本文關(guān)鍵詞：混合式永磁聯(lián)軸器設(shè)計及傳動特性研究

  更多相關(guān)文章： 混合式永磁聯(lián)軸器 數(shù)學(xué)模型 傳遞轉(zhuǎn)矩 正交試驗(yàn) 優(yōu)化設(shè)計

【摘要】：聯(lián)軸器是機(jī)械傳動系統(tǒng)中的一個重要部件。隨著近幾年Nd-Fe-B材料得到了廣泛的應(yīng)用,磁力聯(lián)軸器也得到了空前的發(fā)展,尤其是在礦山機(jī)械,風(fēng)力傳動以及危險介質(zhì)傳動的場合�；旌鲜接来怕�(lián)軸器是基于傳統(tǒng)的軸向盤式永磁聯(lián)軸器和徑向永磁聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)設(shè)計的一種新型永磁聯(lián)軸器,能夠有效的解決盤式永磁聯(lián)軸器的軸向不穩(wěn)定性和減小安裝成本,以及解決徑向永磁聯(lián)軸器的徑向不穩(wěn)定性。能夠廣泛應(yīng)用到擾性傳動、隔離振動和磁懸浮傳遞場合,具有一般磁力聯(lián)軸器不可代替的優(yōu)點(diǎn)。本文首先闡述了混合式永磁聯(lián)軸器的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立傳遞轉(zhuǎn)矩計算數(shù)學(xué)模型,基于磁荷庫倫定理推導(dǎo)混合式永磁聯(lián)軸器的傳遞轉(zhuǎn)矩的計算公式。由于混合式永磁聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)的特殊性,直接利用推導(dǎo)的公式計算傳遞轉(zhuǎn)矩過程復(fù)雜,誤差累積,精度偏低。本文提出了一個簡化的傳遞轉(zhuǎn)矩計算公式,通過MATLAB對數(shù)據(jù)進(jìn)行函數(shù)擬合,修正計算公式�；趍axwell ansoftI對混合式永磁聯(lián)軸器的傳動特性進(jìn)行分析,可知混合式永磁聯(lián)軸器最佳的磁極對數(shù)m=12。傳遞轉(zhuǎn)矩隨著內(nèi)、外永磁轉(zhuǎn)子之間的角度變化呈正弦函數(shù)變化,且當(dāng)角度差為π/m時,混合式永磁聯(lián)軸器的傳遞轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值。傳遞轉(zhuǎn)矩隨永磁體厚度的增加呈先增加,后逐漸趨于平穩(wěn)值。傳動轉(zhuǎn)矩隨著軸向氣隙和徑向氣隙的增加呈下降趨勢。當(dāng)徑向安裝誤差2mm以內(nèi),傳遞轉(zhuǎn)矩仍然能夠保持在傳遞轉(zhuǎn)矩理想值的98.14%；當(dāng)軸向安裝誤差在2mm以內(nèi),傳遞轉(zhuǎn)矩基本能夠保持在理論值的99.9%以上,所以混合式永磁聯(lián)軸器具有易安裝拆卸的特點(diǎn)。外永磁體單側(cè)受到的軸向附加力最大值隨著磁極對數(shù)的增加呈下降的趨勢,對于8極的混合式永磁聯(lián)軸器的軸向力可達(dá)70+190 sinθN.m,軸向力隨著內(nèi)、外永磁體的角度差也呈正弦變化。利用正交試驗(yàn)法分析混合式永磁聯(lián)軸器的各結(jié)構(gòu)參數(shù)對傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩公式計算誤差的影響程度,分析轉(zhuǎn)矩計算公式最佳的使用范圍：內(nèi)永磁體軸向厚度12mmA20mm;內(nèi)永磁體徑向厚度10mm≤B≤16mm;外永磁體軸向厚度12mm≤C≤18mm;外永磁體徑向厚度10mm≤B≤18mm;磁極對數(shù)12≤D≤16；外永磁體外徑100mm≤F≤140mm。最后,利用修正的轉(zhuǎn)矩計算公式和邊界條件對混合式永磁聯(lián)軸器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。對一款最大傳遞轉(zhuǎn)矩為50N.m的混合永磁聯(lián)軸器進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計,使之成為一款能夠用于實(shí)際生產(chǎn)的樣機(jī)。搭建實(shí)驗(yàn)平臺對混合式永磁聯(lián)軸器進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)傳動特性進(jìn)行測試,驗(yàn)證了改進(jìn)公式的準(zhǔn)確性以及渦流計算公式的適用性。
【關(guān)鍵詞】：混合式永磁聯(lián)軸器 數(shù)學(xué)模型 傳遞轉(zhuǎn)矩 正交試驗(yàn) 優(yōu)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH133.4
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 符號說明16-17
• 第一章 緒論17-24
• 1.1 引言17
• 1.2 磁力聯(lián)軸器的分類17-19
