轮辐转子的结构设计

齿轮结构设计齿轮结构设计主要确定齿轮的轮缘、轮毂及腹板（轮辐）的结构形式和尺寸大小。

结构设计通常要考虑齿轮的几何尺寸、材料、使用要求、工艺性及经济性等因素，确定适合的结构型式，再按设计手册荐用的经验数据确定结构尺寸。

齿轮结构形式有以下四种：1.齿轮轴当齿轮的齿根圆到键槽底面的距离e很小，如圆柱齿轮e≤2.5mn(下图一a)，圆锥齿轮的小端e≤1.6m(下图一b)，为了保证轮毂键槽足够的强度，应将齿轮与轴作成一体，形成齿轮轴，如下图二所示。

齿轮轴2. 实心齿轮当齿顶圆直径da≤200mm或高速传动且要求低噪声时，可采用上图一的实心结构。

实心齿轮和齿轮轴可以用热轧型材或锻造毛坯加工。

3. 辐板式齿轮对于齿顶圆直径da≤500mm时，可采用辐板式结构，以减轻重量、节约材料。

通常多选用锻造毛坯，也可用铸造毛坯及焊接结构。

有时为了节省材料或解决工艺问题等，而采用组合装配式结构，如过盈组合和螺栓联结组合。

腹板式齿轮（锻造）腹板式锥齿轮双腹板焊接齿轮过盈、螺栓联接组合4. 轮辐式齿轮对于齿轮直径时，采用轮辐式结构。

受锻造设备的限制，轮辐式齿轮多为铸造齿轮。

轮辐剖面形状可以采用椭圆形（轻载）、十字形（中载）、及工字形（重载）等。

轮辐式齿轮（锻造）轮结构设计主要确定齿轮的轮缘、轮毂及腹板（轮辐）的结构形式和尺寸大小。

结构设计通常要考虑齿轮的几何尺寸、材料、使用要求、工艺性及经济性等因素，确定适合的结构型式，再按设计手册荐用的经验数据确定结构尺寸。

齿轮结构形式有以下四种：1. 齿轮轴当齿轮的齿根圆到键槽底面的距离e很小，如圆柱齿轮e≤2.5mn(下图一a)，圆锥齿轮的小端e≤1.6m(下图一b)，为了保证轮毂键槽足够的强度，应将齿轮与轴作成一体，形成齿轮轴，如下图二所示。

