裝配圖刀桿式手動壓機設(shè)計(1)

裝配圖刀桿式手動壓機設(shè)計(1),裝配,圖刀桿式,手動,設(shè)計 傳統(tǒng)上的機械設(shè)計考慮積層，高速，內(nèi)置永磁同步機轉(zhuǎn)子 愛德華·c拉雷絲 美國電氣和電子工程師協(xié)會會員 Jahns托馬斯·m 朗博士杰弗里h Keim托馬斯·a Abstract-This機械設(shè)計的考慮。本文討論了對傳統(tǒng)所特有(例如,徑向)永磁同步電機的轉(zhuǎn)子內(nèi)部層機器。重點是放在的應(yīng)用場合,在那里,徑向力由于高速運行的主要途徑是機械的限制設(shè)計的因素。適當設(shè)計的分層橋梁或肋骨,在轉(zhuǎn)子外徑是指在詞語解釋的是兼而有之資料的思路和電磁性能影響。與性能的權(quán)衡復(fù)雜的聯(lián)系在一起使用加強肋磁鐵蛀牙進行了探討。這靈敏度的rotor-shaft機械設(shè)計的限制的越來越多的機制,突出了。這些效應(yīng),然后利用有限元分析的一種方法分析了m / 6-kW 150-N先發(fā)投手/發(fā)電機設(shè)計集成運行到6000股r /分鐘環(huán)形轉(zhuǎn)子來容納變矩器或離合器總成。這個例子,證明了這是有可能的對顯著提高轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)完整性使用摘要敘述技術(shù)只有一個非常謙遜的沖擊在放映的機械驅(qū)動成本。 指數(shù)Terms-Electrical鋼、有限元分析(FEA),高速度、室內(nèi)永磁(IPM)同步機、片、磁飽和。 I.介紹 OTOR設(shè)計和施工的室內(nèi)永久的,磁鐵(IPM)機是很有挑戰(zhàn)性的任務(wù)到期一種矛盾的特點,改了系統(tǒng)性能轉(zhuǎn)子的復(fù)雜性。IPM的機器是感興趣的,因為他們是非常有吸引力的表演的立場在牽引和主軸應(yīng)用[1]、[2]。機器設(shè)計可以(IPM)用寬,從理論上無限,速度范圍為常數(shù)具有優(yōu)良的逆變器利用權(quán)力運作。這是通過使用一凸實現(xiàn)轉(zhuǎn)子幾何有限 論文發(fā)表于IPCSD 03-084 2001年,IEEE國際電氣機械與驅(qū)動研討會,6月17 - 20日劍橋,麻薩諸塞州,和批準發(fā)表在中華民國的工業(yè)應(yīng)用電機委員會正則化方法的工業(yè)應(yīng)用的社會。手稿提交審查并公布了11月5日,2002年1月出版20日,2004年。 這項工作是由麻省理工學(xué)院的財團支持先進汽車電子/電氣元件和系統(tǒng)。 拉雷絲與SatCon e . c的高新技術(shù)公司,劍橋,麻薩諸塞州美國(電子郵件件:lovelace@alum.mit.edu 02142l)。t . m . Jahns與威斯康辛大學(xué)電機與電力電子聯(lián)合體,電氣連接,計算機工程部門,大學(xué)的威斯康辛州麥迪遜、作業(yè)指導(dǎo)書,美國(電子郵件:jahns@engr.wisc.edu 53706-1691)。t . a . Keim和j . h .朗與實驗室的磁力部門或電子系統(tǒng)、電氣工程和計算機科學(xué)、麻省理工學(xué)院、劍橋,MA 02139美國(電子郵件:tkeim@mit.edu,lang@mit.edu)。10.1109 / TIA.2004.827440數(shù)字對象標識符。 從磁通,里面藏貢獻轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)譜。達到理想的程度的凸極、特殊紋理策略是典型的設(shè)計和組裝要求比較對那些需要為競爭對手的機器類型諸如表面點和異步電機。 轉(zhuǎn)子設(shè)計策略機器一般可(IPM)軸向及徑向劃分,每層合結(jié)構(gòu)以其自身優(yōu)勢[3],[4]。轉(zhuǎn)子的軸向的層使用多種交替層構(gòu)造軟、硬磁紙上的,還是放在沿主軸的機器,每個彎曲和個人的大小與轉(zhuǎn)子磁極形成[1]。該設(shè)計方法可以達到high-inductance凸極率 超過10:1。然而,合軸轉(zhuǎn)子相對昂貴制造由于分類切割,塑造和組裝的許多不同的片那一定是就業(yè)。此外,一個約束轉(zhuǎn)子的袖子可能是必要的,以防止紋理高速運作入侵到氣隙。這種袖子通常減少由于他們的凸極有限厚度和經(jīng)常增加由于渦流損失當高強度不銹鋼(例如,Inconel)是超套筒材料。 相比之下,屬于典型的層合轉(zhuǎn)子徑向設(shè)計以1 - 4層的硬磁材料在每個極。每個紋理,這一點與其他類型機器,是傳統(tǒng)穿孔或削減作為一個單一的單一塊為橫截面上的轉(zhuǎn)子。蛀牙是穿孔或剪切成轉(zhuǎn)子片,和磁性材料插入這些蛀牙。這求購,最多可以放置,以便使用傳統(tǒng)的方法轉(zhuǎn)子是屬于比較容易制造比它的軸疊層IPM翻版。 摘要本文檢視傳統(tǒng)機械設(shè)計的問題(也稱橫向或徑向)膠布等IPM轉(zhuǎn)子。只有離心力被認為是這可能是占統(tǒng)治地位的機械應(yīng)力的來源在高-速度的設(shè)計。每個設(shè)計特征的幾個關(guān)鍵轉(zhuǎn)子進行了考核反過來對他們的影響結(jié)果表明,在轉(zhuǎn)子彎曲故障的壓力 蘇:拉雷絲等傳統(tǒng)層合、高速,IPM同步機轉(zhuǎn)子 圖1 .12-pole IPM的橫截面的機器。 