• 1.3 本課題研究的背景和意義19-20
• 1.4 國內(nèi)、外永磁聯(lián)軸器研究現(xiàn)狀與發(fā)展?fàn)顩r20-22
• 1.4.1 國外關(guān)于永磁聯(lián)軸器傳動特性的研究20-21
• 1.4.2 國內(nèi)關(guān)于永磁聯(lián)軸器傳動特性的研究21-22
• 1.5 本課題研究的內(nèi)容22-24
• 第二章 混合式永磁聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩特性分析24-61
• 2.1 混合式永磁聯(lián)軸器材料選擇24-26
• 2.1.1 永磁材料的選擇24-25
• 2.1.2 軟磁材料的選取25-26
• 2.2 二維磁場分析26-31
• 2.2.1 Maxwell Ansoft二維靜磁場分析原理26-27
• 2.2.2 二維靜磁場的分析27-31
• 2.3 三維磁場的仿真分析31-36
• 2.3.1 Ansoft Maxwell三維維靜磁場分析原理31
• 2.3.2 Ansoft Maxwell三維瞬態(tài)場分析原理31-33
• 2.3.3 三維磁場分布33-36
• 2.4 混合式永磁聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩計算36-46
• 2.4.1 轉(zhuǎn)矩計算方法36-40
• 2.4.2 磁荷庫倫定理下的轉(zhuǎn)矩計算公式修正40-44
• 2.4.3 改進(jìn)轉(zhuǎn)矩公式的驗(yàn)證44-46
• 2.5 混合式永磁聯(lián)軸器各參數(shù)對傳遞轉(zhuǎn)矩的影響46-58
• 2.5.1 內(nèi)、外轉(zhuǎn)子永磁體角度差與傳遞轉(zhuǎn)矩的關(guān)系46-48
• 2.5.2 磁極對數(shù)與傳遞轉(zhuǎn)矩的關(guān)系48-50
• 2.5.3 永磁體非磁化方向厚度與傳遞轉(zhuǎn)矩的關(guān)系50-52
• 2.5.4 空氣氣隙與傳遞轉(zhuǎn)矩的關(guān)系52-54
• 2.5.5 外轉(zhuǎn)子、端蓋的材料對磁力聯(lián)軸器的傳遞轉(zhuǎn)矩的影響54-55
• 2.5.6 內(nèi)、外轉(zhuǎn)子安裝誤差對傳遞轉(zhuǎn)矩的影響55-58
• 2.6 外永磁體軸向力分析58-59
• 2.7 本章小結(jié)59-61
• 第三章 各因素對傳遞轉(zhuǎn)矩影響的正交試驗(yàn)分析61-67
• 3.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計61-62
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析62-65
• 3.2.1 各因素對傳遞轉(zhuǎn)矩的影響分析62-64
• 3.2.2 改進(jìn)的轉(zhuǎn)矩計算公式的適用范圍分析64-65
• 3.3 本章小結(jié)65-67
• 第四章 混合式永磁聯(lián)軸器設(shè)計67-77
• 4.1 混合式永磁聯(lián)軸器的參數(shù)化設(shè)計67-68
• 4.2 永磁體安裝方式的選擇和安全校核68-72
• 4.2.1 永磁體安裝方式為膠粘時的安全校核68-71
• 4.2.2 永磁體安裝方式為螺釘時的安全校核71-72
• 4.3 混合式磁力聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)設(shè)計72-74
• 4.4 主軸的形變及強(qiáng)度校核74-76
• 4.5 本章小結(jié)76-77
• 第五章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證77-83
• 5.1 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的設(shè)計77-78
• 5.2 混合式永磁聯(lián)軸器靜態(tài)性能測試78-80
• 5.2.1 靜態(tài)測試實(shí)驗(yàn)裝置78-79
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)測試及結(jié)果分析79-80
• 5.3 混合式永磁聯(lián)軸器動態(tài)性能測試80-81
• 5.3.1 動態(tài)測試實(shí)驗(yàn)裝置80-81
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)測試及結(jié)果分析81
• 5.4 本章小結(jié)81-83
• 第六章 結(jié)論與展望83-86
• 6.1 全文總結(jié)83-84
• 6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)84
• 6.3 展望84-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況90

