汽车起动电机定子绕线机的数控化设计

摘要

随着汽车需求量的增加,汽车工业的发展速度逐步加快,同时也带动的汽车零部件生产企业的发展。汽车起动电机是汽车起动系统的核心部件,电机质量的好坏直接影响着汽车的起动性能。汽车起动电机定子绕线是生产起动电机的一道工序,该工序所用的设备是汽车起动电机定子绕线机。国内许多生产汽车起动电机的企业所使用的汽车起动电机定子绕线机绕线质量较差,普遍存在绕组松散、排列不整齐的现象。在充分吸收国内外各种绕线机相关技术的基础上,对汽车起动电机定子绕线机进行了数控化设计,用数控的方法控制绕线过程,提高了汽车起动电机定子绕线的效率和质量。
　　论文以绕线机的功能实现为依据进行展开,对绕线机各功能进行了分解,得到功能元解,将功能元解进行组合得出解决方案,并在Autocad中进行原理方案设计,分析了各方案的优缺点,经过比较筛选得出最佳方案。依据该最佳方案,设计出了汽车起动电机定子绕线机的总体布局方案。根据总体布局方案,将绕线机划分为以下几个模块:张力放线模块、轴向绕线模块、周向绕线模块、夹线模块、分度模块、机身模块、定子夹紧模块和控制系统模块。再对各模块的零部件进行了详细的设计、选型和计算。然后运用三维设计软件Solidworks建立所有零部件的三维模型,并进行了虚拟装配。在Solidworks里的Motion环境中对汽车起动电机定子绕线机进行运动仿真,检验了绕线机的绕线功能。根据运动仿真的结果,在Solidworks里的Simulation环境中分析了关键零件的受力情况,分析结果表明机器能够安全稳定的运行。
　　论文对汽车起动电机定子绕线机的控制系统进行了初步设计,确定了控制方案,使用PLC作为核心控制设备,使用触摸屏作为输入设备和运行状态监控设备。确定了控制系统所需的元件,给各元件分配了PLC的I/O点并初步设计PLC的接线图。根据绕线机的结构特点和绕线工艺的要求,制定了数控化汽车起动电机定子绕线机的工作流程及控制系统的总体框架。

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1 绪论

1.1 绕线机概述

1.2 绕线机在国内外的现状和发展趋势

1.3 汽车起动电机定子绕线机的研究背景

1.4 本文研究的目的及意义

1.5 本文研究的主要内容

1.6 本章小结

2 数控化汽车起动电机定子绕线机的总体方案设计

2.1 总体设计的原则和步骤

2.2 汽车起动电机定子绕线机原理方案设计

2.3 汽车起动电机定子绕线机总体布局设计

2.4 本章小结

3 汽车起动电机定子绕线机主要部件结构设计及选型计算

3.1 张力放线模块设计

3.2 机身模块的设计

3.3 分度模块的零部件设计及选型

3.4 定子装夹与夹线模块

3.5 绕线模块的零部件设计及选型

3.6 本章小结

4 基于Solidworks的绕线机的虚拟装配及仿真分析

4.1 三维建模软件Solidworks简介

4.2 汽车起动电机定子绕线机的虚拟装配

4.3 工作过程中丝杠的受力分析

4.4 机身模态分析

4.5 立柱的优化分析

4.6 本章小结

5 汽车起动电机定子绕线机的控制系统设计

5.1 汽车起动电机定子绕线机的控制系统方案设计

5.2 PLC选型及I/O点分配

5.3 触摸屏的选型及组态

5.4 PLC与输入输出元件间的接线

5.5 系统软件的总体框架设计

5.6 本章小结

结论

参考文献

致谢