同步電主軸轉子疲勞強度分析

電主軸是數控加工機床的核心部件，在生產(chǎn)加工中起著(zhù)重要作用。

由于其結構緊湊，功率密度高，穩定性好，永磁同步電主軸在現代制造業(yè)中得到了廣泛的應用。由于永磁同步電主軸直接影響到數控機床的可靠性和加工精密度，因此，分析永磁同步電主軸的機械強度和疲勞壽命對現代生產(chǎn)制造技術(shù)的要求越來(lái)越高。

轉子的偏心是引起永磁同步轉子徑向磁拉力和質(zhì)量拉力不平衡的主要原因?？諝忾g隙磁場(chǎng)是一個(gè)很復雜的問(wèn)題，其分布的不均勻性會(huì )使轉子產(chǎn)生畸變，由磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁力將作用于轉子，影響其機械強度和疲勞壽命。通過(guò)對永磁同步電主軸的徑向磁拉力等原因進(jìn)行詳細的分析，完成了以下工作：對永磁同步電主軸內的永磁體、定子負載磁場(chǎng)進(jìn)行了理論計算，并進(jìn)行了仿真實(shí)驗，結果與實(shí)驗吻合良好。從理論上推導出定子開(kāi)槽對氣隙場(chǎng)場(chǎng)的影響，并用Ansoft軟件對氣隙場(chǎng)場(chǎng)和定子磁場(chǎng)進(jìn)行有限元模擬，得到了理論計算結果和有限元模擬結果的一致性，驗證了有限元模擬的正確性。

通過(guò)理論推導和有限元模擬，分析了靜偏心和動(dòng)偏心兩種不同的偏心形式下氣隙和定轉子內部磁場(chǎng)的變化規律，并通過(guò)AnsysWorkbench軟件校核了轉子在不同偏心形式和不同偏心量下所受的徑向磁拉力和不平衡質(zhì)量衡拉力，并利用NcodeDesignlife軟件預測了轉子的疲勞壽命。通過(guò)理論計算和實(shí)驗仿真，分析了永磁同步電主軸內部氣隙場(chǎng)和定轉子空間場(chǎng)的分布情況及磁場(chǎng)的變化規律，并通過(guò)與有限元計算結果的比較，證實(shí)了本文所采用的氣隙場(chǎng)和定轉子空間場(chǎng)理論計算結果與有限元計算結果吻合良好。

求解了轉子偏心后產(chǎn)生的徑向磁力和不平衡質(zhì)量拉力，并對不同偏心形式、不同偏心量的轉子進(jìn)行了強度校核，使其強度滿(mǎn)足要求。通過(guò)高頻變化，預測了轉子在徑向磁拉力和不平衡質(zhì)量拉力作用下的疲勞壽命，滿(mǎn)足了使用要求。