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 裴彩絮;聯(lián)軸器孔與軸配合的選擇[J];設(shè)備管理與維修;2001年09期

2 王玉良;永磁聯(lián)軸器的系列化[J];磁性材料及器件;2002年06期

3 靳光法;幾種新型聯(lián)軸器[J];機(jī)械工程師;2002年01期

4 舒家駿;陳永昌;;國內(nèi)市場上常見的聯(lián)軸器[J];裝備機(jī)械;2003年01期

5 劉利東;幾種新型聯(lián)軸器簡介[J];林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備;2003年03期

6 吳曉紅;新型高彈聯(lián)軸器[J];機(jī)械研究與應(yīng)用;2003年03期

7 陳松,徐文峰;淺談泵用聯(lián)軸器的選型[J];水泵技術(shù);2003年05期

8 駱紅 ,阮忠唐;聯(lián)軸器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中幾個問題的商榷[J];機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量;2004年10期

9 ;便捷可靠的飛輪聯(lián)軸器[J];現(xiàn)代制造;2005年09期

10 開天;正確選用聯(lián)軸器[J];現(xiàn)代制造;2005年07期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張繼乾;賈勝磊;;聯(lián)軸器的選型及其維護(hù)[A];中國計量協(xié)會冶金分會2010年會論文集[C];2010年

2 陳健康;;大型軋鋼電機(jī)大軸軸端配裝客戶聯(lián)軸器的方法(摘要)[A];2010全國機(jī)電企業(yè)工藝年會《上海電氣杯》征文論文集[C];2010年

3 王琢貴;;淺談大型設(shè)備聯(lián)軸器的拆裝方法[A];第3屆全國煤炭工業(yè)生產(chǎn)一線青年技術(shù)創(chuàng)新文集[C];2008年

4 趙廣;劉占生;王永亮;陳鋒;;不同類型聯(lián)軸器對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速影響理論與試驗(yàn)研究[A];第八屆全國轉(zhuǎn)子動力學(xué)學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2008年

5 匡俊;馬崢;馬玉順;李啟飛;余天樂;朱兵;;永磁聯(lián)軸器的散熱及噪聲分析[A];第十一屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議暨第二十四屆全國水動力學(xué)研討會并周培源誕辰110周年紀(jì)念大會文集（下冊）[C];2012年

6 馬曉軍;;聯(lián)軸器找正時的測量方法[A];2009年河北省軋鋼技術(shù)與學(xué)術(shù)年會論文集（下）[C];2009年

7 郭建文;;聯(lián)軸器綜合故障檢測裝置[A];2010全國機(jī)械裝備先進(jìn)制造技術(shù)(廣州)高峰論壇論文匯編[C];2010年

8 郭建文;;聯(lián)軸器綜合故障檢測裝置[A];節(jié)能減排 綠色制造 智能制造——低碳經(jīng)濟(jì)下高技術(shù)制造產(chǎn)業(yè)與智能制造發(fā)展論壇論文集[C];2010年