國家和電磁性能。設(shè)計策略與就功能,可以有效減少合成機械應(yīng)力狀態(tài)進行了研究。辯論的證實通過有限元分析(FEA)來驗證的觀點。 一個IPM轉(zhuǎn)子設(shè)計一個集成起動/發(fā)電機(ISG)應(yīng)用是用來在整個論文以說明該方法的意義這些機械方面的技術(shù)問題[5]-[7]。一個橫截面雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計12-pole圖1顯示的是。特別需要指出的是,轉(zhuǎn)子的機械應(yīng)力狀態(tài),這是一種極限設(shè)計約束由于具有較高的轉(zhuǎn)子變速運行,是必需的環(huán)形旋轉(zhuǎn)音圈汽車機械。 相關(guān)的設(shè)計規(guī)范設(shè)計技術(shù)： ·每分鐘6000-r最大操作速度; ·設(shè)計000-r /分鐘10個破裂速度; ·轉(zhuǎn)子內(nèi)徑最小165mm; ·最大的定子外徑300mm; ·永磁材料 II．機械設(shè)計的IPM轉(zhuǎn)子 為了這個討論,機械設(shè)計點所對應(yīng)的應(yīng)用進行說明,而產(chǎn)生的在最壞的情況下,轉(zhuǎn)子的機械應(yīng)力(IPM)。假設(shè)在這個發(fā)展過程中采用如下: ·只是穩(wěn)態(tài)速度情況 ·忽略溫度效應(yīng) ·29-gage基線芯材:M19電氣鋼 ·產(chǎn)量幫助中的小應(yīng)變分析表明平面應(yīng)力 ·電磁起源的力量可以忽略不計 ·振動和轉(zhuǎn)子軸動力部隊被忽略了 與這些假定的基礎(chǔ)上,對轉(zhuǎn)子的力量支配著通過穩(wěn)態(tài)離心力在恒定的速度。因此,機械設(shè)計點所對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)破裂的手術(shù)設(shè)計速度值,10基米-雷克南/分鐘。 與這些假定的基礎(chǔ)上,對轉(zhuǎn)子的力量支配著通過穩(wěn)態(tài)離心力在恒定的速度。因此,機械設(shè)計點所對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)破裂的手術(shù)設(shè)計速度值,10基米-雷克南/分鐘。峰值應(yīng)力的解析計算由于離心一時徑向力機轉(zhuǎn)子是一層合(IPM)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù),那是不嘗試過在本文由于 復(fù)雜的轉(zhuǎn)子分層設(shè)計特點。然而,這些峰值應(yīng)力影響的邊界上的優(yōu)化變量,確定出最優(yōu)的系統(tǒng)設(shè)計,所以定性討論的合力由于慣性負載是合適的。討論了著名的原則,采用材料在描述的行為靜載荷[8],[9]。 圖2。素描的內(nèi)力有著堅實的轉(zhuǎn)子 圖3。在草圖合力轉(zhuǎn)子在一個magnet-filled(IPM)空腔內(nèi)。 圖2顯示一個堅實的轉(zhuǎn)子截面與標示注明主要力量的核心由于離心加載。從最簡單的水平,而忽略了磁鐵的蛀牙、轉(zhuǎn)子就像一個環(huán)不變的前提下,離心加載。在這些一種元素的條件下,轉(zhuǎn)子的成員在切向張力和徑向壓縮。 我們可以為薄壁箍近似建模轉(zhuǎn)子由于窄深的轉(zhuǎn)子ISG相比較于轉(zhuǎn)子的ID。作為一個結(jié)果,轉(zhuǎn)子的細分市場主要經(jīng)驗切向張力的力量。使用這個假設(shè),主要影響因素的峰值應(yīng)力的平均值“環(huán)”的半徑和轉(zhuǎn)速。幫助中的小應(yīng)變分析根據(jù)應(yīng)力增加的平方每個這些因素。 如果轉(zhuǎn)子腔現(xiàn)在視為圖3中,哪個只含有一腔層、鋼桿件集中這 連接到軸是,現(xiàn)在只剩下的紋理薄的鋼橋在各個末端。因此,離心加載在電線桿上一篇文章并不是均勻的分布在 圖4。在草圖合力IPM轉(zhuǎn)子在多種層次。 “箍、轉(zhuǎn)子徑向?qū)а荨?導(dǎo)致實質(zhì)性的慣性兩個保留上的負荷之間的橋梁。 應(yīng)該指出的是,該保稅點資料洞里也將有助于這個裝載,因為它是更少嗎鋼的硬度比,因此,貢獻,將額外的加載攻擊的內(nèi)側(cè)邊緣桿件。因此,磁鐵的等效質(zhì)量, 圖3中,必須的總和鋼桿兩件作品,磁鐵(陰影部分的圖3)。保稅磁性材料不提供任何磁體和鋼顯著之間的融洽,因此,不傳遞力與服事的桿件。 面臨的挑戰(zhàn),就可建模思路,并在這在很大程度上取決于具體橋的形狀。如果橋梁(主要是直的,然后梁彎曲近似的嗎適當?shù)?。當多個圖層都被看作是圖4中每一層能被視為獨立的載入如果inter-cavity鋼截面大得足夠分配任何脅迫濃度相鄰的橋。負荷在每座橋是再后末期由于負載在干熄爐徑向方向其慣性負載上剩余的部分桿件這座橋正在考慮之間和軸。 如果橋梁每一層都有相同的規(guī)模,將橋最長結(jié)束的時候?qū)⒃谧罡叩目涨粔毫?。如果空腔的目的都是圓形的,如圖5秒,然后每個“梁有效長度”降低,而簡單的光束上述近似不再是合理的。