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高功率密度调速减速电机开发中有哪些核心技术

发布日期:2022-06-27 17:05

世协认为高功率密度调速减速电机开发中主要有三大关键核心设计技术:

 高功率密度调速减速电机开发中有哪些核心技术

1.高功率密度调速减速电机的动力学设计:

 

高功率密度调速减速电机,一方面要求减速器具有高的刚度以抵抗内外界干扰的能力,另一方面,由于减速器的集成化、小型化和低能耗的要求,势必带来刚度降低,严重影响了其动力学响应特性。正是由于它们之间的矛盾,衍生出调速减速电机动态特性设计与分析技术。如何在满足设计和制造要求的前提下,实现质量更轻、振动噪声更低、效率更高、可靠性更好的综合性能是当今减速器领域研究的热点。为实现调速减速电机的最佳综合性能,国内外学者在调速减速电机的动力学设计与分析方面进行了大量的研究。

 

动力学设计技术是研制开发高功率密度调速减速电机不可缺少的技术,主要有两种方式,一种是基于数字模型的仿真技术,另一种是基于解析模型的分析技术。动力学设计技术研究的核心是系统本身的几何精度和系统刚度两个方面带来的传递精度、传递效率、振动噪声、结构强度及寿命等问题,进而进行减速器的优化设计。

 

2  高功率密度调速减速电机设计中多物理场耦合与建模分析技术

 

高功率密度调速减速电机更多是在复杂的多物理场耦合状况下工作, 因此对减速器系统设计中开展多物理场耦合建模分析是重要的环节。

 

在设计高功率密度调速减速电机时,需要考虑多个物理场之间的作用, 这种作用称之“耦合”。由于不同物理场的本构方程出自不同的学科领域,目前能将这些不同物理场进行耦合计算的有效手段就是数字仿真技术,而决定相互作用的是“场”间的“耦合”模型, 它直接表征“场”间的耦合强弱。高功率密度调速减速电机多场耦合分析技术成为了减速器设计中的关键技术之一。

 

3  高功率密度调速减速电机可靠性设计与寿命预测技术

 

调速减速电机设计中一个重要的环节是可靠性设计技术。传统的基于静力学的齿轮弯曲疲劳和点腐蚀疲劳计算对计算的理想度要求太高,安全系数的取值过大,对寿命的预测性精准度欠缺。一般仅对一对啮合齿进行计算,由于高功率密度调速减速电机本身对系统内传动结构的尺寸进行限制,对质量设定了轻量化, 这表明相同结构尺寸的齿轮及其零部件要承担更大的载荷, 这就需要更精确的设计和更完善的优化。

 

调速减速电机的可靠性和寿命主要体现在传动精度的退化、振动幅值的增加、噪声的增大以及相关零部件的损坏等方面。目前,围绕减速器可靠性设计和寿命预测技术主要体现在现代数模仿真计算以及基于运行信号的数据分析。

 

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