磁力冲击式电锤钻的整体结构设计论文

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1、磁力冲击式电锤钻的整体结构设计毕业论文目录致谢I摘要IIAbstractIII目录V1绪论11.1课题背景及研究意义11.2课题国内外研究现状31.2.1电锤类产品国内外现状31.2.2磁力传动技术国内外研究现状51.2.3电磁场数值计算的发展现状61.3本文主要研究内容81.3.1本文研究目标81.3.2本文研究内容91.3.3本文关键技术91.4本论文的组织结构102磁力冲击式电锤钻的整体结构设计112.1磁力冲击式电锤的基本原理112.2磁力冲击式电锤的总体结构122.3磁力冲击机构的结构设计122.3.1磁力

2、冲击机构主要设计参数132.3.2磁体数目及磁体角度分布的选择142.3.3永磁体的材料选择142.3.4最小间隙的选取152.3.5冲击盘的设计152.3.6导向套筒的设计162.3.7转动盘的设计162.4旋转套筒的设计182.5支撑架的设计192.6本章小结203磁力冲击机构的磁场有限元分析213.1电磁场有限元分析基本理论213.2磁力冲击机构静态仿真223.3磁力冲击机构冲击过程动态仿真263.4本章小结334磁力冲击机构冲击性能分析及参数优化设计344.1设计参数对冲击性能的影响分析344.1.1磁极对数

3、对冲击性能的影响344.1.2磁体角度分布对冲击性能的影响364.1.3磁体厚度对冲击性能的影响374.1.4磁体半径对冲击性能的影响394.1.5最小间隙对冲击性能的影响414.2磁力冲击机构主要设计参数的优化设计424.2.1设计变量及目标函数的选取434.2.2代理模型的构建454.2.3基因算法寻优464.3本章小结495样机研制及实验分析505.1磁力冲击机构的实验分析505.1.1测力方法简介505.1.2实验原理505.1.3实验结果与分析555.2样机研制585.3本章小结596总结与展望606.1总

4、结606.2展望60参考文献62作者简历及在学期间所取得的科研成果671绪论1.1课题背景及研究意义电动工具是以电动机或电磁铁为动力通过传动机构驱动工作头的机械化工具，具有结构轻巧、携带方便、操作简单等优点[1]。运用电动工具进行作业不但可以很大程度上降低操作人员的劳动强度，而且能够显著提高劳动生产的效率，并且能够达到较好的加工质量，因此电动工具被广泛的应用于机械、建筑、道路、林木农牧等各个行业中。电动工具的品种繁多，按照使用场合进行分类，一般可以分为工业用电动工具与家用电动工具两大类；按照加工对象进行分类，主要可以

5、分为金属切削类、砂磨类、装配作业类、建筑道路类及铁道矿山类工具这几大类[2]。电锤是建筑道路类电动工具中的一个品种，在所有电动工具产品中占有一个较大的比例，是比较典型的电动工具产品。随着世界城市化进程的不断推进，建筑道路装潢等产业将高速发展，电锤类产品的需求量将越来越大，将会有极其广阔的市场空间。图1-1电锤外观图电锤是以冲击为主、旋转为辅的手持电动工具，主要应用于建筑、道路施等工程中破碎砖石、混凝土等脆性材料，也可以用于在这些材料的构件上凿孔。如图1-1所示，电锤的基本结构比较简单，主要部件包括电动机、齿轮减速机构

6、、冲击转换机构、机壳以及钻夹头等。目前常用的电锤类产品是气动冲击式电锤，主要分为曲柄连杆式电锤和摆杆轴承式电锤这两种。其中在曲柄连杆活塞式冲击机构中，电动机轴线与冲锤轴线垂直，可以采用平衡块减小振动，缺点是电锤整体结构尺寸大，较为笨重；而在摆杆轴承式气垫活塞冲击机构中，电动机轴线与活塞冲锤轴线平行，电锤整体结构紧凑，尺寸小，但是不能采用平衡块进行减振，工作时振动大。随着近些年工业、农业、园林业、建筑装修等领域的迅猛发展，电动工具得到了越来越多的重视及应用，电动工具行业得到了快速的发展及壮大。据有关部门统计，我国是世界

7、上最大的电动工具生产制造基地，大约70%的电动工具都是由中国生产的[3]。通常而言，电动工具产品的外形结构复杂，既要考虑到外形的美观，又要考虑到机身的人机工程性，而且电动工具对安全性能要求较高，所以这对电动工具的设计、研发及制造提出了很高的要求以及很大的挑战。目前，国内的电动工具生产制造的厂家很多，但是与国外的先进技术相比仍然存在着很大的差距，主要存在着质量水平较低、价格较低、自主品牌较少这三个问题，这也导致了国产电动工具在市场中的竞争力较低以及经常性的低价无序竞争[4]。由于电锤产品在实际工程应用过程中的工况较为复

8、杂，所以对电锤的各项性能指标要求均较高，而国产的电锤普遍存在着很多质量问题，主要表现在连续工作时间较短、长时间工作易发热、易磨损、耐久性差以及噪声振动大这几个方面。因此在中高端市场中，进口品牌产品占据了大部分的市场空间[5]。目前国内大多数企业生产出口的电锤都是“定牌生产”，自创品牌的产品非常少，技术含量十分低，而且许多企业实质上只是国外产品的