齿轮轴2. 实心齿轮当齿顶圆直径da≤200mm或高速传动且要求低噪声时，可采用上图一的实心结构。

实心齿轮和齿轮轴可以用热轧型材或锻造毛坯加工。

3. 辐板式齿轮对于齿顶圆直径da≤500mm时，可采用辐板式结构，以减轻重量、节约材料。

张弦式轮辐结构随着经济的发展和科技的进步，人们对建筑空间的需求不断增加，高层大跨度空间结构成为当今建筑的重要形式。

然而，传统的混凝土结构由于自重较大，对下部结构要求较高，且施工周期长，已无法满足现代建筑的需求。

因此，轻质高强、施工速度快的新型结构形式成为研究的热点。

张弦式轮辐结构是一种新型的空间结构形式，由日本著名结构大师川口卫教授提出。

该结构形式以弦支承拉索，通过拉索的张拉形成稳定的结构体系。

由于其具有自重轻、刚度大、施工速度快等优点，被广泛应用于大型场馆、会展中心、体育场馆等建筑中。

本文主要研究张弦式轮辐结构的受力性能和稳定性。

首先，介绍了张弦式轮辐结构的组成和特点，以及其应用和发展现状。

然后，通过建立数学模型和有限元模型，对张弦式轮辐结构的受力性能进行分析。

在此基础上，对结构的稳定性进行了研究，包括稳定性分析方法和稳定性影响因素。

最后，通过实验验证了理论分析的正确性和有效性。

研究结果表明，张弦式轮辐结构在受力性能方面表现出良好的性能，具有较大的承载能力和刚度。

同时，结构的稳定性也得到了有效保证，在一定条件下可以满足工程要求。

此外，该结构的自重轻、施工速度快等优点使其在建筑领域具有广阔的应用前景。

通过本文的研究，为张弦式轮辐结构的优化设计提供了理论依据和实验支持，有助于推动其在建筑领域的应用和发展。

然而，仍有一些问题需要进一步研究和完善。

例如，结构的节点设计、防腐防锈措施等方面需要进一步探讨。

此外，随着科技的不断发展，新型材料和技术的出现也为张弦式轮辐结构的优化和改进提供了新的思路和方向。

在未来的研究中，可以进一步探讨张弦式轮辐结构的优化设计方法，提高其承载能力和稳定性。

同时，可以结合新型材料和技术，开发出更加高效、环保的结构形式，以满足现代建筑的需求。

此外，还可以通过加强实验研究，深入了解结构的实际性能和行为特征，为工程实践提供更加可靠的依据。

张弦式轮辐结构作为一种新型的空间结构形式，具有广阔的应用前景和发展潜力。

编号:毕业论文题目车轮空气减阻与轮内热传递的应用研究指导教师学生姓名学号专业教学单位德州学院汽车工程系（盖章）二O一一年五月二十日德州学院毕业论文课题说明书2011年1月1日题目车轮空气减阻与轮内热传递的应用研究指导教师职称主要研究方向车辆机电控制及智能化技术选题的主要目的和意义：随着社会的进步，科技的不断发展，许多问题不断曝露出来，其中能源短缺问题尤为严重。

世界范围的能源短缺已成不可逆转之势，为求能够持续发展，除了各国政府所做的巨大努力外，各行各业都在寻求低碳节能的生产消费方式。

汽车工业作为能源消费的重头行业，更应该全面具体的剖析，切实实现节能低碳。

本文所要研究的车轮空气减阻与轮内热传递，看似两个互不相关的课题，其实因为节能而联系紧密。

我们知道，在车辆高速行驶过程中，由于车轮的高速旋转，会在轮辐部分产生空气旋窝，这个气流就是所要说的空气阻力，若要降低或消除这一类阻力就需要将轮辐改为辐板，但是由此也会带来散热困难，进而导致制动效果降低，甚至完全丧失，行驶安全性大大降低。

因此，在考虑靠改变轮辐结构来实现空气减阻时，必须设计好论内传热系统，加快散热，提高汽车行驶过程中的安全系数。

综上各因素，对车轮空气减阻及轮内热传递的研究，不仅对节能及行车安全有非常重要的意义，在优化汽车设计等方面也有重要的参考价值。

国内外研究现状和发展趋势：该课题目前在国内外都属于新前沿课题。

基于制动安全性的考虑，轮辐结构会直接影响摩擦片的散热，每年都有大部分交通事故是由于制动失灵引起，因此，很少有人对这里进行改进。

各研究团体一般都习惯于投入大量精力研发新型节能发动机和设计车身，而在车轮形状这类细小部分则一般很少有人关注，因此这部分研究基本上还没有大的突破，因此，研究前景广阔。

教学单位领导小组审批意见：组长签名：2011年1 月10 日德州学院毕业论文开题报告书2011年 3 月19日院（系）汽车工程系专业姓名学号论文（设计）题目车轮空气减阻与轮内热传递应用研究一、选题目的和意义二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势三、课题设计方案本论文主要研究一下内容（一）论文内容介绍第一章绪论1.1 研究的目的和意义1.2 车轮空气减阻与轮内热传递的设计研究在国内外的研究现状和发展趋势1.3课题研究内容第二章车轮空气减阻及热传递方式研究与相关设计策略2.1 传统轮辐结构2.2 车轮内部空气阻力来源2.3 基于CAD的减小空气阻力的轮辐优化设计方案2.4 车轮轮内热传递方式2.5 车轮内部有效热传递设计方案2.6 综合考虑空气阻力与热传递效果并提出最佳优化方案第三章刹车片改进方案研究及轮内相应的散热方案3.1 刹车片作用及影响3.2 刹车片改进设计具体研究方案3.3 新方案的散热过程测试3.4 小结第四章总结（二）拟采取的主要途径（1）理论准备：根据所学课程及相关知识提出设想和初步方案；（2）资料查询：综合运用图书馆、网络等搜集相关资料;（3）模版下载：搜集相关正式的论文，参考格式进行书写：（4）遇到不懂的问题及时咨询指导老师，在老师的帮助下完成课题。

