主轴部件支承特性试验台总体方案及轴承温度检测系统设计(含CAD图)

主轴部件支承特性试验台总体方案及轴承温度检测系统设计(含CAD图)(任务书,开题报告,论文说明书13700字,CAD图5张)
摘  要
研究高速铣床主轴技术对提升我国机械制造业的整体水平，打破先进国家对我国的技术垄断，增强我国制造业整体竞争能力有着很大帮助。而另一方面，高速铣床主轴技术还能大量的降低生产准备时间，提高产品的加工质量和完成效率，降低社会成本，创造更多的社会财富。所以需要提高机床的加工精度来使主轴技术向高速化发展。热误差是影响机床精度和性能的重要因素之一。由于机床内部和外部的热源对机床的热干扰导致机床产生热变形，从而产生热误差。当轴承温升达到一定值时，会对主轴的性能产生破坏性的影响，进而影响加工质量。因此设计一套轴承温度检测系统是十分重要的。
为了准确反映高速铣床主轴的实际工况，对铣床主轴部件进行试验台搭建，本文设计了一套能实时检测轴承温度的系统——利用特性试验台实现轴承温度分析。该系统是对铣床主轴部件进行试验台设计，在试验台上安装轴承温度检测系统以至于能检测出铣床主轴在加载过程中轴承的温度参数，并收集故障数据，及时发现轴承的温度异常情况。本文针对特定铣床主轴进行试验台搭建，为铣床主轴的轴承温度设计了一套温度检测系统。
本设计对以上问题进行了分析，主要内容如下：
1.    综述了高速数控铣床主轴性能的研究现状。
2.    铣床主轴结构原理介绍和对试验台主轴部件进行零部件选用。
3.    铣床轴承温度检测控制系统设计和相应设备的选用。
4.    其他辅助零件设计如铣床主轴的电机、联轴器的选择，最后完成其整体结构设计。

关键词：铣床主轴； 可靠性； 温度检测系统； 设计
                     Abstract
In order to reflect the actual working conditions of high-speed motorized spindle accurately, and text the reliability of the spindle, the paper design a set of simulated system simultaneously suffered the spindle torque, radial force and axial force loading, which use electric dynamometer to achieve the torque loading, contactless shaker to achieve radial loading, the solenoid designed to achieve axial loading. The system not only completes the dynamic loading of the spindle, but also detects the basic performance parameters and fault indicators parameter of the spindle in the loading process. And it collects failure data, draws the curves of fault data and makes reliability analysis, improving the reliability of the spindle. This paper designs the loading text of the spindle whose maximum speed is 18000rpm and electric power is 22Kw, which proposing a new method for the reliability of spindle.
This design has carried on the analysis to the above questions, the primary coverage is as following:
1. Reviewed the reliability and the reliability of spindle.
2. The introduction of spindle's structure and principle and calculating the stress of the used spindle.
3. The design of motorized spindle test and control system and the choosing of corresponding equipment.
4. Other auxiliary parts design such as electric spindle supporting institution,  and finishing its whole structure design.  
Key words: High-speed motorized spindle; Reliability;

2.1试验台的设计要求
机床的主轴部件包括：主轴，轴承，传动件等等。主轴部件应该满足旋转精度，刚度，抗震性，温升和热变形，耐磨性等基本要求。在结构上应该满足的条件有准确定位、安装可靠、连接牢固、装卸方便，并能传递足够的扭矩等要求，还要能方便简易的安装轴承温度检测系统。下面分别是对重要零件进行的设计与计算。
2.2 铣床主轴的设计
本试验台的主轴采取前、后各两个支承，这种方式结构简单，制造装配方便，容易保证精度。为了提高主轴部件的刚度，前、后支承应消除间隙或预紧。
主轴的主要结构参数有：主轴前、后轴颈D1和D2，主轴内孔直径d，主轴前端悬伸量a和主轴主要支撑间的跨距L。
 

目录
第1章 绪论    1
1.1 研究背景与意义    1
1.2 对高速铣床主轴性能的国内外研究现状    2
1.3 设计的基本内容与目标    4
第2章 主轴部件设计    5
2.1试验台的设计要求    5
    2.2 铣床主轴的设计    5
2.3铣床主轴轴承的设计与选择    6
2.4轴承前、后端盖的设计    7
2.5本章小结    9
第3章 轴承温度检测系统设计    10
3.1 传感器的选择    10
3.1.1 温度测试技术与温度传感器的发展    11
3.1.2 DS18B20传感器    11
3.1.3 DS18B20传感器测温原理    13
3.2 微处理器的选择    14
3.3 操作系统的选择    14
3.4 本章小结    15
第4章 铣床主轴部件的试验台架设计    16
4.1铣床主轴支撑机构    16
4.2 电机的选型    16
4.3 联轴器的选型    17
4.4 铣床主轴部件试验台架设计与搭建    17
第5章 结论    19
参考文献    20
致谢    21