本文關(guān)鍵詞：汽車風(fēng)扇電機換向器入軸過盈配合的研究

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【摘要】：換向器是電機最重要的部件之一,換向器與電機軸的裝配質(zhì)量是保證扭矩傳遞和抵抗相對運動的重要因素。當(dāng)前換向器與電機軸的裝配主要采用壓入法,電機制造商對換向器入軸裝配力有著越來越嚴(yán)格的要求,如何嚴(yán)格控制入軸力大小成為換向器生產(chǎn)商的一個重要課題。在此背景下,本文以寧波勝克換向器有限公司生產(chǎn)的某型汽車風(fēng)扇換向器為研究對象,采用有限元軟件ABAQUS對換向器的入軸過程進行模擬計算,為合理選擇裝配過盈量和控制入軸力提供了新的方法。根據(jù)換向器自身的特點對換向器入軸配合模型進行了合理的簡化,并基于經(jīng)典的厚壁圓筒理論獲得換向器入軸過盈配合配合面處的應(yīng)力計算公式,分析了配合面接觸應(yīng)力及入軸力與過盈量之間的關(guān)系,為換向器入軸配合的有限元分析提供了理論依據(jù)。通過材料試驗獲得了換向器用模塑料、銀銅、黃銅的力學(xué)性能參數(shù)。其中重點分析了模塑料材料的力學(xué)特性,指出了模塑料拉伸試驗的不足,并通過分析其拉伸強度與彎曲強度的關(guān)系,利用兩種不同厚度試樣的彎曲試驗間接獲得了模塑料材料真實的拉伸強度。利用有限元軟件ABAQUS建立了換向器入軸過盈配合的有限元模型,分析了配合后換向器各部件的應(yīng)力狀態(tài)。仿真結(jié)果表明,裝配完成后模塑料配合面處是模型中最危險的部位,接觸應(yīng)力在內(nèi)孔接觸邊緣部分急劇增加,存在接觸邊緣效應(yīng)。利用相同方法分析了帶襯套換向器入軸配合各部件的應(yīng)力狀態(tài)。分析對比了無襯套和黃銅襯套兩種換向器在過盈量改變時各部件應(yīng)力及最大入軸力隨過盈量的變化關(guān)系。并以此為基礎(chǔ),根據(jù)要求的入軸力及材料強度得到了滿足裝配要求的過盈量的合理范圍及軸孔配合公差。利用分析得到的配合公差進行實驗驗證,結(jié)果表明,試驗品的入軸力均能很好地滿足裝配要求。
【關(guān)鍵詞】：換向器 電機軸 過盈配合 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464.138.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 選題背景及課題來源10-15
• 1.1.1 換向器簡介10
• 1.1.2 換向器制造存在的問題10-11
• 1.1.3 換向器研究開發(fā)現(xiàn)狀11-13
• 1.1.4 換向器入軸配合問題簡介13-14
• 1.1.5 課題來源及目的14-15
• 1.2 論文主要研究內(nèi)容及意義15-18
• 第二章 入軸過盈配合的理論分析及力學(xué)計算18-22
• 2.1 軸孔過盈配合的概念及特點18
• 2.2 軸孔過盈配合的理論計算18-21
• 2.2.1 換向器入軸過盈配合模型的簡化18-19
• 2.2.2 彈性變形狀態(tài)下過盈配合的計算19-21
• 2.2.3 彈性變形狀態(tài)下過盈配合模型的應(yīng)力解及其特點21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第三章 換向器材料力學(xué)性能試驗22-38
• 3.1 換向器用模塑料的室溫拉伸和彎曲試驗22-32
• 3.1.1 模塑料的拉伸試驗22-26
• 3.1.2 拉伸強度與彎曲強度的關(guān)系及彎曲強度的尺寸效應(yīng)26-29
• 3.1.3 模塑料的彎曲試驗29-32
• 3.1.4 拉伸強度的確定及驗證32
• 3.2 換向器用黃銅的室溫拉伸試驗32-35
• 3.2.1 試驗方案33-34
• 3.2.2 數(shù)據(jù)處理及結(jié)果34-35
• 3.3 換向器用銀銅的室溫拉伸試驗35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 第四章 換向器入軸配合有限元仿真分析38-52
• 4.1 接觸問題概述38-39
• 4.1.1 接觸問題及其特點38
• 4.1.2 有限元法求解接觸問題的主要方法38-39
• 4.2 有限元方法介紹39-40
• 4.3 換向器入軸配合有限元模型的建立40-45
• 4.3.1 幾何模型的創(chuàng)建及簡化40-41
• 4.3.2 網(wǎng)格劃分41-42
• 4.3.3 定義材料屬性42
• 4.3.4 定義網(wǎng)格屬性42
• 4.3.5 模型的裝配和定義分析步42
• 4.3.6 定義接觸42-44
• 4.3.7 定義邊界條件和載荷44-45
• 4.4 換向器入軸配合有限元模型的驗證45-46
• 4.5 換向器入軸配合仿真結(jié)果分析46-48
• 4.5.1 模塑料的有限元仿真結(jié)果分析46-47
• 4.5.2 換向片的有限元仿真結(jié)果分析47-48
• 4.6 襯套對換向器入軸配合的影響48-50
• 4.6.1 帶襯套換向器的研究背景48
• 4.6.2 帶襯套換向器的結(jié)構(gòu)48-49
• 4.6.3 帶襯套換向器入軸配合仿真分析49-50
• 4.7 本章小結(jié)50-52
• 第五章 換向器入軸配合過盈量的優(yōu)化及現(xiàn)場應(yīng)用52-60
• 5.1 過盈量對模塑料內(nèi)孔類換向器入軸過盈配合結(jié)果的影響52-53
• 5.2 過盈量對帶襯套換向器入軸過盈配合結(jié)果的影響53-55
• 5.3 帶襯套換向器與模塑料內(nèi)孔換向器仿真結(jié)果對比55-56
• 5.4 換向器入軸配合過盈量的優(yōu)化及現(xiàn)場應(yīng)用56-59
• 5.4.1 過盈量及軸孔配合公差的確定57
• 5.4.2 過盈量優(yōu)化結(jié)果的現(xiàn)場驗證57-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 總結(jié)與展望60-62
• 參考文獻62-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果65-66
• 致謝66-67
• Ⅳ-2答辯委員會對論文的評定意見67

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本文編號：946031