刚度校核 27 3.3.2 主轴的强度校核 27 3.3.3 主轴组件临界转速的校核 28 3.3.4 典型工艺下的径向力计算 30 3.3.5 主轴组件的精度设计 30 4.1 电主轴结构图： 33 4.2 运用proe软件完成主轴轴体的实体特征创