每個現(xiàn)在就像一個圓錐形橋缺口應(yīng)力集中造成的元件下側(cè)作用力,如圖5 精確定位的峰值應(yīng)力在每座橋組態(tài)會要求重大分析來確定的不訴諸數(shù)值解。特別需要指出的是,安裝(固定或簡單等價的兩頭各)“梁”為straight-bridge模型是不明確的。 如果兩端的各自的經(jīng)驗比較。最小彎曲橋梁其余的橋,這是一個合理的假設(shè)高峰壓力會被發(fā)現(xiàn)在兩端。相比之下,峰值應(yīng)力圓形腔結(jié)構(gòu)模型的可預(yù)期的 圖5。在草圖合力轉(zhuǎn)子在多個腔(IPM)層圓潤的小費。 在這一階段,可以使一些概述轉(zhuǎn)子設(shè)計決策,IPM惡化或改進了機械應(yīng)力條件。 ·speed-A減小10%最大轉(zhuǎn)子在機械設(shè)計點的速度將降低峰幫助中的小應(yīng)變分析應(yīng)力降低近20% ·轉(zhuǎn)子OD-Similarly,減免10%的半徑轉(zhuǎn)子表面,此處的橋梁所在位置,也會減少了20%的應(yīng)激因素 ·圓形的bridges-The”束“壓力被減少“梁”變得更短和所有其它密度的平等。的特點,在此基礎(chǔ)上切口的應(yīng)力集中圓形橋循環(huán)模型,形狀應(yīng)該將近減少應(yīng)力峰值 ·pieces-A減小10%的小桿鉆具桿件軸向長度單位質(zhì)量將會減少壓力幾乎線性的。這可以達到降低分數(shù)撐竿的程度,以致于空間跨度。增加磁極數(shù)量的機器能產(chǎn)生同樣的效果 ·一根肋骨加強rib-Adding重新分配的離心從桿位片負荷導(dǎo)致在一個具有很重要的意義 改進的應(yīng)力狀態(tài)。一根肋骨,加入到紋理幾何穿過軸的每一腔抵抗離心運動通過撐竿的群眾張力而不是彎曲 另一個因素的合力所引起的慣性加載量是影響,整個轉(zhuǎn)子徑向的偏轉(zhuǎn)對組件的大小和環(huán)應(yīng)力拉伸。在橋的投籃張力是由于拉伸,作為轉(zhuǎn)子擴展到氣隙在更高的速度。隱含的邊界條件是,在箍應(yīng)力計算轉(zhuǎn)子ID和OD界限是無約束。作為一個結(jié)果,減少不必要的在任何一個邊界將會減少變形的擴張轉(zhuǎn)子在斯坦福橋球場進行的,因此也降低半徑籃筐加載應(yīng)力的組成部分。 轉(zhuǎn)子OD是有問題的制約,因為它將要求比其它材料鋼大幅減少慣性載荷下的徑向變形。此外,添加任何資料氣隙中,影響電磁力將原有的轉(zhuǎn)子的凸極的降解性能這臺機器。 蘇:拉雷絲等傳統(tǒng)層合、高速,IPM同步機轉(zhuǎn)子 圖6。設(shè)計采用鳩轉(zhuǎn)軸轂關(guān)節(jié)之間的樞紐和轉(zhuǎn)子的ID 圖7 .轉(zhuǎn)軸轂設(shè)計采用軸螺栓通過堆棧結(jié)束板 身份證是制約轉(zhuǎn)子更可行的解決方案提高轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)完整性。既然有那必須附上已一個集線器轉(zhuǎn)子曲軸,在那里是一種機會,專門設(shè)計中心保留轉(zhuǎn)子嗎徑向非。通常情況下,一個集線器只是設(shè)計傳遞的力矩在圓周方向會發(fā)生在一個轂轉(zhuǎn)子是壓合內(nèi)。一個壓合,雖然,什么也不做約束的轉(zhuǎn)子ID,也就不會減輕的最大值機械設(shè)計點的應(yīng)力。 如果沒有空間限制內(nèi)轉(zhuǎn)子的身份證,各種各樣不同的樞紐裝置可能在安理會的考慮范圍。一個焊接中心可以工作,但卻可以改變磁特性的核心。一種選擇是一種軸向缸,伴侶的轉(zhuǎn)子的ID表面采用鳩,如圖6。另一個替代方案來建造一個終板和螺栓分布在嗎終板的周長(1 /桿),如圖7。將下降,片帶孔沿每個軸地核是寬的地方。 這個螺栓系統(tǒng)是唯一可行的螺栓的張力。如果足夠能夠發(fā)展和維持這樣的徑向載荷被擄去了由終板。如果足夠的螺栓張力并不發(fā)達,在那里將會是有意義的,這將side-loading釘可能導(dǎo)致剪切掉釘在細胞表面的結(jié)束盤子里。 相吻合的優(yōu)勢夾具(圖6)或任何夾具表面沿轉(zhuǎn)子的ID是它的結(jié)構(gòu)與魯棒性如果近對稱徑向基板部分中心所在地附近的中點處軸轉(zhuǎn)子疊加。它的主要缺點那是一個有限的樞紐錫厚度,可以嗎使它需要減少對轉(zhuǎn)子的可用空間求購。 相比之下,終板結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢的(圖7)那徑向板的盡頭堆棧和不使用任何內(nèi)在房地產(chǎn)里面的ID,否則可能被保留對于一個離合器或變矩器。作為一個結(jié)果,這種方法也許產(chǎn)生最緊密ISG配置。此外,缺席的情況下允許轉(zhuǎn)子內(nèi)部中心被設(shè)計以最小ID和里程計所測量,這可能會降低峰值應(yīng)力的影響(應(yīng)力)的平方。然而,任何終板方法必須解決實際安裝相關(guān)的問題與大量求購加載螺栓和壓縮。 第三章,在終板中心結(jié)構(gòu)分析結(jié)合轉(zhuǎn)子截面修改提出展示一種合理的解決方案,為機械設(shè)計的自動售貨機的應(yīng)用IPM ISG。側(cè)板的設(shè)計是選作分析,因為它允許最小機轉(zhuǎn)子直徑一致與給定的約束提供的。