电机设计及其CAD-第4章
直线电机的计算机辅助设计及研究
直线电机的计算机辅助设计及研究随着科技的不断发展，计算机辅助设计（CAD）技术广泛应用于各个领域。
在电机设计领域中，CAD技术的应用也取得了显著的成果。
本文将重点介绍一种新型的电机设计技术——直线电机的计算机辅助设计及研究。
直线电机是一种将电能直接转换为直线运动机械能的装置。
相较于传统的旋转电机，直线电机具有结构简单、维护方便、精度高等优点。
因此，直线电机在机床、交通运输、自动化生产线等领域得到了广泛的应用。
随着计算机技术的迅速发展，直线电机CAD技术也不断进步。
早期的直线电机CAD技术主要依赖于设计师的手动设计和计算，效率低下且精度难以保证。
随着CAD软件的不断完善，现在的直线电机CAD技术已经可以实现自动化设计和优化。
（1）参数化设计：通过设定相关参数，软件可以自动完成直线电机的设计，并生成相应的三维模型。
（2）性能预测：软件可以根据设计模型，预测直线电机的性能指标，如推力、速度、精度等。
（3）结构优化：根据性能预测结果，软件可以对设计模型进行优化，提高直线电机的性能。
在直线电机设计中，有限元分析是一种常用的数值分析方法。
通过有限元分析，可以精确地模拟直线电机的电磁场分布、推力输出、热分布等情况，为设计师提供有力的参考依据。
仿真分析是通过建立数学模型，模拟直线电机的实际运行情况，以便评估其性能和可靠性。
通过仿真分析，设计师可以预测直线电机在不同工况下的表现，及时发现和解决潜在的问题。
这里以某款高速直线电机为例，介绍其计算机辅助设计和研究过程。
该款直线电机应用于高精度数控机床，要求推力大、行程长、定位精度高。
利用CAD软件进行参数化设计，调整电机结构尺寸，优化电磁方案。
根据客户要求，设定电机的行程、推力、精度等参数，软件自动生成三维模型。
利用有限元软件对设计模型进行电磁场分析，发现电磁力分布不均匀，影响了电机的推力输出。
通过调整电磁方案和结构设计，优化电磁力分布。
根据优化后的设计模型进行仿真分析，评估电机的性能和可靠性。
工程机械CAD_CAM课后习题答案
⼯程机械CAD_CAM课后习题答案第⼀章概述1．简述产品设计制造的⼀般过程。
答：CAD/CAM系统是设计、制造过程中的信息处理系统，它主要研究对象描述、系统分析、⽅案优化、计算分析、⼯艺设计、仿真模拟、NC编程以及图形处理等理论和⼯程⽅法，输⼊的是产品设计要求，输出的是零件的制造加⼯信息。
2．简述CAD/CAM技术的概念、狭义和⼴义CAD/CAM技术的区别与联系。
答：CAD/CAM技术是以计算机、外围设备及其系统软件为基础，综合计算机科学与⼯程、计算机⼏何、机械设计、机械加⼯⼯艺、⼈机⼯程、控制理论、电⼦技术等学科知识，以⼯程应⽤为对象，实现包括⼆维绘图设计、三维⼏何造型设计、⼯程计算分析与优化设计、数控加⼯编程、仿真模拟、信息存贮与管理等相关功能。
区别：⼴义的CAD/CAM技术，是指利⽤计算机辅助技术进⾏产品设计与制造的整个过程，及与之直接和间接相关的活动；狭义的CAD/CAM技术，是指利⽤CAD/CAM系统进⾏产品的造型、计算分析和数控程序的编制联系：⼴义的CAD/CAM技术包容狭义的CAD/CAM技术3．传统的设计制造过程与应⽤CAD/CAM技术进⾏设计制造的过程有何区别与联系？答：区别：传统的设计与制造⽅式是以技术⼈员为中⼼展开的，，产品及其零件在加⼯过程中所处的状态，设计、⼯艺、制造、设备等环节的延续与保持等，都是由⼈⼯进⾏检测并反馈，所有的信息均交汇到技术和管理⼈员处，由技术⼈员进⾏对象的相关处理。
以CAD/CAM技术为核⼼的先进制造技术，将以⼈员为中⼼的运作模式改变为以计算机为中⼼的运作模式，利⽤计算机存贮量⼤、运⾏速度快、可⽆限期利⽤已有信息等优势，将各个设计制造阶段及过程的信息汇集在⼀起，使整个设计制造过程在时间上缩短、在空间上拓展，与各个环节的联系与控制均由计算机直接处理，技术⼈员通过计算机这⼀媒介实现整个过程的有序化和并⾏化。
联系：制造过程的各个环节基本相同。