9 吳華模;程東;趙玉東;紀(jì)建國;宋瑞;曹志棟;;鼓形滾珠聯(lián)軸器在軋機(jī)上的應(yīng)用[A];2012年河北省軋鋼技術(shù)暨學(xué)術(shù)年會論文集（上）[C];2012年

10 申屠留芳;張相炎;;新型關(guān)節(jié)軸承式疊片聯(lián)軸器[A];第十四屆全國機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會暨第二屆海峽兩岸機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魏雙林;冀聯(lián)精心打造聯(lián)軸器基地[N];中國化工報;2004年

2 魏雙林;河北冀州聯(lián)軸器占據(jù)國內(nèi)四成市場[N];中國工業(yè)報;2011年

3 魏雙林;冀州聯(lián)軸器廠產(chǎn)品創(chuàng)新添活力[N];經(jīng)理日報;2003年

4 科文;加速技術(shù)創(chuàng)新 提升產(chǎn)品檔次[N];中國冶金報;2009年

5 魏雙林;冀州市聯(lián)軸器廠產(chǎn)品創(chuàng)新添活力[N];中國冶金報;2003年

6 林林;河北冀州市聯(lián)軸器廠新品開發(fā)“因市而動”[N];現(xiàn)代物流報;2007年

7 本報記者 魏雙林;“冀聯(lián)”創(chuàng)新利器辟出新天地[N];現(xiàn)代物流報;2011年

8 記者 魏雙林 通訊員 劉桂春;冀聯(lián)加速新品研發(fā)開拓市場[N];中國冶金報;2006年

9 高廣洲;利用定位環(huán)解決聯(lián)軸器互換難題[N];世界金屬導(dǎo)報;2014年

10 ;“首鋼長白”推出三項新產(chǎn)品[N];中國冶金報;2001年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 王學(xué)鋒;滑移型三叉式聯(lián)軸器的抗磨損結(jié)構(gòu)及其潤滑特性[D];青島科技大學(xué);2010年

2 趙廣;轉(zhuǎn)子—聯(lián)軸器—軸承—隔振器系統(tǒng)耦合動力學(xué)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

3 申屠留芳;關(guān)節(jié)軸承式疊片聯(lián)軸器的設(shè)計研究[D];南京理工大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 毛新星;液體粘性聯(lián)軸器的特性及內(nèi)流場的數(shù)值模擬研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

2 朱華衛(wèi);液體粘性聯(lián)軸器特性及其檢測方法研究[D];浙江大學(xué);2006年

3 劉景明;高速柴油發(fā)電機(jī)組軸系聯(lián)軸器參數(shù)匹配研究[D];西南交通大學(xué);2015年

4 劉文俊;MW級風(fēng)電聯(lián)軸器裝配工藝及仿真分析[D];西南交通大學(xué);2015年

5 宋健;機(jī)車牽引齒輪用端齒聯(lián)軸器的參數(shù)計算與強(qiáng)度分析[D];大連交通大學(xué);2015年

6 鄭成龍;考慮聲—固—熱耦合影響的盤式可調(diào)速永磁聯(lián)軸器降噪研究[D];山東大學(xué);2015年

7 歐國威;聯(lián)軸器的計算機(jī)輔助工藝設(shè)計研究[D];武漢輕工大學(xué);2015年

8 張秀秀;基于粘性聯(lián)軸器的新型電驅(qū)動防滑系統(tǒng)研究[D];北京理工大學(xué);2016年

9 邰志恒;新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的設(shè)計與優(yōu)化[D];鄭州大學(xué);2016年

10 尤文;基于計算機(jī)模擬仿真的聯(lián)軸器—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)力學(xué)特性研究[D];上海師范大學(xué);2016年

，

本文編號：685602