問題空間內(nèi)轉(zhuǎn)子ID為變矩器。機械設(shè)計的考慮以上討論的影響設(shè)計性能優(yōu)化機器的幾個。(IPM方法[6],[7],[10]。 ·轉(zhuǎn)子diameter-Constraining轉(zhuǎn)子直徑和電線桿可清楚地減少了塊尺寸的設(shè)計空間優(yōu)化 ·轉(zhuǎn)子material-The轉(zhuǎn)子的紋理選擇材料基于許用應(yīng)力狀態(tài)影響材料的產(chǎn)量力量,但它也影響到核心損失[11]-[14]。自從場的基本轉(zhuǎn)子直流,雖然,在核心的損失諧波大為局限于介紹嗎紋理的幾何形狀。轉(zhuǎn)子材料也影響所需的磁鐵強度flux-linkage對于一個給定的點因為選擇的合金化設(shè)計資料內(nèi)容飽和磁通密度改變了。飽和磁通密度,反過來,影響了磁鐵的磁通的比例是通過橋梁和加強增值稅由生產(chǎn)型改為消費型肋骨嗎 ·橋和肋骨geometry-The幾何學(xué)的橋梁和加強肋直接影響磁性性能。對于給定的轉(zhuǎn)變,由IPM機械設(shè)計直走到曲面型腔小費具有相同的最低限度橋的寬度增加流量/羅紋,分流通過的橋梁和肋骨。加強肋添加額外的也增加了比例的分流磁鐵助焊劑。所有這些橋和肋骨因素服務(wù)來減少可用從氣隙磁永久磁鐵,因而減少 圖8。straight-edge徑向位移與橋梁10基米-雷克南/分鐘 對于一個給定的設(shè)計優(yōu)化從最初逆變器利用立場改變設(shè)計隨后介紹了轉(zhuǎn)變的機械原因機械設(shè)計點遠離電磁達到全局最優(yōu)。最終,這些改變通常表現(xiàn)為成本和/或大小增加為machine-inverter組合與其他值相比,當機器對于優(yōu)化電磁性能孤單 III. 轉(zhuǎn)子的非線性有限元分析設(shè)計。一個（IPM） 確認結(jié)構(gòu)有限元分析進行了定性的理解上述[15]。這些結(jié)果也使用作為一個基線進行縮放到其他IPM機的設(shè)計提供了參考空間差異,有足夠的基線小。利用有限元ANSYS進行了二維軟件包。 圖8顯示預(yù)測的徑向位移,雙-機器在10層(IPM)基米-雷克南/分鐘而不考慮任何轉(zhuǎn)子由于ID撓度約束(即附加樞紐,一個自由的轉(zhuǎn)子ID邊界)。該斷面從一個ISG 12杠和一個轉(zhuǎn)子有straight-edged 246毫米外徑橋梁和隧道在沒有額外的加強肋兩個磁鐵蛀牙。故事情節(jié)的表示在入力軸外最大撓度表面的mm,那是高達0.42的60%的名義指定ISG 情節(jié),確認了大部分的撓度梯度(所觀測到的變化在橋梁陰影)自桿件外轉(zhuǎn)子軛和偏轉(zhuǎn)都是統(tǒng)一的。這是合情合理的,因為軛和桿件是太多了厚的橋梁、所以不應(yīng)該非常彎曲。 有限元計算結(jié)果的分析表明,在保稅磁性材料幾乎連續(xù)的接觸和內(nèi)在邊界的兩個入力軸桿片。相關(guān)的切向應(yīng)力的情節(jié)展現(xiàn)出來的在圖9預(yù)計到2030年的峰值應(yīng)力2.6 GPa結(jié)束的時候橋的最大的(內(nèi)部)終止腔。定性,這些結(jié)果預(yù)期的趨勢比賽很好。不幸的是,峰值應(yīng)力超過屈服應(yīng)力的7倍的典型電鋼。 比較。airgap。 圖9。(Pa)切向應(yīng)力與straight-edged橋梁10基米-雷克南/分鐘對應(yīng)于徑向位移如圖。8 圖10。預(yù)測轉(zhuǎn)子在終板撓度的R -設(shè)計中心。平面(axi-symmetric)。 有助于減輕壓力、終板預(yù)測樞紐設(shè)計分析了作為一種手段,減少了徑向載荷。此外,這臺機器是re-optimized隨轉(zhuǎn)子ID固定最低規(guī)定極限(165毫米),這座橋型材被捕獲的肋骨在補充說,加強在中點取得最大值的嗎每個空腔內(nèi)。圖10顯示變形位移的總和hub-rotor結(jié)構(gòu)——平面(通過曲軸中心線顯示在左邊。從身體上來說,這是一半的有限元模型民族結(jié)構(gòu)的顯示在圖七部分。潛在的axi-symmetric導(dǎo)致這個撓度模型情節(jié),可旋轉(zhuǎn)在曲軸中心線。 圖中最大撓度。10個結(jié)構(gòu)在10基米-雷克南/分鐘是0.045 mm的一端從轉(zhuǎn)子棧板上。這是大約65%少偏差比預(yù)期的轉(zhuǎn)子身份證前配置在圖8與一個無約束轉(zhuǎn)子的ID 圖11。幫助中的小應(yīng)變分析應(yīng)力在10基米-雷克南/分鐘轉(zhuǎn)子ID撓度約束條件下中心。 表I 比較優(yōu)化應(yīng)用IPM為一個ISG和沒有機械轉(zhuǎn)子的考慮 應(yīng)用該計算邊界條件后去的轉(zhuǎn)子ID的轉(zhuǎn)子模型飛機,幫助中的小應(yīng)變分析壓力進行了計算結(jié)果顯示于圖11。這轉(zhuǎn)子模型包含了結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進;圓形腔小費和加強在中點的肋骨這個蛀牙。 與這些款式及邊界條件的變化,其主峰壓力在10基米-雷克南/分鐘機械設(shè)計觀點已經(jīng)被降低6.4個因子相比,圖9的設(shè)計。