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（图纸+论文）电机可靠性试验台设计（全套完整）

各领域，台设备往往需要几十台甚至数百台的驱动电机和控制微电机，特别是微电机的用量更大。旦电机发生故障，将导致设备系统故障，在工业领域将造成巨大经济损失。因此，电机可靠性问题已经成为现代技术领域的重大课题而引起国内外的重视。.国内外关于可靠性的基本研究情况电机是典型的机电体化产品，它不但包括其它电机所具有的部件如定子绕组轴承等，而且还包括电子线路控制器。的空间放置，所以必须把大平板设计成二阶平板，增加了大平板的加工工艺。而对于方案三，结合了方案和方案三的优点，既解决了电机的选型不再局限于有底座的电机的问题，且对于整个电机可靠性试验台的在同轴度的要求上，因为增加了升降台，电机的上下位置可以进行调节，所以方案三设计比较合理。通过对三个设计方案进行比较，最终选用方案三的电机可靠性试验.本章小结本章讨论了电机可靠性试验台整体方案，拟定了三个方案。每个方案都有其优点与不足，考虑到设计成本和操作方法，最终我们选择了方案三。通过整体方案的选择，为第三章的电机可靠性试验台各主要零部件设计打下了基础。第三章电机可靠性试验台关键零部件的设计与计算.无刷直流电机的选择无刷直流电机的概念无刷直流电机即直流无刷电机，无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是种典型的机电体化产品。无刷电机是指无电刷和换向器或集电环的电机，又称无换向器电机。其中无刷直流电机的特点有可替代直流电机调速变频器变频电机调速异步电机减速机调速具有传统直流电机的优点，同时又取消了碳刷滑环结构可以低速大功率运行，可以省去减速机直接驱动大的负载体积小重量轻出力大转矩特性优异，中低速转矩性能好，启动转矩大，启动电流小无级调速，调速范围广，过载能力强软启软停制动特性好，可省去原有的机械制动或电磁制动装置效率高，电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗，消除了多级减速耗，综合节电率可达。可靠性高，稳定性好，适应性强，维修与保养简单耐颠簸震动，噪音低，震动小，运转平滑，寿命长不产生火花，特别适合爆炸性场所，有防爆型根据需要可选梯形波磁场电机和正弦波磁场电机。直流无刷电机的选型电机可靠性试验台的测试对象为无刷直流电机，由于整体方案中我们选择了方案三，而方案三的无刷直流电机选择的是带有凸缘端盖的无刷直流电机，而毕业设计任务书中无刷直流电机的技术指标为转速，功率，根据技术指标，选择的是北京和利时电机技术有限公司的“森创”。技术特点调速范围宽低速力矩大,运行平稳低噪音,高效率通过认证技术参数额定转速额定功率额定电压额定电流.最大电流.额定转矩最大转矩图.系列无刷直流电机的电气参数特性曲线图.系列无刷直流电机的特性曲线型号型号外形尺寸单位图.系列无刷直流电机的外形尺寸如图.所示，森创的机身长度为。.测功机的选择测功机的分类在交直流电机和电动工具试验中，常常使用到测功机这种测试设备，测功机主要测试电机的转矩转速输出功率。测功机主要是做为负载，当电机需要对于试验台的机械部分，其零部件主要是由无刷直流电机测功机扭矩传感器联轴器键构成。其中被测元件为无刷直流电机，负载为测功机，测量元件为扭矩传感器，传动机构由联轴器和键等机构构成。对于电机可靠性试验台的整体组装，初步拟定了三种方案。方案图.电机可靠性试验台整体方案如图.所示，电机可靠性试验台的测功机选的是有底座的测功机扭转传感器下面用辅助支撑来调节高度，辅助支撑纵向开两条型槽，以便于扭转传感器进行前后位置的调节同时无刷直流电机同样得选择有底座的，然后把它安装在另个辅助支撑上，同样是纵向开两条型槽，以便于无刷直流电机进行前后位置调节再把所有的零部件布置开了两条横向的型槽平板上，使平板上面的零部件进行左右位置的调节。