三相異步電動機輸出軸的分析 <模塊化減速機>

三相異步電動機輸出軸分析。三相異步電動機輸出軸也是非圓行星齒輪換向裝置的關鍵部件之，它與后續的調沖程用二變速器相連，工作過程中承受復雜的交變載荷，下面對其進行有限元強度分析。使用 Pro/E 建立輸出軸模型，并導入到 ANSYS 中，使用布爾操作 divide 命令剎車電機軸與軸承的配合面分割出來以便于在軸上施加邊界條件。軸的材料為 40Cr，彈對輸出軸的有限元模型進行求解，得到 von Mises 等效應力如圖 3-32 所示，在 MX 處取得大值276.932MPa，在三相異步電動機鍵槽側面應力較大，在剎車電機側面與地面和鍵的半圓面交匯的尖點處存在應力集中，應對鍵槽做強化處理，軸的其它部位所受應力比 276.932MPa 小的多。剎車電機輸出軸的材料與雙聯行星輪軸樣，也是 40Cr，同式(3-39)可知輸出軸滿足強度條件。
（1）將三相異步電動機懸點載荷引起的負載等效到了換向裝置輸出軸。
（2）對三相異步電動機非圓行星齒輪換向裝置內部各主要軸的轉矩進行了分析，據此選擇了三相異步電動機，然后分別分析了四個橢圓齒輪以及雙聯行星輪軸、輸出軸和齒輪 1 固定軸的受力，并據此選擇了剎車電機軸承。
（3）用有限元方法對兩對嚙合橢圓齒輪進行了接觸分析，對雙聯行星輪軸、輸出軸以及齒輪1 固定軸進行了靜力分析，確定三相異步電機其承載能力。由前面理論分析可知橢圓齒輪組成的 2K-H 行星輪系可以實現由系桿輸入，剎車電機輸出軸有規律的正反轉，并選定離心率為 0.2 的階橢圓齒輪。本章使用三維繪圖軟件對非圓行星齒輪傳動換向裝置進行具體結構設計，并結合 Proe/E 與DAMS 軟件進行關鍵部件的運動仿真。
三相異步電動機非圓行星輪系部件通過系桿大齒輪與輸入軸小齒輪的嚙合輸入動力，帶動行星輪軸繞中心輪旋轉。剎車電機齒輪固定軸與固定裝置連接，限制橢圓齒輪 1 的轉動。輸出軸與調沖程用二變速器相連。非圓行星輪系部件將系桿的單向連續轉動轉化為三相異步電動機輸出軸有規律的正反轉，經剎車電機調沖程用變速器調速后帶動滾筒正反轉抽油。齒輪的嚙合是靠對齒輪的輪齒間相互嚙合實現的，齒廓曲線是嚙合的載體，本文采用漸開線型的齒廓曲線。三相異步電動機將兩個相同的橢圓齒輪（編號分別為橢圓齒輪與橢圓齒輪）與雙聯行星輪軸裝配到起，剎車馬達裝配后的雙聯行星輪部件如圖 4-5 所示，橢圓齒輪2與橢圓齒輪的相位相差180度。
三相異步電動機非圓行星齒輪換向裝置裝配后的三維模型圖，其中圖為除去上箱體后的非圓行星齒輪傳動換向裝置，圖 4-11 為完整的非圓行星齒輪傳動換向裝置。該換向裝置主要由非圓行星輪系部件，輸入軸，輸入軸小齒輪，上、下箱體等組件構成。剎車電機輸入軸連接調沖次用二變速器，通過輸入軸小齒輪與系桿大齒輪的嚙合將動力傳遞給非圓行星輪系部件，非圓行星輪系部件上的齒輪固定軸需要外接固定裝置，非圓行星輪系部件的輸出軸即是非圓行星齒輪換向裝置的輸出軸，通過三相異步電動機聯軸器與調沖程用二變速器相連。此裝置將輸入軸的單向連續轉動轉化為輸出軸的有規律的正反轉運動，三相異步電動機只需合理設計非圓行星輪系部件的布置形式和非圓齒輪形狀，便可以實現輸出軸按給定的運動軌跡運動。/Products/IMB14dianji.html

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