作為結(jié)果,最大應(yīng)力的邊緣,圓形的橋梁和肋骨只有17%以上的屈服應(yīng)力與鋼(408 M19嗎350兆帕)。這樣做只會導(dǎo)致局部塑性屈服,因為該應(yīng)力值以上產(chǎn)量不是貫穿寬度的橋梁和肋骨。雖然這里沒有給出,分析通過指定的同時進行偏轉(zhuǎn)的零的嗎轉(zhuǎn)子ID表面,并由此產(chǎn)生幫助中的小應(yīng)變分析應(yīng)力在這種情況下大約13%低于M19鋼的屈服強度。分析與無轉(zhuǎn)子ID撓度約束發(fā)達的最大值應(yīng)力87%的高于M19屈服強度鋼(一共655 MPa)。 (IPM)的比較,優(yōu)化設(shè)計應(yīng)用。ISG既有也沒有額外的機械considera轉(zhuǎn)子是對的(IPM)顯示在表i。優(yōu)化這種比較目標雇用了一個系統(tǒng)的成本模型這臺機器加轉(zhuǎn)爐那些先前報道了[5],[7],[10]。設(shè)計# 1是ISG設(shè)計轉(zhuǎn)子呆板了。(IPM)行為表現(xiàn)在無花果。8和9,而設(shè)計2號這re-optimization有額外的機械設(shè)計的約束代表在無花果里。10號機和11號機。表我表明調(diào)查小組的設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械因素造成未成年人犧牲為當前等級和制度成本作為交換在小機器信封和一個機器設(shè)計能承受得起高設(shè)計破裂速度,而不是訴諸更多昂貴的高強度合金作轉(zhuǎn)子片。 這些結(jié)果都支持的結(jié)論(IPM)應(yīng)用自動售貨機的設(shè)計應(yīng)與問題圓形橋和肋骨型材,是最小化直徑以及額外的加強肋內(nèi)磁鐵蛀牙。此外,結(jié)果表明,附加的步驟可能會被要求為了進一步減少的峰值應(yīng)力M19的范圍內(nèi)鋼。人身破裂速度的要求,是另一種形式雇用一個中心來替代產(chǎn)生制約轉(zhuǎn)子的ID偏斜。在機械設(shè)計減少點速度將提供一個有效的方式滿足機械嗎強度約束限制,如果汽車應(yīng)用即可修改。為轉(zhuǎn)子采用分析(設(shè)計)、2號需要在機械設(shè)計點的變化來滿足M19屈服應(yīng)力范圍可以沒有任何塑性屈服 估計如下: 這相當于27%下降最快的速度行駛要求。deflection-constraining樞紐的附件只有7%的速度減少機械設(shè)計(9262 r /分),必須消除忍讓。另外,不同的紋理材料,具有更高的產(chǎn)量優(yōu)勢比M19鋼也可能被考慮為了滿足原來的尺寸10基米-雷克南/分鐘破裂速度的要求。材料對比較成本具有足夠的屈服強度,但是較高的核心的損失,有被證實為高速機械[14]。 IV. 結(jié)論 摘要首先分析了的力學(xué)行為和設(shè)計傳統(tǒng)的啟示與層合IPM轉(zhuǎn)子求購高速切削應(yīng)用統(tǒng)一。設(shè)計技術(shù)介紹了能有效減輕的機械應(yīng)力峰值轉(zhuǎn)子在高速行駛時的抓地力。它已被證明穩(wěn)健設(shè)計,都離不開具有很重要的意義通過適當選擇性能下降轉(zhuǎn)子的維度、橋梁和肋骨設(shè)計,shaft-to-rotor附件,和材料的選擇。一列高速行駛的例子申請已被使用環(huán)形ISG通過有限元分析來證實這些結(jié)論。進一步的工作應(yīng)該包括的原型結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的測試,評價的溫度效應(yīng),發(fā)展和結(jié)構(gòu)復(fù)合參數(shù)模型合并優(yōu)化設(shè)計過程中通過直接。 參考 [1] w .宋楚瑜,“設(shè)計與造型的axially-laminated室內(nèi)永久的為field-weakening磁鐵電動機驅(qū)動的應(yīng)用程序,“博士論文,部門。電子。選舉的人。材料科學(xué)與工程,大學(xué)學(xué)歷。格拉斯哥、格拉斯哥、英國,1993年 [2] Vagati李曉嵐、Franceschini福神,Fratta,下午3點紅色的,“交流 電機對高性能驅(qū)動:一個基于設(shè)計的比較,在09/10/1997。”運動。Annu IEEE-IAS。 會議。725-733,1995年,頁 [3] :Fratta f,a . Vagati,Villata,“設(shè)計標準的IPM的機器適合field-weakened操作”,陳鷹。 1990年,頁,革新。1059-1065 [4] t . a脂,t . j . e·米勒,a . Vagati >,即Boldea Malesani,和t . Fukao,“同步磁阻驅(qū)動教程中,發(fā)表在Annu IEEE-IAS。 會議,丹佛,CO,10月2勝7負,1994年 [5] e . c拉雷絲、八寶飯m . Jahns、李佳玲Kirtley Jr,j . h .朗,”的內(nèi)飾起動/發(fā)電機的點在汽車上的應(yīng)用”,陳鷹。革新,頁。三、土耳其的伊斯坦布爾。1802-1808 1998年,頁。 [6] e . c拉雷絲、八寶飯m . Jahns h .《朗,”一個飽和集中參數(shù)模型內(nèi)部永磁同步機”,陳鷹。IEEEIEMDC,西雅圖,華盛頓州,1999年,第1 - 11頁。