双转子永磁同步力矩电机的设计开题的报告.docxVIP

PAGE \* MERGEFORMAT- 11 - 双转子永磁同步力矩电机设计 综述 1 本课题来源 北京信息科技大学直驱功能部件研发实验室建设项目。 北京市教委“机械工程产学研联合研究生培养基地”项目（项目代码为：PXM2013_014224_000041）。 2 本课题意义 随着我国民用和军事工业的快速发展,制造业的前沿领域被不断开拓，人们对数控加工中心的需求也在不断提高,尤其是对多轴联动的数控加工中心。数控机床转台是多轴联动数控机床的主要功能部件之一,它在整个机床工具行业中发挥的作用也越来越重要[[] 赵玉吉. 数控转台双转子不等极数永磁力矩电机设计[D]. 沈阳工业大学, 2011. ]。 而数控转台的核心是电机，在电机领域，提高效率的一种重要途径是利用永磁电机代替感应电机。根据永磁材料的不同，永磁电机主要可分为钕铁硼永磁电机和铁氧体永磁电机两种。铁氧体永磁材料价格低廉，但磁性能较差，所以该种永磁电机具有相对较低的效率和转矩密度。钕铁硼永磁材料磁性能好，而且最近几年随着技术的发展稀土永磁材料性能的不断提高,而且钕铁硼永磁材料成本已大大降低，因此该种电机越来越广泛地应用于生产一线。提高电机运行效率和转矩密度，并逐步向较大容量发展，已成为钕铁硼永磁电机研究的一个重要课题。 3 数控转台发展现状 数控转台是一种重要的机床附件，是数控机床上关键功能部件之一。它的应用为机床提供了回转坐标，如 REF 图1 \h \* MERGEFORMAT 图1所示，通过第四轴(C轴)、第五轴(A轴)驱动转台完成等分、不等分或连续的回转加工，使客户加工复杂曲面变成可能，扩大了机床的加工范围[[] 吕超,刘建华. 数控转台的结构形式[J]. 金属加工(冷加工),2013,13:18-19. ]。近些年，我国国产数控机床向高效、高速、高精、环保、柔性化方面迅猛发展，用户对数控转台的也随之提出了高更的需求。 图 SEQ 图 \* ARABIC 1 双转台五轴机床的基本结构  REF _Ref383522335 \h \* MERGEFORMAT 图1 双转台五轴机床的基本结构中A 向转轴安装在 X 向溜板上，围绕 X 向轴线摆动；C 向转台安装在 A 向转台上，在机床初始状态下，围绕 Z 向轴线转动；工件安装在 C 向转台上[[] 张宏韬. 双转台五轴数控机床误差的动态实时补偿研究[D].上海交通大学,2011. ]。 表 SEQ 表 \* ARABIC 1 现在市场上主要数控转台的结构 结构特点分度定位方式最小分度锁紧方式分度精度蜗轮副传动伺服电动机0.001°液压/气压15″至40″端齿盘等分分度端齿盘1°液压/气压±2″凸轮等分分度分度凸轮60°/90°机械/液压±5″力矩电动机直接驱动力矩电动机0.001°液压/气压——现在市场上主要数控转台的结构如 REF 表1 \h 表1所示[ NOTEREF _Ref383526223 \h \* MERGEFORMAT 2]： 3.1 蜗轮副传动数控转台 蜗轮副传动是数控转台主要的结构形式，在市场上应用广泛。这种转台的优点是可以任意分度，使用范围广，结构简单。缺点是蜗轮副制造水平要求高，精度、载重性能、精度保持性能一般。蜗轮蜗杆的配合精度、耐用度以及可调性能，决定了转台的品质。国内外此类产品的差距具体体现在蜗轮副的选材、制造精度、热处理水平和调整结构上。 3.2 齿盘分度定位的等分数控转台 该转台的优点是：定位刚度好、载重大、重复定位精度高、精度保持性能好。缺点是：端齿盘制造精度要求很高，不能任意角度分度，只能按端齿盘齿数进行等分角度的分度。等分数控转台的关键部件是端齿盘，端齿盘的分度精度直接决定了数控转台的精度[ NOTEREF _Ref383526223 \h \* MERGEFORMAT 2]。 3.3 凸轮结构驱动的数控转台 采用弧面凸轮分度机构或者平面分度凸轮进行分度，实现固定角度等分分度，普通电动机驱动，机械锁紧。优点是：分度速度快，负荷大，刚性好，使用普通电动机替代了高价的伺服电动机，在价格上、控制上、维护上有很大优越性。缺点是：凸轮分度机构的加工制造要求高，加工设备专业化程度高，需要由专业制造厂家提供。 3.4 力矩电动机直接驱动的数控转台 这种电机的轴不是以恒功率输出动力而是以恒力矩输出动力。力矩电机包括：直流力矩电机、交流力矩电机、和无刷直流力矩电机。具有低转速、大扭矩、过载能力强、响应快、特性线性度好、力矩波动小等特点，可直接驱动负载省去减速传动齿轮，从而提高了系统的运行精度。但是因为取消了机械传动设备,所以这就要求转台电机自身能够产生