4．简述我国CAD/CAM技术发展的过程与特点。
电机CAD报告
电 机 CAD 报 告J 电气1103 吴敏霞 4111127067Ansoft Maxwell 作为世界著名的商用低频电磁场有限元软件之一，在各个工程电磁场领域都得到了广泛的应用。
它基于麦克斯韦微分方程，采用有限元离散形式，将工程中的电磁场计算转变为庞大的矩阵求解。
该软件包括二维求解器、三维求解器和RMxprt 旋转电动机分析专家系统这3个主要模块，不仅可以进行静磁场、静电场、交直流传导电场、瞬态电场、涡流场、 瞬态磁场等不同的基本电磁场的特性分析，还可以通过RMxprt 电动机模块仿真多种电动机模型，为实际电动机设计提供帮助。
利用Ansoft 软件进行仿真可以帮助我们了解电动机的结构特性。
设计一台电机时，必须确定许多尺寸，但其中起主要与决定作用的是电机的主要尺寸。
电机的主要尺寸是指电枢铁芯的直径和长度。
对于直流电机，电枢直径是指转子外径；对一般结构的感应电机和同步电机，则是指定子内径。
主要尺寸确定以后，其他尺寸也就可以大体确定。
电机的重量、价格、工作特性和运行可靠性等也都是和主要尺寸以及它们的比值有密切的关系。
所以确定主要尺寸是电机设计的第一步。
一、电机设计的一般步骤1、选取电机初始设计参量：① 冲片尺寸：1D 、1i D 、2i D 、δ、L 、1Q 、2Q 、槽形尺寸② 绕组参量：d 、1d 、t N 、Z 、a 、i ∆、连接法2、校核电机性能指标：T F 、E K 、η、st I3、调整电机有关参量：1i D 、L 、δ、s N 、转子槽形尺寸4、挑选最佳电机设计方案①磁路计算 m t t p E I F F H B F K →∑→→→⎥⎥⎦⎤→'Φ→'→,各段磁路②参数计算 E K I I x x r r →−−−→−⎥⎦⎤→'→Γ212121,,,,型电路η ③性能计算 m N fw Cu Fe T S p p p p →→→→∑→ϕηcos ,,④起动计算 st st st st T I Z st x st x st r I →→→⎥⎦⎤⎢⎣⎡→')(,)()(212电机的几何尺寸很多，有铁心尺寸、绕组尺寸、外形尺寸、安装尺寸，其它各种结构部件的尺寸。
电气CAD制图与识图1-4(2007)
第四节 电气图标准
一、电气图标准
电气制图标准 电气图形符号标准 项目代号、文字符号和其他标准
二、电气图标准的特点 三、与电气图有关的一些其他标准
第五节 电气制图的一般规则
一、图纸的幅面和分区 1、图面的构成及幅面尺寸 2、标题栏和明细栏 3、图号 4、图幅分区
6) 等效电路图 图1-11就属于这种图。 7）功能表图 图12-2属于这种图。 8）顺序表图 计数器状态图属于这种图。 9）时序图 图1-12属于这种图。 10）电路图 图1-6属于这种图。
第二节 电气图的分类
三、位置类图
1) 总平面图 2）安装图 3）安装简图 4) 装配图 5）布置图
第一节 信息、媒体和电气图
三、信息流与电气图种类
表示电气系统、装置和设备的功能、特性及内部 关系的电气图，在许多情况下可以根据信息流 运动状况来描述，以图示变压器工作系统为例。 这一系统由电源、开关Q、控制装置C、变压器T 构成。这一系统中，Q、T、C之间存在以下关系， 见图1-2：
第一节 信息、媒体和电气图
第三节 电气图的一般特点
一、简图是电气图的主要表达形式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图1-16（a）是某35KV简易变电所的断面布置图。 如果仅仅为了表示这一变电所的电气设备构成及其连接关系，则可 绘制成1-16（b）所示的电气系统图。该图具有以下特点： 1）各种电气设备和导线用图形符号表示，而不用具体的外形结构 表示； 2）各设备符号旁标注了代表该种设备的文字符号； 3）按功能和电流流向表示各电气设备的连接关系和相互位置； 4）没有尺寸标注。 类似于图1-16（b）的图称为简图。简图是用图形符号、带注释的围 框或简化外形表示系统或设备中各组成部分之间相互关系及连接关 系的一种图。 注意：简图并不是简略的图，而是一种术语。
