基于SolidWorks平台的电机虚拟的设计系统的研究.pdf

EM现代化工厂 Mo de rn Fac to ry 曰 ■ 王 晖 湘潭电机集团有限公司/ 许第洪/湖南师范大学 文 基于SolidWorks平台的 电机虚拟设计系统的研究 1 引言 三维CAD软件是制造业信息化建设的基础， 湘潭电机集团有限公司一直享有 “电工产 只有采用三维CAD软件，设计的产品才能直接导 品摇篮”的美誉，主要生产大中型直流电机。先 入CAE软件进行电磁场分析、结构分析、热与流 后研制开发新产品1 000多项，100多种重大新 体分析，才能导入CAM软件生成供数控机床使用 产品填补了国内空白，开发了众多中国第一的 的数控代码，才能为铸造工艺设计提供零件的质 机电产品。 量数据。大型电机的机体以焊接件为主，Solid 为了把设计水准从“经验性设计”提升到“科 Works的焊接件设计模块能有效地提高焊接件的 学性设计”，确立了采用虚拟设计技术的战略方 设计效率。 向，本公司在2001年采购了主流三维CAD软件 在对电机设计深入了解后，利用Solid Works SolidWorks，实现了无差错设计，并选定 的参数化设计特点和设计库功能，可以非常容易 SolidWorks作为企业三维CAD应用的首选软件， 构建一套易于使用的电机改型设计系统。设计人 2003年采购了COSMOS系列软件，进行电磁分 员只要输入相关参数后即可完成电机关键零部件 析、流场分析和结构强度分析，初步构建了电机 的自动设计，大幅度提高设计效率。 虚拟设计仿真平台。 2.2基于COSMOS Works结构强度及动态特性 公司虚拟设计平台的构建需要前瞻性的眼 分析 光，而普及应用的路则更难，需要一套切实可行 电机设计遇到的主要问题有振动、噪声和温 的实施策略，将虚拟设计技术用于公司的产品开 升三个方面，它们的好坏直接决定了电动机的性 发，以适应经济全球化的趋势和进入WTO后面临 能。国内厂家生产的电机往往 “傻、大、笨、粗”， 的严峻挑战。 就是因为国内企业没有使用CAE软件帮助分析电 机的模态、振型等参数。要避免振动、噪声，只 2 电机设计平台的结构 有采用加大自重的手段。电机是典型的旋转动力 构建虚拟设计平台的目标是在产品设计方案 机械，始终工作在高速旋转的谐载荷下，必须分 定型或产品加工前，通过计算机仿真模拟将问题 析电机的各阶固有频率、模态与振型，分析电机 尽量在计算机上解决，要实现这一目标，必须高 在谐载荷作用下的应力、应变。对结构进行优化 起点地建设创新设计平台。根据电机产品的设计 设计，通过改变设计参数，在满足应力、应变及 特点，湘潭电机集团有限公司构建了如下的设计 模态频率的基础上追求重量最小。 平台。 COSMOS Works提供了电机结构强度分析的 2.1基于SolidWorks的三维设计平台