风力发电机转子结构设计与分析随着环保意识的不断提高，再加上传统能源资源日益枯竭，清洁能源的应用和发展已成为全球关注的热点。

其中，风力发电作为一种清洁、可再生、无污染的能源，得到了广泛的关注和认可。

而风力发电机转子是风力发电装置的核心部件之一，其结构设计和分析直接关系到风力发电机的效率和性能。

一、风力发电机转子的结构（一）转子桅杆与转子叶片风力发电机转子的主要结构包括：转子桅杆、转子叶片、伸缩臂、转子轮毂、变速箱和发电机。

其中，“桅杆-叶片体系”是决定风力发电机转子性能的关键因素之一。

转子桅杆是风洞机的支撑结构，通常是一个钢管结构，它通过精密的轴承和齿轮连接转子叶片和机轮，并与发电机和变速器相连。

转子叶片则是风力发电机的叶轮部分，通常由玻璃纤维或碳纤维等复合材料制成。

叶片的几何形状和尺寸对于风能的利用和发电效率具有相当大的影响。

（二）转子轮毂转子轮毂连接叶片与轴，承载着整个转子的重量，同时还负责将叶片转化的能量通过轴传到发电机。

通常，风力发电机的转子轮毂是一个由多个叶片嵌入的钢制组件，不仅要承受转子旋转过程中产生的离心力和弯曲力，还要满足不同风速下的稳定性要求。

（三）伸缩臂伸缩臂是风力发电机转子与塔身的连结部分，它具有抗弯刚性和承载能力，能够确保转子在高风速和恶劣气候下的稳定运行。

伸缩臂可以单一安装或成对安装，以提高风力发电机的稳定性。

二、风力发电机转子结构的设计考虑（一）桅杆与叶片的设计桅杆-叶片体系的设计应该尽可能减少体积和重量，同时保证刚度和强度。

设计时要考虑叶片设计的力学和气动性质，以保证叶片的刚性，符合风频谱和满足模式性质。

同时，还要考虑叶片在高速旋转时产生的气动效应，使转子的轴承不受过多的振动和磨损。

（二）转子轮毂的设计转子轮毂的设计应根据转子叶片的数量和尺寸以及旋转速度等因素来考虑，以保证承载能力和安全性。

在轮毂的设计过程中，还需充分考虑施工工艺和材料的可选性，以保证可持续性生产。

（三）伸缩臂的设计伸缩臂的设计应尽量减小体积和重量，同时保证抗稳定性和刚度强度。

一、设计条件设计题目：设计一台家用空调全封闭滚动转子式制冷压缩机要求：热力计算和动力计算(转子受力分析)，做出结构简图设计条件：汽缸直径D（mm）：54相对气缸长度μ：0.8相对偏心距τ：0.09滑片厚度b≥2e相对余隙容积c：1.2％吸气孔口前边缘角β：30~35°转速n：2980r/min制冷剂：R410a：计算四种工况：标准工况；T0＝5ºC；T1＝15 ºC；T k＝55 ºC；T4＝50 ºC；最大压差工况；T0＝－5ºC；T1＝15 ºC；T k＝50ºC；T4＝45 ºC；最大轴功率工况；T0＝－5ºC；T1＝15 ºC；T k＝45 ºC；T4＝40 ºC；设计工况：T0＝7.2ºC；T1＝18.3 ºC；T k＝54.4 ºC；T4＝46ºC；二、滚动转子示意图转子轴向长度L=D*μ=54*0.8=43.2mm偏心距e=R*τ=0.5D*τ=0.5*54*0.09=2.43mm转子的半径r=R-e=0.5*54-2.43=24.57mm滑片厚度b取2e，则b=2e=2*2.43=4.86mm 吸气孔口前边缘角β：32°吸气后边缘角α：22°排气后边缘角γ：32°排气前边缘角φ：22°三、热力计算1.四种工况的温度表，如下各种工况循环的p-h图：2.热力计算，如下表：四、 转子受力分析1）压缩过程中基元容积内的气体压力ns p p ]2sin 25.0sin )1()5.0)(2(2sin 25.0sin )1()5.0)(2([0θτθτθπτβτβτβπτθ+-+--+-+--=2）作用于滚动转子上的气体力合力)2cos 1(1)cos 1(2))(1(0θττθτθ--+---=s g p p RL F3）作用于滚动转子上的阻力矩fg MM M +=τR F M 21g g *=旋转力矩])2cos 1(1)cos 1(2[))(1(2102θττθττθ--+---=s g p p L R M 摩擦力矩nP M m i f 1)11(9550-=η五、 气体合力及阻力矩随转角的变化曲线标准工况 ΘP ΘFgMgMfM0 0.932 0 0 0.857257 0.8572575 0.932 0 0.0000000000 0.857257 0.857257 10 0.932 0 0.0000000000 0.857257 0.857257 15 0.932 0 0.0000000000 0.857257 0.857257 20 0.932 0 0.0000000000 0.857257 0.857257 25 0.932 0 0.0000000000 0.857257 0.857257 300.9320 0.0000000000 0.857257 0.857257 35 0.933571 1.089526 0.0008647913 0.857257 0.858122 40 0.936836 3.805616 0.0034279911 0.857257 0.860685 45 0.940998 7.902595 0.0079449696 0.857257 0.865202 50 0.946158 13.69471 0.0151634763 0.8572570.8724255 0.952417 21.51408 0.025******* 0.857257 0.883207 60 0.959876 31.707350.0412832347 0.8572570.8985465 0.968638 44.63286 0.0622390475 0.857257 0.919496 70 0.978808 60.65849 0.0899812165 0.857257 0.947238 75 0.990494 80.16029 