【摘要】：隨著我國工業(yè)化程度的不斷提升,對機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、振動小、噪聲低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、加工中心等機械設(shè)備中。永磁同步電主軸的可靠運行對提高產(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,對永磁同步電主軸關(guān)鍵部件的疲勞壽命和可靠性進行分析有一定必要性。傳統(tǒng)方法在對電主軸關(guān)鍵部件的設(shè)計時,一般對關(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\行。本文借助有限元法,對永磁同步電主軸的關(guān)鍵部件進行了疲勞壽命和可靠性研究,研究工作主要包括以下幾個方面:求解永磁同步電主軸關(guān)鍵部件的受力。通過對電主軸進行氣隙磁場的分析和計算,提取出隨時間和位置變化的輸出轉(zhuǎn)矩和徑向電磁力密度,并進行了頻譜分析。結(jié)合不平衡磁拉力的產(chǎn)生機理,分別計算出電主軸同心時和偏心時的不平衡磁拉力。利用ANSYS Workbench軟件對永磁同步電主軸的關(guān)鍵部件進行模態(tài)分析、靜力分析和諧響應(yīng)分析。通過模態(tài)分析得到關(guān)鍵部件的固有頻率和振型,驗證了永磁同步電主軸正常運行時,固有頻率與激勵頻率不接近,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,對關(guān)鍵零部件進行可靠性分析。分析結(jié)果直觀顯示了每個輸入變量對輸出變量的影響,即輸入變量對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)果進行結(jié)構(gòu)改進。本文通過對永磁同步電主軸關(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)鍵部件的改進提供了重要的參考依據(jù),具有十分重要的工程實際意義。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH133

【參考文獻】

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

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

3 劉景輝;黃開勝;陳治宇;李芳玲;;永磁同步電動機徑向電磁力的分析[J];微特電機;2013年05期

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

5 張釗;張萬玉;胡亞琪;;飛機結(jié)構(gòu)振動疲勞分析研究進展[J];航空計算技術(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];機電信息;2011年30期

7 張瑜勝;;電主軸在數(shù)控機床中的應(yīng)用[J];機械管理開發(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[J];伺服控制;2010年02期

9 夏亮;;單邊磁拉力對電機轉(zhuǎn)軸撓度影響的計算[J];防爆電機;2009年02期

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

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本文編號：2542709