553-555 [7] 拉雷絲”,即優(yōu)化的c型飽和室內(nèi)每-manent-magnet同步機械驅(qū)動,“博士,部門。選舉的人。英格。計算?？茖W(xué),麻薩諸塞州研究。1995,16(2),劍橋,麻薩諸塞州,2000 [8] 小j . e和c,r . Mischke、機械工程設(shè)計、5號艾德。紐約:天下,1989年。 [9] l . s .標志,t Baumeister、標志的標準手冊機械工程師。紐約:天下,1986年。 [10] e . c拉雷絲、八寶飯m . Jahns《朗,“影響之飽和度和變頻器在內(nèi)線成本優(yōu)化、永磁同步機器驅(qū)動”在09/10/1997。 運動。Annu IEEE-IAS。 會議上,第一卷。、菲尼克斯、阿茲,1999年,頁。125-131。 [11] Nonoriented鋼板為磁應(yīng)用,美國鋼鐵,匹斯堡,PA,1978年版。 [12] 合金鋼紋理的產(chǎn)品,Armco鋼、匹斯堡,PA,1999年。 [13] 木匠合金鋼產(chǎn)品選擇指南、木工鋼,讀書,爸爸,1997年。 [14] w . l .宋楚瑜李曉嵐、b Kliman約翰遜,r,r的n -米勒,白色的,j .“小說高速異步電動機為一家商業(yè)離心式壓縮機,”在09/10/1997。 運動。Annu IEEE-IAS。 會議上,第一卷。、菲尼克斯、阿茲,1999年,頁。494-501。 [15] 應(yīng)用ANSYS有限元軟件ANSYS Multiphysics集團公司、Canonsburg、PA,1999年。 愛德華·c拉雷絲(S ' ' 00)收到了96-M蔓延至S.B.丁鏞,學(xué)位,1988年和1996年分別為:從機械工程學(xué)系,博士學(xué)位和丁鏞,1996年和2000年,分別從國防部電氣工程和計算機科學(xué),麻薩諸塞州 理工學(xué)院(麻省理工學(xué)院),劍橋。 于2000年5月,他加入了SatCon技術(shù) 公司、劍橋,麻薩諸塞州,它執(zhí)行 研究和開發(fā)在電力和 能源產(chǎn)品,而且目前是在探討了 直通式/電磁學(xué)小組長。從1988年到1996年,他與通用電氣(GE) 飛機的引擎,明美,馬,在那里他加入了發(fā)展 先進的發(fā)動機控制系統(tǒng)設(shè)計,軍事和商業(yè)數(shù)據(jù) 通信系統(tǒng)和地面和飛行測試流體力學(xué) 并數(shù)字控制引擎系統(tǒng)。當他回到麻省理工學(xué)院在1994年, 他繼續(xù)專門從事設(shè)計和控制電機 驅(qū)動運輸?shù)阮I(lǐng)域。他現(xiàn)在的技術(shù)研究 發(fā)展先進的興趣是機電一體化、機械設(shè)計、控制系統(tǒng)、 和運輸?shù)阮I(lǐng)域。 拉雷絲收到一滿三年患病的德懷特D獎學(xué)金。 艾森豪威爾獎學(xué)金計劃(美國交通部,美國聯(lián)邦 公路行政ISTEA助學(xué)金和獎學(xué)金計劃)為他的博士 研究。來自麻省理工學(xué)院進一步贊助/行業(yè)汽車 財團對先進電氣/電子部件和系統(tǒng) 他為一家研究助理研究集中在汽車電子產(chǎn)品嗎 在過渡到一個42-Vdc汽車平臺。他也是《服務(wù)獎的受獎人 技術(shù)和政策計劃庫克公共服務(wù)獎和最好的 論文陳述口服建筑作品獎。 托馬斯·m . Jahns(S ' ' ' 91-F 73-M 79-SM 93年) 收到蔓延至S.B.,交通大學(xué)學(xué)位在1974年和 博士學(xué)位于1978年在麻省理工 劍橋,所有技術(shù),在電子工程。在1998年,他加入了大學(xué)的師資隊伍 威斯康辛州麥迪遜,作為一個教授,在整個部門 然而電子計算機工程,在那里 他也是一個威斯康辛州的副主任 電機與電力電子財團 (WEMPEC)。 在加入大學(xué)的 威斯康辛州、就與通用電器研究 發(fā)展,Schenectady,紐約,在過去的15年間,在那里他追趕新電源 電子、電機驅(qū)動技術(shù)在各種各樣的研究和管理 現(xiàn)需要招聘所述職位。他的研究興趣包括永磁同步 機器,由于各種各樣的應(yīng)用,包括從高性能的機器 工具向低成本電器驅(qū)動器。在他進行了一項研究,從市場 在麻省理工學(xué)院的休假,期間他執(zhí)導(dǎo)的研究 活動在該地區(qū)的國際先進的汽車電氣系統(tǒng)及配件 作為一個industry-sponsored汽車協(xié)會主任。 被授予博士Jahns威廉e紐尼爾獎由分散型電源電子產(chǎn)品 針對社會是在1999年。()他被認為是一位杰出的講師 由IEEE工業(yè)應(yīng)用的社會(IAS)在1994 - 1995年 針對在1996年。他一直擔(dān)任總統(tǒng)(1995-1996),針對常規(guī) 作為一個成員之間IAS執(zhí)行委員會患有急性心梗。他被選為 導(dǎo)演/代表名牌”、“服務(wù)之2002至2003年期間模塊 董事會。 托馬斯。a . Keim(M ' 90)接受醫(yī)生的科學(xué) 從麻省理工學(xué)院的學(xué)位 (麻省理工學(xué)院),劍橋。 畢業(yè)后,他在麻省理工學(xué)院 幾年成為會員的科研 工作人員,超導(dǎo)電機。 