0.1257454120 0.857257 0.983002 80 1.003812 103.5218 0.1708253160 0.857257 1.028082 85 1.018884 131.1341 0.2265589890 0.857257 1.083816 90 1.035839 163.397 0.2943165699 0.857257 1.151573 95 1.054821 200.7205 0.3754899090 0.857257 1.232747 100 1.075985 243.5277 0.4714846149 0.857257 1.328741 105 1.099502 292.2581 0.5837148711 0.857257 1.440972 110 1.125563 347.3719 0.7136012583 0.857257 1.570858 115 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0.656963 6.385188 275 2.701 3050.314 5.2699938421 0.656963 5.926957 280 2.701 2913.395 4.8075066807 0.656963 5.46447 285 2.701 2769.566 4.3445485595 0.656963 5.001512 290 2.701 2619.022 3.8850753274 0.656963 4.542038 295 2.701 2461.995 3.4331707844 0.656963 4.090134 300 2.701 2298.755 2.9929977673 0.656963 3.649961 305 2.701 2129.609 2.5687444832 0.656963 3.225708 310 2.701 1954.902 2.1645671651 0.656963 2.82153 315 2.701 1775.013 1.7845302622 0.656963 2.441493 320 2.701 1590.354 1.4325454741 0.656963 2.089509 325 2.701 1401.369 1.1123110068 0.656963 1.769274 330 2.701 1208.533 0.8272524537 0.656963 1.484216335 2.701 1012.344 0.5804666919 0.656963 1.23743 340 2.701 813.3248 0.3746701347 0.656963 1.031633 345 2.701 612.0172 0.2121525886 0.656963 0.869116 350 2.701 408.9792 0.0947378414 0.656963 0.751701 355 2.701 204.7807 0.023******* 0.656963 0.680715 360 2.701 0 0.0000000000 0.656963 0.656963设计工况ΘPΘFg Mg Mf M0 0.996 0 0 0.82521 0.825215 0.996 0 0.0000000000 0.82521 0.8252110 0.996 0 0.0000000000 0.82521 0.8252115 0.996 0 0.0000000000 0.82521 0.8252120 0.996 0 0.0000000000 0.82521 0.8252125 0.996 0 0.0000000000 0.82521 0.8252130 0.996 0 0.0000000000 0.82521 0.8252135 0.99762 1.123113 0.0008914506 0.82521 0.82610140 1.000985 3.922691 0.0035334487 0.82521 0.82874345 1.005274 8.145068 0.0081887423 0.82521 0.83339850 1.010591 14.11352 0.0156272140 0.82521 0.84083755 1.017039 22.16943 0.0267408735 0.82521 0.85195160 1.024721 32.66866 0.0425348685 0.82521 0.86774565 1.033743 45.97857 0.0641156017 0.82521 0.88932570 1.04421 62.47568 0.0926768472 0.82521 0.91788775 1.056234 82.54406 0.1294847761 0.82521 0.95469580 1.06993 106.5745 0.1758627701 0.82521 1.00107385 1.085421 134.9646 0.2331768426 0.82521 1.05838790 1.10284 168.1192 0.3028223927 0.82521 1.12803295 1.122328 206.4526 0.3862129095 0.82521 1.211423100 1.144042 250.3904 0.4847711180 0.82521 1.309981 105 1.168153 300.3732 0.5999229271 0.82521 1.425133 110 1.19485 356.861 0.7330944106 0.82521 1.558304 115 1.224345 420.3376 0.8857119235 0.82521 