【摘要】：隨著我國(guó)工業(yè)化程度的不斷提升,對(duì)機(jī)械裝備的精度和壽命提出了更高的要求。由于永磁同步電主軸具有結(jié)構(gòu)緊湊、振動(dòng)小、噪聲低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、加工中心等機(jī)械設(shè)備中。永磁同步電主軸的可靠運(yùn)行對(duì)提高產(chǎn)品的加工效率、改善工件的加工質(zhì)量和安全生產(chǎn)起著重要作用。因此,對(duì)永磁同步電主軸關(guān)鍵部件的疲勞壽命和可靠性進(jìn)行分析有一定必要性。傳統(tǒng)方法在對(duì)電主軸關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)時(shí),一般對(duì)關(guān)鍵部件的尺寸、材料屬性、載荷等參數(shù)取定值,而不考慮這些參數(shù)的變化。此外,傳統(tǒng)方法通常用加大尺寸提高永磁同步電主軸可靠性。這不僅增大了體積、提高了成本,而且有些電主軸仍不能確�？煽窟\(yùn)行。本文借助有限元法,對(duì)永磁同步電主軸的關(guān)鍵部件進(jìn)行了疲勞壽命和可靠性研究,研究工作主要包括以下幾個(gè)方面:求解永磁同步電主軸關(guān)鍵部件的受力。通過(guò)對(duì)電主軸進(jìn)行氣隙磁場(chǎng)的分析和計(jì)算,提取出隨時(shí)間和位置變化的輸出轉(zhuǎn)矩和徑向電磁力密度,并進(jìn)行了頻譜分析。結(jié)合不平衡磁拉力的產(chǎn)生機(jī)理,分別計(jì)算出電主軸同心時(shí)和偏心時(shí)的不平衡磁拉力。利用ANSYS Workbench軟件對(duì)永磁同步電主軸的關(guān)鍵部件進(jìn)行模態(tài)分析、靜力分析和諧響應(yīng)分析。通過(guò)模態(tài)分析得到關(guān)鍵部件的固有頻率和振型,驗(yàn)證了永磁同步電主軸正常運(yùn)行時(shí),固有頻率與激勵(lì)頻率不接近,可有效的避免共振。借助靜力分析和諧響應(yīng)分析得到了關(guān)鍵部件的應(yīng)力分布云圖,確定部件所受的最大應(yīng)力低于材料的屈服強(qiáng)度。將靜力分析和諧響應(yīng)分析結(jié)果導(dǎo)入nCode Design Life軟件中,進(jìn)行關(guān)鍵部件的疲勞壽命分析,確定其疲勞壽命。應(yīng)用ANSYS Workbench軟件中的Six Sigma模塊,綜合考慮關(guān)鍵部件尺寸、材料、載荷等因素,對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行可靠性分析。分析結(jié)果直觀顯示了每個(gè)輸入變量對(duì)輸出變量的影響,即輸入變量對(duì)輸出變量的靈敏度和關(guān)鍵部件可靠度的影響。根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)。本文通過(guò)對(duì)永磁同步電主軸關(guān)鍵部件的疲勞壽命分析和可靠性分析,既確定了關(guān)鍵部件的壽命,又分析了影響可靠性的主要參數(shù)。分析結(jié)果為永磁同步電主軸關(guān)鍵部件的改進(jìn)提供了重要的參考依據(jù),具有十分重要的工程實(shí)際意義。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TH133

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李成林;宋莎莎;韓振南;;基于nCode Design-Life的某車(chē)架疲勞可靠性分析[J];圖學(xué)學(xué)報(bào);2014年01期

2 楊鳳英;王智奇;王鵬飛;陳金來(lái);郭德青;;動(dòng)壓氣體軸承直流永磁電機(jī)可靠性分析[J];中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào);2013年03期

3 劉景輝;黃開(kāi)勝;陳治宇;李芳玲;;永磁同步電動(dòng)機(jī)徑向電磁力的分析[J];微特電機(jī);2013年05期

4 吳爽;于蓬;章桐;;車(chē)用永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)徑向力波仿真分析[J];佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年05期

5 張釗;張萬(wàn)玉;胡亞琪;;飛機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)疲勞分析研究進(jìn)展[J];航空計(jì)算技術(shù);2012年02期

6 劉永坤;史康云;;電主軸的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展方向探析[J];機(jī)電信息;2011年30期

7 張瑜勝;;電主軸在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用[J];機(jī)械管理開(kāi)發(fā);2011年01期

8 楊貴杰;秦冬冬;;高速電主軸的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[J];伺服控制;2010年02期

9 夏亮;;單邊磁拉力對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)軸撓度影響的計(jì)算[J];防爆電機(jī);2009年02期

10 吳勝軍;徐有良;;輕型汽車(chē)變速箱第一軸的疲勞分析[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2008年05期

，

本文編號(hào)：2542709