某小型长皮带电机安全起动的电气原理设计CAD平面图纸
化工制图cad1-4章第二章设备布置图
如标注位置不够，则可引出标注
或
标高数字 以m为单位，注写到小数点以后第三位；在总平面图中，可注 写到小数点以后第二位。 基准面标高±0.000，正标高可省略“+”，负标高应注“-”。
10.000
10.000 5.000 4.500 或 EL 10.000
±0.000 或 EL ±0.000
装置内管廊、通道的布置。
2）设备
线型：粗实线（粗虚线） 图形：画出设备外形轮廓 （投影图） ，机、泵类动设备可
简化。
基本要求：
(a)穿过楼板的设备，在相应的平面图上均要画出其平面位 置，剖开的设备在轮廓线内画出断面符号； 应避免在各剖视图上重复出现同一台设备； (b)剖视图中设备的钢筋混凝 土基础与设备外形轮廓组合 在一起时，与设备同用粗实 线画出；
小区数≯ 9个，若小区数>9，则先划分大区，再将每一大 区划分为若干小区。
课本46-47页，分区索引图
分区索引图：见P46-47
（1）采用研究版设备布置图适当缩小后进行分区。
分区线：大区分区线用粗双点划线，小区分区线用中粗双点划线；
（2）在图样左下角画直径8mm圆表示基准点，标注其坐标； （3）标注建筑起、终点的定位轴线；
尺寸数字
a)除标高及总平面图以m为单位外，其它尺寸以mm为单位； 上方中部 b)尺寸数字注写在靠近尺寸线的 图2-25 左侧中部 注写位置不够时，最外边的尺寸数字可注写在尺寸界线的外侧，中间 相邻的尺寸数字可错开注写，也可引出注写。图2-27 80 1200
70 70
900
40
40
平面尺寸基准 平面尺寸一般以建筑定位轴线为基准。
剖视图：
粗实线
细实线 平面图：
motorcad电机电磁仿真基本流程
motorcad电机电磁仿真基本流程MotorCAD是一款专业的电机电磁仿真软件，能够对不同类型的电机进行精确的设计和优化。
在实际应用中，设计工程师需要根据实际需求制定仿真流程，并对仿真结果进行分析和优化。
本文将介绍MotorCAD电机电磁仿真的基本流程，并对每个环节进行详细描述，以帮助读者更好地理解和应用MotorCAD。
一、MotorCAD电机电磁仿真基本流程MotorCAD电机电磁仿真的基本流程包括以下几个环节：建立电机模型、设定计算参数、运行仿真计算、分析仿真结果、进行优化设计。
下面将对每个环节进行详细描述。
1. 建立电机模型在MotorCAD中，电机模型是仿真的基础，也是设计工程师进行仿真分析和优化的基础。
建立准确的电机模型至关重要。
通常，电机模型包括电机的几何结构、材料属性、绕组参数、磁环和气隙的尺寸等信息。
如果模型不够准确，则会导致仿真结果与实际情况存在误差，无法满足设计要求。
2. 设定计算参数在进行电机电磁仿真前，需要先设定仿真计算的参数。
这些参数包括计算方式、仿真时间、电磁学模型、激磁电流、转速、电压等。
计算方式有时间步进法、瞬态有限元法、频域法等。
设定好这些参数后，才能开始电机电磁仿真计算。
如果参数不合理，则会影响仿真结果的准确性。
3. 运行仿真计算在设定好计算参数后，就可以进行仿真计算了。
MotorCAD允许用户进行多种类型的计算，如电磁场分布、磁通分布、感应电势、参数计算、扭矩计算等。
仿真计算的过程中，可以观察到电机的电磁、热、机械等方面的性能，并可以进行多种类型的尝试。
4. 分析仿真结果仿真计算完成后，需要对仿真结果进行分析。
这包括电机的电磁、热、机械等方面的性能分析。
针对不同类型的分析结果，设计工程师可以进行相应的分析和优化，以满足实际应用需求。
5. 进行优化设计在分析仿真结果后，设计工程师还需要对电机模型进行优化，以提高电机的性能和效率。
可以针对电机的电磁、热、机械等性能进行优化设计。
数控车床装配设计（全套CAD图纸）
摘要自从1946年世界上首次电子计算机制造以来,这说明人们制造了工具,能增加和替换脑力。