1.710922 120 1.256875 491.3175 1.0592053410 0.82521 1.884415 125 1.292705 570.3526 1.2550143028 0.82521 2.080224 130 1.332139 658.04 1.4745972652 0.82521 2.299807 135 1.375516 755.032 1.7194430961 0.82521 2.544653 140 1.423227 862.0461 1.9910849125 0.82521 2.816295 145 1.475715 979.8773 2.2911158455 0.82521 3.116326 150 1.533492 1109.412 2.6212064341 0.82521 3.446416 155 1.597142 1251.643 2.9831233932 0.82521 3.808333 160 1.667344 1407.69 3.3787495729 0.82521 4.203959 165 1.744882 1578.816 3.8101050347 0.82521 4.635315 170 1.830669 1766.458 4.2793693032 0.82521 5.104579 175 1.925768 1972.249 4.7889050210 0.82521 5.614115 180 2.031429 2198.059 5.3412834406 0.82521 6.166493 185 2.14912 2446.03 5.9393124279 0.82521 6.764522 190 2.280578 2718.627 6.5860679407 0.82521 7.411278 195 2.427865 3018.7 7.2849302869 0.82521 8.11014 200 2.593442 3349.553 8.0396268749 0.82521 8.864837 205 2.780265 3715.034 8.8542836657 0.82521 9.679493210 2.991901 4119.648 9.7334881451 0.82521 10.5587 215 3.232682 4568.695 10.6823674043 0.82521 11.50758 220 3.351 4751.851 10.9754447486 0.82521 11.80065 225 3.351 4685.177 10.6696068565 0.82521 11.49482 230 3.351 4610.252 10.3310808248 0.82521 11.15629 235 3.351 4526.982 9.9612551825 0.82521 10.78646 240 3.351 4435.284 9.5617927602 0.82521 10.387 245 3.351 4335.087 9.1346530306 0.82521 9.959863 250 3.351 4226.34 8.6821100314 0.82521 9.50732 255 3.351 4109.015 8.2067647371 0.82521 9.031974 260 3.351 3983.113 7.7115508820 0.82521 8.536761 265 3.351 3848.664 7.1997334146 0.82521 8.024943 270 3.351 3705.733 6.6748989600 0.82521 7.500109 275 3.351 3554.423 6.1409379012 0.82521 6.966148 280 3.351 3394.877 5.6020179283 0.82521 6.427228 285 3.351 3227.278 5.0625491626 0.82521 5.887759 290 3.351 3051.854 4.5271412153 0.82521 5.352351 295 3.351 2868.876 4.0005527943 0.82521 4.825763 300 3.351 2678.658 3.4876347066 0.82521 4.312844 305 3.351 2481.559 2.9932673220 0.82521 3.818477 310 3.351 2277.978 2.5222937525 0.82521 3.347503 315 3.351 2068.36 2.0794501571 0.82521 2.90466320 3.351 1853.183 1.6692947014 0.82521 2.494504 325 3.351 1632.966 1.2961367744 0.82521 2.121347 330 3.351 1408.261 0.9639680992 0.82521 1.789178 335 3.351 1179.649 0.6763973575 0.82521 1.501607 340 3.351 947.7387 0.4365898898 0.82521 1.2618 345 3.351 713.1621 0.2472139268 0.82521 1.072424 350 3.351 476.569 0.1103946642 0.82521 0.935604 355 3.351 238.6238 0.027******* 0.82521 0.852887 360 3.351 0 0.0000000000 0.82521 0.82521六、总结通过课程设计，可以很清楚的知道自己哪些知识点掌握的不够好。

