磁力冲击式转换机构的研究及其在电锤钻上的应用

摘要

随着生产力的向前发展，作为主要建筑道路工具的之一的电锤钻自问世以来获得了迅速的发展。它具有体积小、重量轻、携带方便、操作简单、安全可靠等优点。用它进行作业不但可以大幅度减轻操作人员的劳动强度，而且较手工业作业效率可以提高数倍到数十倍，同时由于加工的尺寸精度、表面光洁度远比手工的高，所以能确保工程质量。目前在国内外得到广泛应用，已形成了一个重要的新技术的产业，并取得了显著的社会效益和经济效益。
　　 本文以电锤钻为研究对象，以磁力冲击原理为理论基础，进行新型电锤钻的设计和开发。根据磁力的特性确定设计中的各个参数，对电锤钻进行参数化的设计，最后开发出符合设计要求的电锤钻。
　　 本论文的研究工作主要包括以下三个方面：
　　 (1)一种新型的应用磁力冲击转换机构的电锤钻的设计和开发。在具体结构上实现了磁力的冲击运动，并且运用到了电锤上，成功实现了电锤的冲击运动。同时合理设计了磁力冲击的机构保证电锤旋转和往复运动叠加的平稳性，提高了产品的性能质量，降低了加工成本。
　　 (2)在应用现有的磁力计算模型的基础上，根据具体设计的磁力冲击机构的各项参数对计算模型进行适当的修正，涉及冲击能量变化、磁力作用的有效行程以及磁力作用的实现形式等方面因素进行综合设计。
　　 (3)仿真分析及实验。针对磁力冲击机构，分三种情况对磁体间作用力及磁体间隙的变化情况进行了仿真，分析了磁体形状和间隙对磁力作用的影响。另外通过样机研制和具体的实验验证了磁力冲击电锤方案的正确性和可行性。

目录

文摘

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致谢

第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1电锤钻概述

1.1.2永久磁铁的特点

1.2磁力技术的研究进展及应用

1.2.1磁悬浮技术的发展及应用领域

1.2.2磁力技术的研究现状

1.3电锤钻产品技术现状

1.3.1电锤钻产品技术分类

1.3.2气动冲击锤钻原理及其国内外现状

1.3.3冲击电钻原理及其国内外现状

1.3.4电磁式电锤钻原理及其国内外现状

1.4仿真研究的研究现状及其在电动工具上的应用

1.5课题的提出及其意义

1.5.1课题提出的背景

1.5.2课题提出的意义

1.6本文的研究工作

1.6.1本文研究的重点和难点

1.6.2本文研究的任务和目标

1.7本章小节

第二章具有磁力冲击机构电锤钻的方案设计

2.1磁力冲击式转换机构工作原理

2.2具有磁力冲击转换机构的电锤钻设计

2.3本章小节

第三章电锤钻参数设计

3.1磁力冲击电锤钻的技术参数

3.2磁力冲击转换机构的分析与结构参数计算

3.2.1磁铁的设计

3.2.2磁铁的装配

3.3齿轮减速机构的设计

3.4轴的设计

3.5轴承的选用

3.6本章小节

第四章磁力冲击转换机构的仿真分析

4.1磁性冲击力的计算模型及修正

4.1.1磁体作用力公式

4.1.2磁体作用力的简化计算

4.2两磁环之间磁力的仿真分析

4.2.1 Simulink仿真模型

4.2.2仿真结果分析

4.3电锤钻简化模型的仿真分析

4.3.1电锤钻的简化数学模型

4.3.2电锤钻简化模型的Simulink仿真

4.3.3磁力冲击转换机构简化模型的仿真结果分析

4.4本设计的电锤钻模型的仿真分析

4.4.1本设计的电锤钻的仿真模型

4.4.2本设计的电锤钻模型的simulink仿真

4.4.3本设计磁力冲击转换机构模型的仿真结果分析

4.5磁铁形状参数对磁力影响的仿真分析

4.6本章小结

第五章磁力冲击转换机构的试验分析与样机

5.1磁力冲击转换机构的试验分析

5.1.1磁力冲击转换机构的实验原理

5.1.2实验结果与分析

5.2磁力冲击电锤钻的原型样机研制

5.3本章小结

第六章总结与展望

6.1研究工作总结

6.2展望

参考文献

作者简介