大平板是个大整体，设计起来比较方便，且加工工艺简单。但这种试验台的设计有定的缺陷，电机必须选择有底座的无刷直流电机，由于电机的安装没有上下位置的调节，所以只能用垫片进行调节高度，当测功机扭转传感器电机的传动轴不在同水平线上时，试验台调节不太方便。方案二图.电机可靠性试验台整体方案二如图.所示，测功机和扭转传感器的安装和方案的基本致，而无刷直流电机依旧是选取有底座的电机，不过把辅助支撑改为可调节的丝杆升降机构，当测功机扭转传感器电机的传动轴不在同水平线上时，可通过升降机构上下调节，以保证轴的同轴度。对于底部固定大平板，则需要把方案的大平板改成个二阶大平板，以便于升降机构的有足够的空间安装。但这种试验台的设计也有些缺陷，升降机构的设计有定的额难度，且无刷直流电机的选择仍需要选择有底座的电机对于底部的大平板改为个二阶的平板，加工工序会增加。方案三图.电机可靠性试验台整体方案三如图.所示，方案三的设计是在方案和方案二的基础上的升华，对于无刷直流电机的选择不再需要有底座的，而是带有凸缘端盖的电机。承载电机的是垂直的挡板，用来保证电机运行的平稳性由于要保证整个电机可靠性试验台的各输入输出轴的同轴度，垂直的挡板的得保证定的强度，两边设计有肋板垂直挡板下面有个过渡底板，上面开有两条纵向的型槽，主要用来调节无刷直流电机的纵向位置，保证电机在前后方向上的自由度。为了保证试验台各零件轴的同轴度要求，需要无刷直流电机可以进行上下位置调节，所以依旧选用升降机。电机可靠性试验台的最终选用对于以上三种方案的选择，各有其优点与缺点。对于方案，只需要个大平板，设计大平板以及大平板上的零部件安装方便简单其电机的选择只限于有底座的电机，对于无刷直流电机，大部分通用的型号是没有底座的，所以电机的选择比较局限电机的上下位置当有误差时，需要垫垫片来进行调节，有定的不可靠性。对于方案二，只是把电机下面的辅助支撑设计成升降机构，这样解决了当电机的位置有误差时，通过升降调节可使电机的轴满足同轴度由于升降机需要定用无故障性或使用寿命长就是耐久性。可维修性当产品发生故障后，能够很快很容易的通过维护或维修排除故障，就是可维修性。设计可靠性这是决定产品质量的关键，由于人机系统的复杂性，以及人在操作中可能存在的差错和操作使用环境的这种因素影响，发生错误的可能性依然存在，所以设计的时候必须充分考虑产品的易使用性和易操作性。第二章电机可靠性试验台的整体方案设计.电机可靠性试验台的工作原理无刷直流电机加速寿命试验的概念可靠性试验的目的是测试产品在规定的条件下，在规定的使用期内完成规定的任务所能达到的可靠性指标。在可靠性试验中最重要最基本的试验就是寿命试验，它是将测试产品置于规定的试验条件下来评价产品的寿命特征。在试验过程中，记录每个失效时间，通过对失效时间的分布规律的研究，作为可靠性设计和制定可靠性工艺筛选规范和进步改进产品可靠性的依据。寿命试验方法可分为正常应力水平下的寿命试验和加速寿命试验这两种方法。绝大多数寿命试验方法采用的是加速寿命试验方法，它是指在既不改变产品的失效机理，又不增加新失效因素的前提下，通过提高试验应力可以是电压电流功率温度湿度和机械应力等加速产品的失效进程，再根据试验结果，从而推算出测试产品在额定应力条件下的寿命。加速寿命试验目的就是缩短试验时间，节省人力物力，以便于快速评价出产品的可靠性水平。由于无刷直流电机工作寿命较长，正常应力水平下的寿命试验通常需要许多年时间，这就需要投入巨大的人力物力资源，况且产品投放于市场的时间也会受到影响。因此，绝大多数寿命试验通常采用的是加速寿命试验。加速寿命试验的类型加速寿命试验，按照施加应力的方法的不同，通常可分为恒定应力加速寿命试验步进应力加速寿命试验序进应力加速寿命试验。恒定应力加速寿命试验，是把种在整个试验中保持恒定不变的应力施加在受试样本上，各组寿命试验的应力都应高于正常工作下的应力，这样可达到加速失效缩短试验时间的目的。