专利名称：一种新型轮辐式永磁同步电机转子结构专利类型：发明专利
发明人：蔡海维,徐炜
申请号：CN202010658558.4
申请日：20200709
公开号：CN112383159A
公开日：
20210219
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种新型轮辐式永磁同步电机转子结构，包括转子铁芯和嵌设在转子铁芯中的永磁体，所述永磁体包括内外两层，其中外层为呈轮辐状均匀分布的第一永磁体，内层为呈圆环状均匀分布并靠近第一永磁体端部的第二永磁体，其中，呈轮辐状分布的第一永磁体的充磁方向与转子铁芯的圆周切向平行，呈圆环状分布的第二永磁体可径向充磁，也可平行充磁。

本发明的有益效果在于：解决了现有轮辐永磁电机永磁体端部漏磁的问题。

申请人：东南大学
地址：210096 江苏省南京市玄武区四牌楼2号
国籍：CN
代理机构：南京众联专利代理有限公司
代理人：张天哲
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专利名称：一种车轮的轮辐结构专利类型：实用新型专利
发明人：赖建辉,张镇江
申请号：CN201621453060.X 申请日：20161228
公开号：CN206297345U
公开日：
20170704
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种车轮的轮辐结构，轮辐呈盘状结构，包括位于中心的辐板及围绕辐板设置的辐框，辐板中部设有车轴定位孔，辐板上还设有多个螺栓孔，这些螺栓孔沿着该车轴定位孔呈环形阵列排布，辐框外边沿与轮辋轴向的一端部内表面连接在一起，辐板朝向轮辋轴向另一端部的表面上设有多个长条凹槽，长条凹槽数量与螺栓孔数量相同，这些长条凹槽沿着该车轴定位孔呈环形阵列排布并与螺栓孔交错设置。

轮毂与轮辐锁紧连接在一起时，辐板上设置长条凹槽的表面与轮毂紧密压靠在一起，所述长条凹槽能够增大轮毂与轮辐之间的摩擦力，使二者连接更加紧密、牢固，防止轮辐与轮毂接触处出现扭力衰减现象，有效减缓了轮辐的劳损速度，延长了轮辐的使用寿命。

申请人：正兴车轮集团有限公司
地址：363000 福建省漳州市芗城区北环城国道319线73公里右侧
国籍：CN
代理机构：厦门市首创君合专利事务所有限公司
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