磁阻式永磁磁力聯(lián)軸器磁場分析及動力學研究
本文選題:聯(lián)軸器 + 磁阻原理 ; 參考:《合肥工業(yè)大學》2017年碩士論文
【摘要】:隨著人們對永磁材料的認識和研究,越來越多的磁力機械逐漸走入大眾的視野。磁力聯(lián)軸器作為聯(lián)軸器家族中重要的一員,在實現(xiàn)傳遞扭矩與轉(zhuǎn)動功能的選擇上越發(fā)受到學者的重視。磁阻式永磁磁力聯(lián)軸器是一款基于磁阻電機,運用磁阻原理傳遞轉(zhuǎn)矩與運動的新型磁力聯(lián)軸器。由于其結(jié)構(gòu)的特殊性,該磁力聯(lián)軸器具有轉(zhuǎn)子強度高、結(jié)構(gòu)簡單、過載時會自動保護、可以實現(xiàn)高速傳動等優(yōu)點。本論文首先闡述了磁阻式永磁磁力聯(lián)軸器的工作原理和結(jié)構(gòu)特點,給出了其三維模型圖。依照其結(jié)構(gòu)特點構(gòu)建了磁力聯(lián)軸器的等效磁路,運用“代角法”求得各個磁路的磁導。根據(jù)各磁路磁導,從磁場能量出發(fā)得到了聯(lián)軸器的傳遞轉(zhuǎn)矩。然后運用Ansoft Maxwell有限元仿真軟件構(gòu)建了磁阻式磁力聯(lián)軸器二維與三維模型。對該聯(lián)軸器進行二維分析,分別得到了轉(zhuǎn)子耦合長度和工作氣隙厚度等因素與聯(lián)軸器氣隙磁場之間的影響關(guān)系;對該聯(lián)軸器進行三維分析,從磁力鏈的角度說明了結(jié)構(gòu)的合理性,同時也得到了輸入、輸出轉(zhuǎn)子的齒數(shù)等因素與輸出轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系曲線。最后運用Proe建立磁阻式永磁磁力聯(lián)軸器的三維模型,導入Ansys中進行動力學分析計算。通過對輸出轉(zhuǎn)子做最大受力時的靜力學分析,得到其最大變形量為0.000265mm。對其做帶有預應力的模態(tài)分析,得到了前五階振型及頻率,利用臨界轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系,求得該聯(lián)軸器輸出轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速最大可以達到15240r/min。有限元仿真結(jié)果進一步驗證了該磁力聯(lián)軸器的可行性。
[Abstract]:With the understanding and research of permanent magnetic materials, more and more magnetic machinery has gradually come into the public view. As an important member of the coupling family, magnetic coupling is paid more and more attention to in the choice of torque transfer and rotation function. The magnetoresistive permanent magnet coupling is a new type of magnetic coupling based on magnetoresistive motor, which uses the principle of magnetoresistive to transfer torque and motion. Because of the particularity of its structure, the magnetic coupling has the advantages of high rotor strength, simple structure, automatic protection when overload, high speed transmission and so on. In this paper, the working principle and structure characteristics of magnetoresistive permanent magnet coupling are introduced, and the 3D model diagram is given. According to its structural characteristics, the equivalent magnetic circuit of magnetic coupling is constructed, and the magnetic conductance of each magnetic circuit is obtained by means of "substitute angle method". According to the magnetic conductance of each magnetic circuit, the transmission torque of the coupling is obtained from the magnetic field energy. Then the two-dimensional and three-dimensional models of magnetoresistive magnetic coupling are constructed by using Ansoft Maxwell finite element simulation software. The effects of rotor coupling length and working air gap thickness on the coupling magnetic field of the coupling are obtained, and the three dimensional analysis of the coupling is carried out. The rationality of the structure is explained from the point of view of magnetic chain, and the relationship curve between the number of teeth of the input and output rotor and the output torque is obtained. Finally, the three-dimensional model of magnetoresistive permanent magnet coupling is established by Proe and introduced into Ansys for dynamic analysis and calculation. The maximum deformation of the output rotor is 0.000265 mm by statics analysis when the output rotor is subjected to the maximum force. The first five modes and frequencies are obtained by modal analysis with prestressing force. By using the relation between critical speed and frequency, the maximum operating speed of the rotor output of the coupling can reach 1 5240 r / min. The finite element simulation results further verify the feasibility of the magnetic coupling.
【學位授予單位】:合肥工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:TH133.4
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,本文編號:1969473
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