步进应力加速寿命试验，是把种随时间分阶段逐步增加的应力施加在受试样本上，直到样品开始出现周期较短的试验方法。序进应力加速寿命试验，是把种随时间等加速增加的应力到受试产品样品上，直到样品开始出现大量失效为止的试验方法。电机可靠性试验台对于无刷直流电机的试验，通常采用恒定应力加速寿命试验，加载应力在整个试验过程中保持恒定。电机可靠试验台的工作原理电机可靠性试验台的工作原理是由被测试无刷直流电机驱动测功机，测功机施加励磁电流后，其内外定子通过转子对被测试无刷直流电机施加制动转矩，同时测功机微偏扭矩传感器产生微应变，由扭矩传感器把转矩信号和转速信号转成相应的电信号，由数字转矩转速显示仪中的转矩显示器和转速显示器分别显示测量值电机,机电,可靠性,试验台,设计,毕业设计,全套,图纸目录第章绪论.选题的目的和现实意义.国内外关于可靠性的基本研究情况国内外有关可靠性标准概况.可靠性的相关理论可靠性的基本概念可靠性的要素第二章电机可靠性试验台的整体方案设计.电机可靠性试验台的工作原理无刷直流电机加速寿命试验的概念加速寿命试验的类型电机可靠试验台的工作原理电机可靠性试验台的基本功能.电机可靠性试验台整体方案电机可靠性试验台的三种方案电机可靠性试验台的最终选用.本章小结第三章电机可靠性试验台关键零部件的设计与计算.无刷直流电机的选择无刷直流电机的概念直流无刷电机的选型.测功机的选择测功机的分类测功机型号的选择.扭矩传感器的选择.本章小结第四章其他零部件的设计与计算.联轴器的选型.键的选型键的选择.螺栓螺母与垫片的选型.螺旋升降机的选型.电机可靠性试验台大平板桌的设计.扭矩传感器辅助支撑设计.无刷直流电机的垂直挡板的设计.无刷直流电机过渡底板的设计.升降机架的设计.本章小结致谢参考文献第章绪论.选题的目的和现实意义可靠性工程是门涉及面十分广泛的且新兴的综合性工程学科。可靠性工程是为了保证产品在设计生产及使用过程中达到人们预定的可靠性指标，应该采取的技术及组织管理的措施。这是介于管理科学和技术之间的门边缘学科，可靠性作为门工程学科，它有自己的体系技术和方法。可靠性问题的提出最初是在军工领域时期，其后逐步形成完整的工程技术体系，并逐步应用到民用产品中来。四十年代普遍被认为是可靠性的萌芽时期。五十年代是可靠性逐渐兴起和形成年代，为了解决军用电子设备和复杂导弹系统的可靠性问题,美国国防部成立了个由军方学术界和工业部门组成的电子设备可靠性咨询组织。组织在军用电子设备可靠性研究报告中提出了可靠性设计试验综合管理的程序及方法,最终确定了美国可靠性工程的发展方向和目标,成为了可靠性发展的奠基文件,标志着可靠性已经成为门独立的学科,为可靠性工程发展迈出了大步。六十年代是可靠性工程全面发展的重要阶段。组织提出的整套可靠性设计管理及试验方法被美国国防部及国家航空航天局所接受，在新研制的装备中得到了广泛应用并高速发展，形成了整套较完善的可靠性设计管理及试验标准。七十年代是可靠性工程的成熟阶段。在这阶段建立了个集中统的可靠性管理机构，用来负责组织协调国防部范围内的可靠性标准政策手册以及重大的研究课题，制定了整套比较较完善的方法与程序，同时加强了国防部与工业部门的交流合作。在这阶段主要强调的是可靠性工程的整体保证，加强元器件的控制，强调设计阶段的热设计和元器件降额使用，强调环境应力筛选及综合可靠性试验。从八十年代开始，可靠性直向更深广的方向下发展。在技术上深入开展机械可靠性软件可靠性微电子器件可靠性和光电器件可靠性的研究，全面推广计算机辅助设计技术在可靠性领域中的应用，采用模块化综合化和可靠性高新技术来提高设计对象的可靠性，可靠性在世界上得以普遍应用和发展。到了九十年代，可靠性朝着综合化系统化自动化和智能化的方向发展。综合化是指统的功能综合设计，用以提高系统的信息整合利用和资源共享能力系统化是指研究对象要能构成个有机体系，发挥单个对象不能发挥的整体机能自动化是