利用电磁原理制动器研究与设计

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1、电磁制动器的研究与设计第页共页目录1绪论11.1课题研究背景、目的和意义11.2论文主要研究工作及意义32电磁制动器设计52.1电动机选择52.2电磁制动器原理设计62.3本章小结83主要零件的分析与设计93.1摩擦元件设计93.2线圈设计133.3弹簧设计143.4其他零件的设计163.5本章小结174有限元分析194.1COSMOSWORKS的线性静力分析假设204.2弹性力学假设214.3摩擦片的有限元分析214.4本章小结24结论25致谢26参考文献27附录28第23页共28页1绪论1.

2、1课题研究背景、目的和意义20世纪60年代以来，由于科学技术的发展和生产工艺的改进，火炮在射程、射速、威力和机动性各方面都有明显提高。在增大火炮射程方面，主要采用高能发射药,加大装药量,加长身管，增大膛压，提高初速，相应采用自紧炮身以及发展新弹种（如底凹弹、底部喷气弹、火箭增程弹和枣核弹）等。105毫米榴弹炮射程从第二次世界大战时的11～12公里增大到15～17公里,155毫米榴弹炮射程从14～15公里增大到30公里以上，有的达40余公里。在增大火炮射速方面，采用半自动炮闩，液压传动瞄准机构，可

3、燃药筒和全自动装填机构等。瑞典FH77-A式155毫米榴弹炮，最大发射速度3发／6～8秒。美M204式105毫米榴弹炮利用前冲原理缩短后坐量，后坐时间由2.5秒降为1.4秒，后坐距离由1184毫米降至430毫米。在提高弹丸威力方面，采用增大弹体强度,减薄弹体壁厚，增大炸药装填量等措施，并改装高能炸药和采用预制破片弹等。美105毫米榴弹的杀伤效果,相当于第二次世界大战期间的155毫米榴弹。在提高火炮机动性方面，许多国家采取新结构、新原理、新材料等以减轻火炮重量,并重视发展新型自行火炮。美M102式

4、105毫米榴弹炮，上架、下架和大架合一，高低机与平衡机合一，采用鸟胸骨闭架式大架和迫击炮座盘，简化了结构，改善了受力条件，除后坐部分为钢制件外，其余大多为铝制件。火炮重量由原来的2260千克减到1400千克。美M204式105毫米榴弹炮利用前冲原理，重量由原来的2260千克减到2027千克。美M109A1式155毫米自行榴弹炮，采用专用铝合金车体，体积小，重量轻，机动性好；采用密闭式旋转炮塔，具有浮渡能力；采用液压折叠式驻锄,方向射界为360°。瑞典的FH77式155毫米榴弹炮和英国、联邦德国、

5、意大利联合研制的FH70式155毫米榴弹炮，均附有辅助推进装置，进一步提高了火炮的机动能力。苏Д-30式122毫米榴弹炮采用具有360°方向射界的炮架，提高了火炮的火力机动性。火炮在射击前必须先进行瞄准。所谓瞄准，就是赋予炮膛轴线以射击所必须的正确位置，使射击时的平均弹道通过预定射击点的动作过程。完成瞄准操作的装置称为瞄准机。瞄准机的作用是按照瞄准装置所装定的设计诸元，赋予定向器轴线一定的高低角和方向角，即赋予定向器轴线一定的空间位置。瞄准机分为高低机和方向机。通过高低机操纵起落部分绕耳轴旋转赋

6、予炮膛轴线的高低角，称为高低瞄准。第23页共28页通过方向机操纵回转部分绕立轴旋转赋予炮膛轴线的方位角，称为方向瞄准。制动器是使机械中的运动件停止或减速的机械构件，俗称刹车、闸。制动器主要由制动架、制动件和操纵装置等组成。有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。为了减小制动力矩和结构尺寸，制动器通常装在设备的高速轴上，但对安全性要求较高的大型设备(如矿井提升机、电梯等)则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。最早的制动器为机械式，随着自动化的发展，出现了电磁式制动器，干式电磁制动器先是单片式，因为

7、价格低，结构简单，在技术要求不搞的地方得到了广泛应用，不足之处是精度低，接通时间长，易磨损，在很大程度上限制了进一步的应用。而干式多片式失电式电磁制动器以体积小，力矩值大，动作灵敏，寿命长等特点，迅速在各行业得到了广泛的应用。图1.1制动器的分类　　有些制动器已标准化和系列化，并由专业工厂制造以供选用。　　电磁制动器是现代工业中一种理想的自动化执行元件，在机械传动系统中主要起传递动力和控制运动等作用。具有结构紧凑，操作简单，响应灵敏，寿命长久，使用可靠，易于实现远距离控制等优点。　　主要与系列电

8、机配套。广泛应用于冶金、建筑、化工、食品、机床、舞台、电梯、轮船、包装等机械中，及在断电时（防险）制动等场合。第23页共28页　　使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。制动力矩是设计、选用制动器的依据，其大小由机械的型式和工作要求决定。制动器上所用摩擦材料（制动件）的性能直接影响制动过程，而影响其性能的主要因素为工作温度和温升速度。摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数和良好的耐磨性。摩擦材料分金属和非金属两类。前者常用的有铸铁、钢、青铜和粉末冶金摩擦材料等，后者有皮革、橡胶、木材和