参考车床数控化改造后要达到的技术参数，主轴电动机可以选择博美特 SM 150-27020LFB交流伺服电动机，以下是该型电动机的主要参数：
功率（kw） 5.5 额定转矩 （N.M） 27 额定转速 （Rpm） 2000 额定电流（A） 20.5 转子惯量 （kg.m2） 9.4?10?3
3.4 主轴组件
3.4.1 主轴组件的性能要求
主轴组件式机床主要部件之一。由于主轴组件直接承受切削力，转速范围又很大，因而数控机床的加工质量很大程度上靠它保证。因此，数控机床设计时对主轴组将提出了很高的要求。主轴组件的性能要求包括以下几个方面:
1.精度 主轴组件的精度包括旋转精度和运动精度。
2.静态刚度 指受外力时主轴组件抵抗变形的能力，又分为抗弯可抗扭两种刚度。
3.抗振性 抗振性包括抵抗受迫振动的能力和抵抗自激振动的能力。 4.热稳定性 主轴组件在转动中，温升过高会引起两方面的不良后果：一是主轴组件和箱体因热膨胀而变形；其次是轴承等元件会因温度过高而改变已经调好的间隙和破坏正常的润滑条件。
5.耐磨性 主轴组件必须有足够的耐磨性，以便能长期保持精度[3]。 3.4.2 主轴
主轴是主轴组件的重要组成部分。它的结构形状和尺寸、制造精度、材料及热处理，对主轴组件的工作性能都有很大的影响。
1.主轴的结构形状 主轴的结构形状主要取决于轴上安装的零件、轴承、传动件、夹具等的类型、数目、位置、安装定位方式等，也考虑其工艺性要求。
2.主轴材料和热处理 选择主轴材料与热处理的方法，主要依据主轴部件的工作条件及结构特点，即应满足主轴对刚度、强度、耐磨性、精度等方面的具体
要求。
3.主轴主要精度指标 主轴的精度直接影响到主轴部件的旋转精度。 3.4.3 主轴轴承
主轴轴承是主轴组件的重要组成部分，它的类型、结构、配置、精度、安装、调整和润滑都直接影响了主轴组件的工作性能。
主轴轴承的选用，主要是依据主轴部件的工作要求，如传递功率的大小、速度范围、工作精度，并考虑制造条件及其他经济技术指标，数控车床的主轴轴承可采用滚动轴承和滑动轴承，滚动轴承摩擦阻力小，可以预紧，润滑维护简单，能在一定的转速范围和载荷变动范围内稳定的工作。
数控车床的主轴多采用两支承形式。两支承主轴的配置形式包括主轴轴承的类型、组合以及布置，主要根据对所设计主轴组件在转速、承载能力、刚度以及精度等方面的要求来选择。 3.4.4 主轴组件的计算
主轴的主要尺寸参数包括:主轴直径、内孔直径、悬伸长度和支撑跨距。 1.主轴的内径和外径 主轴外径越大，其刚度越大，但也使得轴承和轴上其他零件的尺寸相应增大。轴承的直径越大，同等级精度轴承的公差值也越大，要保证轴承的旋转精度就越困难，同时极限转速下降。主轴后端支承轴颈的直径可视为0.7-0.8的前支承轴颈，前、后轴颈的差值越小则主轴的刚度越高，工艺性能越好。
主轴内径的大小主要受主轴刚度的制约。主轴内径与外径之比，小于0.3时，空心主轴的刚度几乎与实心主轴的刚度相当；等于0,5时，空心主轴的刚度为实心主轴刚度的90%；大于0.7时，空心主轴的刚度就急剧下降；一般可取其比值0.5左右。
2.主轴的前悬量 前悬量a是指主轴前支承反力的作用点到主轴前端受力作用点之间的距离。小的前悬量对提高主轴组件的旋转精度、刚度和抗振性有显著效果。因此，确定前悬量a的原则是：在结构许可的条件下，a值越小越好。
3.合理跨距的选择 主轴的跨距对于主轴组件的性能有相当大的影响。合理选择跨距，是主轴组件设计中以一个相当重要的问题。
