A0装配图.dwg
（CAD图纸）
A2机座.dwg
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A2外缸筒.dwg
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A3后端盖.dwg
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A3内缸筒.dwg
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A3前端盖.dwg
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A3轴.dwg
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B4磁轴承定子.dwg
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B4磁轴承端盖.dwg
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B4磁轴承外圈.dwg
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B4电机定子外圈.dwg
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B4定位轴套.dwg
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B4基准环.dwg
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B4径向传感器支架.dwg
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B4铝圈.dwg
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B4轴承挡圈.dwg
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B4轴套1.dwg
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B4轴套2.dwg
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万能外圆磨床结构改进设计--高速磨头无轴电机设计开题报告.doc
万能外圆磨床结构改进设计--高速磨头无轴电机设计论文.doc
而在材料力学中，材料的强度和转速之间的关系可表示为，其中表示材料的密度，硅钢片的密度为，表示材料的强度，查阅资料可知，硅钢片的强度为，从而可以确定转子的最大直径。
在永磁偏置径向轴向磁轴承中的永磁体是个磁环。
为了满足机械加工要求，考虑到永磁体的外形结构以及材料特性，在设计其尺寸时，需要限制其径向厚度不能小于.。
由于转子硅钢片是通过机械加工后，然后通过紧配合装配固定在转轴上的，因此，在高速旋转的情况下，转子轴肩处的剪切应力是最集中的地方，必须考虑转子轴肩处材料的剪切强度是否能够达到要求，因此要限制转轴的最小直径。
为了尽量减小漏磁，所以在永磁体与定子叠片的接触面上，永磁体的贴合面要小于等于定子叠片的外圆柱面，以紧贴合于定子叠片外径。
在设计过程中，要注意控制线圈在外壳中的体积约束。
径向控制线圈的截面积要小于定子槽面积。
轴向控制线圈的截面积要综合径向控制线圈截面积和外壳的内腔面积来综合考虑，要使径向线圈和轴向线圈相互间不接触，也要考虑到径向轴向磁路的走向尽可能的减少重叠，还要考虑到外壳的轴向长度尽可能的短，以减少整个磁轴承部分的长度体积。
.无轴承电机的结构设计无轴承电机的结构设计与普通轴承电机的设计既有相同，又有不同之处。
普通轴承电机的设计包括转轴的结构布置，轴径估算，跨距和悬伸量的确定，静态和动态特性计算，外壳的结构和尺寸的确定，润滑油路及冷却通道的设计等。
在设计无轴承电机的结构时，除了润滑油路，其他的都要考虑，另外还要单独设计普通电机所没有的永磁偏置径向轴向磁轴承的具体结构，如永磁铁和电磁铁的结构和线圈参数的设计。
设计出来的永磁偏置径向轴向磁轴承与电机相配合即为无轴承电机的总体结构。
其总体结构如图.所示。
转子结构设计转子直径和磁场宽度的确定本课题转子直径的范围由设计要求给出，在结构允许的前提下，为提高其承载能力改善其动态特性，尽可能增加转子直径，所以我们取给出范围的上限，即。
