西安交通大学城市学院本科生毕业设计（论文）
R——轴承所受径向载荷； A——轴承所受轴向载荷； X——径向载荷系数；
Y——轴向载荷系数；
3.4.8 R的计算如下所示：
根据上面计算可知：在AB段有一个空心的转子，由于转子是由优质矽钢片迭压而成，属于45钢，因此转子的重力为：
G=?g? (3-33)
将?=7.85g/cm3；???R2l=82205.2mm3代入：
G=6.45N
由于G=6.45N与P=100N相比，要小的很多，G可以忽略。所以主轴的受力图如图3-8所示:
A B C
图3-8主轴的受力分析图
根据上面计算可知：将lAB=150mm；lBC=40mm；P=100N代入可得：
?M(A)=0 FA???M(B)?0 FB?PlBC； (3-34) lAB
P(lAB?lBC)； (3-35)
lAB由上式可知：FA?FB，且轴承采用的是双排列，在B处由两个轴承； 因此：轴承所承受的径向载荷为：
FB=63.3N； (3-36) 2 轴承所承受的径向载荷为：A=20N；
R=
根据：
A=0.0093，查表可知：e0=0.38； C0e=
A=0.31，因此：e?e0，查表可知：X=1；Y=0；代入公式3-32可得： RPr=XR+YA=63.3N；
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3 主要零部件的设计
L10=(Cr?)=1.79?1011r； （3-38） Pr3.4.9 轴承L0的计算
轴与套圈间的作用力Q包括外载荷Q0和离心力FC。
Q=Q0+FC?65.7N （3-39）
代入3-29可得：
L?3c=0.328(1?FCC)L10=5.3?1010r
轴承的设计寿命为：L0=60?n?5000=6?109r
因此：Lc?L0，满足设计要求。
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4 辅助系统的设计
4 辅助系统的设计
4.1 冷却系统的设计
4.1.1 引言：
电主轴虽比传统主轴刚度、精度较高，受力后的弹性变形很小，但是电机的内置结构使得散热较差，尤其是在高速数控机床中运动副摩擦和电机热表现的更为突出。机床是在非恒定的内、外热源的共同作用下工作的，机床主轴系统因各部分零件的材料、结构、形状及冷却、润滑等情况不同会使系统的温升情况不同，形成一个复杂的温度场，若发热不能及时排除或减少，会使各个零件产生不同程度的变形，进而对加工表面质量、加工精度产生影响。因此，在电主轴机床上影响加工误差的主要是热变形而不是弹性变形，研究表明热变形引起的加工误差已达到零件总加工误差的60～80％，尤其是机床在高速运转下更为严重。
4.1.2 电主轴发热分析：
电主轴发热主要有以下几种形式：机械损耗：主要是由于转子高速旋转时与空气之间的摩擦损耗。电损耗：电流流经转子和定子所发出的热量。磁损耗：定子，转子铁心内因磁滞和涡流所造成的主要损耗。陶瓷球轴承的损耗：在主轴的高速运转下，滚珠与轴承内外圈间会产生复杂的摩擦，而产生较强的摩擦热。
4.1.3 机械损失:
Pn??C??3R4L (4-1)
式中: Pn——机械损耗功率，单为：W
C——摩擦系数（通常根据经验确定）； R——转子的外半径，单位为：m； L——转子的长度，单位为：m； ?——角速度,单位为：rad/s； ?——空气密度，单位为：kg/m3。 根据资料可知：C=0.04；?=1.29kg/mm3；
Pn=456.7W
4.1.4 电损耗：
由于转子和定子的绕组采用铜线，因此电损耗的计算公式如下：
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Pe=I2?LS (4-2)
式中：Pe——电损耗功率，单位为：W； I——电流，单位为：A； R——导体的电阻，单位为：?； ?——导体的电阻率；
L——导体的长度，单位为：m； S——导体的截面积，单位为：m2。
根据资料可知：功率小于5KW的电机的绕线采用单层排列。因此，可假设定子的内表面和转子的外表面均等排列着铜线，因此导体的长度L,计算长度如下： 转子上导线的长度L1的计算如下：
L1=
式中：
S1?L转=11165mm； D S1——转子外径的周长，单位为：mm； D——铜线的直径，单位为：mm； L转——转子轴向长度，单位为：mm； 定子上导线长度L2的长度计算如下：
L2=
式中：
S2?L定=13530mm； D S2——定子内径的周长，单位为：mm； D——铜线的直径，单位为：mm； L定——转子轴向长度，单位为：mm； 因此：L=L1+L2=24695mm。 根据资料可知：?=0.0172??cm；
pe=288.4KW
4.1.5 磁损耗：
磁损耗包括：循环磁化时单位质量的磁损耗；转子铁心的磁损耗；涡流损
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