主轴主要参数计算：主轴前端直径D1,主轴内径d，主轴前悬量a和主轴跨距L。 由《实用机床设计手册》查得：当主轴电机功率为3-5.5kw是 D1=70-105。同时前轴颈直径大于后轴颈直径D2。车床D2=(0.7-0.9)D1。取D1=100mm 取D2=0.8D1 后端直径D2=100x0.8=80mm。
主轴内径dmax<0.7D 取d/D=0.6 d1=0.6D=60mm
参考《实用机床设计手册》得：对于精密机床、自动化车床用滚动轴承支承、适用高精度和普通精度要求。取去a/D1=0.6-1.5,取a/D1=0.8 a=80mm
如果a已定，则存在着一个最佳跨距L0。由《实用机床设计手册》的图8-23可得到η，KA/KB,L0/a之间的关系。
图3-1 ?的计算线图
3公式： η=EI/KAa （3-1）
式中：I—主轴截面的平均惯性矩，N·mm；
E—主轴材料的弹性模量，N/mm2 。
I=?(D4?d4)/64 （3-2）各种钢材的E值均为2.1?105N/mm2。
主轴的前支承用双列圆柱滚子轴承 型号为NN3000K,后支承采用背靠背α=25的角接触球轴承 型号为7000AC。
由《实用机床设计手册》查得KA的估算公式为 KA=1700D1由于后支承刚
1.4度磁对主轴的刚度影响较小，估算时KA/KB1.4-2计算。
KA=1700?1001.4=1072627N/mm
544EI2.1?10??(100?60)=1.6 ?==3KAa1072627?803?64取KA/KB=1.4 由图8-23得L0/a=4.2 L0=336mm
具体设计时，常由于结构上的限制，实际L?LO,这样就造成主轴部件的刚度损失，当L/L0=0.7-1.5时，损失不大。所以取L=0.9L0=0.9?336?300mm， 所以主轴的合理跨距为300mm。 3.5 带传动设计
带传动是机床传动的主要形式之一。随着机床朝高精度和高速方向不断发展，对带轮也提出了更高的要求。带传动的工作原理是利用带与带轮之间的摩擦力带动带轮转动。带传动具有结构简单，造价低廉，不需润滑以及缓冲、吸震等特点。带传动的设计如图3-2所示。
图3-2 带传动的设计路线
3.5.1 带轮
设计带轮时，要避免铸造或焊接时产生过大的应力。带轮质量应分布均匀，重量轻并便于制造。带轮的面应精加工，以减少胶带的磨损。当v>5m/s 时要进行静平衡，当v>25m/s时要进行动平衡。带轮材料应采用铸铁、铸钢、钢板、铝合金、工程塑料等。当用非金属材料，如夹布胶水做材料时，它们有重量轻、与胶布的摩擦因数大的特点，但其强度较低，因此用于轻载、高速的场合。带轮的设计路线如图3-2所示。 3.5.2 同步带的选用与计算
以下所用到的数据与公式都是参考《现代机床使用设计手册》得到 （1）设计功率Pd由表3-2-41查得Ka=1.6
Pd?P?Ka?5.5?1.6=5.5x1.6=8.8kw （3-3） （2）选定带型和节距 根据Pd=8.8kw n1=3000r/min，由图3-2确定为： XH型 Pb=22.225 （3）小带轮的齿数
根据带轮的型号XH型和带轮的转速n1 由表3-2-42查得带轮的最小齿数为30 此处取z1=32。
（4）小带轮的节圆直径d1 d1=?=（5）大齿轮的齿数z2
z z2==32?1.5=48 （3-5）
iz1Pb32?22.225?=226.5 （3-4）
（6）大齿轮节圆直径d2
d2=z2Pb?48?22.225=339.7 （3-6）
??（7）带速v