磁场宽度是指磁轴承电磁铁的轴向尺寸，为减小电机的轴向尺寸，磁场宽度取小值，大约为轴承转子的。
悬伸量和跨距的确定般主轴设计时，其刚度主要由主轴本身的刚度和轴承的刚度两方面决定，悬伸量与跨距有个最佳比值。
然而，由于磁轴承主轴部件的设计对其控制系统有影响，因此在主轴设计时，不仅要考虑的最佳值，而且要考虑给控制系统带来的影响。
本次设计的磁悬浮电动机为卧式结构，主轴直径小，根据经验，取主轴全长为。
磁轴承转子的轴向尺寸的确定径向磁轴承限制了转轴的四个自由度及提供径向的支撑刚度，但由于径向磁轴承对转轴有自动定位的作用，使得转轴在轴向也受到定的对中力。
为避免这对中力与轴向磁轴承对转轴的对中控制发生耦合，设计时可以考虑使磁轴承转子轴向尺寸略大于其定子的轴向尺寸。
转子上零件的布置传感器对永磁偏置磁轴承控制系统的性能有很大的影响，在系统中，主轴的回转精度和轴向位置精度由传感器本身精度位置及基准环的精度决定的。
因此对传感器的布置应特别注意。
般来说，径向传感器安装在径向磁轴承的旁边，但应注意，基准环不应选在转轴主振动节点处。
从理论上讲，轴向传感器安装时，其基准环可以安装在转轴的任何位置，但实际上受到转轴结构的限制。
为便于安装测量，可安装在转轴的后端。
.无轴承电机的总体结构设计无轴承电机的基本组成如图.所示，它主要由永磁铁电磁轴承转子及其定子电机转子及其定子转轴传感器及其支架辅助轴承端盖缸筒等组成。
图.无轴承电机的总体结构示意图该电机在结构上的主要特点有电机轴向以电机定子为定位基准，以轴肩轴套电磁轴承本身定位，径向直接以内缸筒内经定位，定位简单方便。
设计电机的零部件形状简单，无须设计专用夹具，故加工方便，节约经费。
多采用标准件，不但节省设计时间，而且缩短生产流程，提高生产效率。
除电机转子及磁轴承转子与转轴的配合采用过渡配合外，其余不是间隙配合就是无须配合，故而大多零件无须进行精加工，大大减少加工工序。
转子与定子均采用叠片结构，材料为软磁材料，从而涡流损耗小。
轴向径向线圈处于同结构内，可以进行自我解耦。
由于所设计的磁轴承系统采用装入式电机，即将电机的转子与轴承的转子固定在个主轴上，所以，减免了驱动环节。
为防止突然断电或磁轴承失控时，转子和电机及磁轴承的定子相碰，损坏转子，设计了对深沟球轴承作为保护装置。
多采用螺栓螺钉和紧定套环固定，易于装卸。
通过在个方向上布置四个传感器，并接成差动结构，从而进步提高了测量精度。
.悬浮轴承的结构选择与设计磁悬浮轴承总体结构设计磁悬浮轴承种类很多，按受控自由度可分为轴二轴直至五轴按利用的磁场力的类型可分为吸力型及斥力型。
但在目前，磁轴承般分为主动磁轴承，简称被动磁轴承，简称和混合磁轴承，简称三类。
由于第三类磁轴承本身的研究在国内外倍受重视。
而且这种新型磁轴承和以往的磁轴承相比，在结构上能够大大地减小尺寸体积，在系统上可以减少系统的重量功耗，同时这种磁轴承还具有自身能够实现径向轴向磁场解耦的优点，完全符合无轴承电机尽量减小轴向尺寸减少系统的重量功耗等要求。
所以本课题拟采用此类轴承中新型的三自由度永磁偏置径向轴向磁轴承。
永磁偏置径向轴向磁轴承的总体结构设计永磁偏置径向轴向磁轴承与普通磁悬浮轴承大体相致，只是多加了个永磁体来提供偏置磁场，根据般磁轴承结构，结合永磁偏置径向轴向磁轴承的工作原理，设计其总体结构如下图.所示。
定子径向控制线圈永磁体轴向控制线圈转子硅钢片转轴径向定子定位铝圈图.永磁偏置径向轴向磁轴承总体结构示意图该磁悬浮轴承在结构上的主要特点有轴向定子由三个零件组装而成，比整体结构而言，虽然在连接处存在漏磁现象，但是加工方便，经济效益好，而且比整体结构装配方便。
转子硅钢片直接以轴肩定位，无须设计定位轴套。
径向控制线圈绕在径向定子的齿槽内，而轴向线圈则直接绕在轴向定子设计出来的凸台上，绕线简单可行。
轴向定子用螺钉连接，装卸方便。
各零件径向皆以彼此的内外径定位，而轴向则增加了两个铝圈，尺寸大小致，来可以保证永磁体和径向定子定位在整个磁轴承的正中，同时铝不导磁，故不存在扰磁漏磁及耗磁问题。
轴向定子设计成台阶状，便于与磁轴承外圆定位及装配。
整体结构轴向尺寸小，从而缩短了电机主轴的跨距，增大电机的扭矩及输出功率。
.无轴承电机结构件的结构设计定子与转子的设计定子是电磁轴承最关键的部件之，它主要由定子铁芯定子绕组等组成的八极结构，如图.所示。
定子铁芯由导磁性能好的软磁材料硅钢片片制成，转子是定子的衔铁，故必须采用导磁性能好的软磁材料硅钢
（全套设计）万能外圆磨床结构改进设计高速磨头无轴电机设计（CAD图纸）