他然后工作,與一般的超過10年 電氣公司的研究和 杰弗里·h .朗(S ' ' ' 95-F 78-M 79-SM 98年) 收到蔓延至S.B.,交通大學(xué)電子工程的學(xué)位 博士學(xué)位,麻薩諸塞州 理工學(xué)院(麻省理工學(xué)院),劍橋,在1975年, 1977年,1980年,分別。 他是教授的電機工程 麻省理工學(xué)院和麻省理工學(xué)院實驗室副主任 對電磁和電子系統(tǒng)。他 麻省理工學(xué)院成員一直是自1980年以來。他的 主要研究和教學(xué)領(lǐng)域興趣著重分析, 設(shè)計及控制的機電系統(tǒng) 在旋轉(zhuǎn)機械上與一個重音,微傳感器和致動器、 靈活的結(jié)構(gòu)。他單獨140多個學(xué)術(shù)論文,而且是 5件專利持有人在以下領(lǐng)域的機電、電力電子, 應(yīng)用控制。 所有的花都朗博士被授予了三個最佳論文獎由各種各樣的IEEE的社會群體。 他是前赫茲基金會院士和前任副主編 傳感器和執(zhí)行器的自診斷。 （單位） 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 DJ-1010 零件圖號 XD-00-09 產(chǎn)品名稱 刀桿式手動壓機零件 零件名稱 齒條 材料牌號 45號鋼 毛坯種類 鍛件 毛坯外形尺寸 304×45×45 備注 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 車間 工段 設(shè)備 工藝裝備 工時 10 車端面 粗 、半精車Ra12.5尺寸達到圖紙要求300mm 車 車床CA610 四抓卡盤 20 銑 粗、精銑四周Ra3.2，尺寸達圖紙要求40×40 銑 X52K 200虎鉗 30 插齒 插齒達到圖紙加工要求 插齒 插齒機Y51 40 熱處理 表面正火處理、齒條表面淬火處理 50 入庫 清理、檢驗、入庫 編 制 審 核 批 準 共 頁 第 頁 1 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 DJ-1010 零件圖號 XD-00-09 產(chǎn)品名稱 刀桿式手動壓力機 零件名稱 齒條 共 8 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 10 車端面 45鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛件 304×45×45 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6104 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 四爪卡盤 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 車刀 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 01 粗車上端面 車刀、游標卡尺 375 94.2 0.8 1.5 1 02 半精車上端面、尺寸達到圖紙要求300mm 車刀、游標卡尺 375 94.2 0.3 0.5 1 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 DJ-1010 零件圖號 XD-00-09 產(chǎn)品名稱 刀桿式手動壓力機 零件名稱 齒條 共 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 10 車端面 45鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛件 304×45×45 1 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6104 夾具編號 夾具名稱 切削液 四抓卡盤 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 車刀 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 01 粗車下端面 車刀、游標卡尺 375 94.2 0.8 1.5 1 02 半精車下端面、尺寸達到圖紙要求300mm 車刀、游標卡尺 375 94.2 0.3 0.5 1 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 DJ-1010 零件圖號 XD-00-09 產(chǎn)品名稱 刀桿式手動壓力機 零件名稱 齒條 共 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 20 銑 45鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛件 300×45×45 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52K 夾具編號 夾具名稱 切削液 200虎鉗 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 端面銑刀 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 01 