本文關(guān)鍵詞：汽車風(fēng)扇電機(jī)換向器入軸過盈配合的研究

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【摘要】：換向器是電機(jī)最重要的部件之一,換向器與電機(jī)軸的裝配質(zhì)量是保證扭矩傳遞和抵抗相對(duì)運(yùn)動(dòng)的重要因素。當(dāng)前換向器與電機(jī)軸的裝配主要采用壓入法,電機(jī)制造商對(duì)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(gè)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(duì)象,采用有限元軟件ABAQUS對(duì)換向器的入軸過程進(jìn)行模擬計(jì)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(diǎn)對(duì)換向器入軸配合模型進(jìn)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(jì)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(yàn)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(diǎn)分析了模塑料材料的力學(xué)特性,指出了模塑料拉伸試驗(yàn)的不足,并通過分析其拉伸強(qiáng)度與彎曲強(qiáng)度的關(guān)系,利用兩種不同厚度試樣的彎曲試驗(yàn)間接獲得了模塑料材料真實(shí)的拉伸強(qiáng)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(xiǎn)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(duì)比了無襯套和黃銅襯套兩種換向器在過盈量改變時(shí)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(qiáng)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明,試驗(yàn)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(jī)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(jì)算18-22
• 2.1 軸孔過盈配合的概念及特點(diǎn)18
• 2.2 軸孔過盈配合的理論計(jì)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(jì)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(diǎn)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(yàn)22-38
• 3.1 換向器用模塑料的室溫拉伸和彎曲試驗(yàn)22-32
• 3.1.1 模塑料的拉伸試驗(yàn)22-26
• 3.1.2 拉伸強(qiáng)度與彎曲強(qiáng)度的關(guān)系及彎曲強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)26-29
• 3.1.3 模塑料的彎曲試驗(yàn)29-32
• 3.1.4 拉伸強(qiáng)度的確定及驗(yàn)證32
• 3.2 換向器用黃銅的室溫拉伸試驗(yàn)32-35
• 3.2.1 試驗(yàn)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(yàn)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(diǎn)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(yàn)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(duì)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(chǎng)應(yīng)用52-60
• 5.1 過盈量對(duì)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(duì)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(duì)比55-56
• 5.4 換向器入軸配合過盈量的優(yōu)化及現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)驗(yàn)證57-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 總結(jié)與展望60-62
• 參考文獻(xiàn)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(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見67

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本文編號(hào)：946031