粗銑300×45長表面使其厚度為43.5 端面銑刀、游標卡尺、螺旋測位器 95 23.68 0.79 1.5 1 02 精銑上述表面使其達到圖紙要求Ra3.2且厚度不能小于42.5 端面銑刀、游標卡尺、螺旋測位器 95 23.68 0.4 1 1 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 DJ-1010 零件圖號 DX-00-09 產(chǎn)品名稱 刀桿式手動壓力機 零件名稱 齒條 共 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 20 銑長表面 45鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛件 300×45×42.5 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52X 夾具編號 夾具名稱 切削液 200虎鉗 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 端面銑刀 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 01 粗銑300×45長表面使其厚度哦達到43.5 端面銑刀、游標卡尺、螺旋測位器 95 23.68 0.79 1.5 1 02 精銑上述表面使其達到圖紙要求Ra3.2且厚度不小于42.5 端面銑刀、游標卡尺、螺旋測位器 95 23.68 0.4 1 1 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 DJ-1010 零件圖號 DX-00-09 產(chǎn)品名稱 刀桿式手動壓力機 零件名稱 齒條 共 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 20 銑長表面 45鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛件 300×42.5×42.5 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 銑床 X52X 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 200虎鉗 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 端面銑刀 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 01 粗銑與頭次所銑表面對立的面使其厚度為41 銑刀、游標卡尺、螺旋測位器 95 23.68 0.79 1.5 1 02 精銑上述表面使其達到圖紙要求Ra3.2并且厚度為40 銑刀、游標卡尺、螺旋測位器 95 23.68 0.4 1 1 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 DJ-1010 零件圖號 DX-00-09 產(chǎn)品名稱 刀桿式手動壓力機 零件名稱 齒條 共 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 20 銑長表面 45鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛件 300×42.5*40 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 01 粗銑最后未被銑過的長表面使其厚度為41 端面銑刀、游標卡尺、螺旋測位器 95 23.68 0.79 1.5 1 02 精銑上述表面使其達到圖紙要求Ra3.2且厚度為40 端面銑刀、游標卡尺、螺旋測位器 95 23.68 0.4 1 1 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 DJ-1010 零件圖號 DX-00-09 產(chǎn)品名稱 刀桿式手動壓力機 零件名稱 齒條 共 頁 第 7 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 30 插齒 45鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛件 300×40×40 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 插齒機 Y54 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 01 插齒，工件保證達到圖紙要求精度等級8HK 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 DJ-1010 零件圖號 DX-00-09 產(chǎn)品名稱 刀桿式手動壓力機 零件名稱 齒條 共 頁 第 8 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 04 熱處理 45鋼 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 01 表面正火 02 齒條表面淬火 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期