它和工具,人类在农业和工业社会,有了质的飞跃,为人类进入奠定了基础信息社会。
在1952年,计算机技术应用于机器,第一个数控机床的诞生在美国。
从那时起,近年来传统的机床,数控机床公司逐年增加,并被应用在大中型企业中,有了质量的变化。
近半个世纪以来,数控系统经历了两个阶段和六代的发展。
在中小企业甚至个人企业也普遍开始使用。
在这些数控机床,除了少量的机床在FMS模式集成,主要是在独立的运行状态,和相当部分的使用效率不高,落后的管理模式。
近年来,中国的出口增长的大型数控机床是数控车床、数控磨床、数控加工专用机床,数控剪板机,数控折弯,折弯机,数控压铸机、通用机床。
在车床主传动系统的毕业设计中，使学生建立不错的的规划和了解车床主传动系统设计的一般方法。
巩固和加深所学理论知识，加深知识储备，运用所学知识剖析和处理设计工作中的实际问题。
从机械制造装备毕业设计中，使我们在制定车床主传动机构、车床的结构设计、一般的提案的设计、零件等的计算、编绘技术文稿和设计理论的表现等方面，得到整体性的锻炼。
轻车熟路相关准则、图册和参照素材的使用，以懂得具有粗浅的结构剖析和构造的设计演算的能力。
关键词：主传动系统、传动设计、动力设计Abstract1946 birth of the world's first electronic computer, which suggests that human created can be enhanced and part instead of the mental work tools. It with humans in agriculture, industrial society to create those is only a means of enhancing physical labor, compared to a qualitative leap, which laid a foundation for human into the information society. Six years later, in 1952, the computer technology application in machine tools, was born in the United States the first CNC machine tool. Since then, traditional machine tools produced in recent years, our country enterprise of nc machine tools share rise year by year, in large and medium-sized enterprises have more use, a qualitative change. Nearly half a century, the CNC system has experienced two stages and the development of six generations. Also common in small and medium-sized enterprises and individual enterprises begin to use. In the nc machine tools, in addition to a small amount of machine tools used in FMS model integration, mostly in single machine running state, and some in the efficiency is not high, management way backward state. In recent years, China's exports was bigger nc machine tool with CNC lathe, CNC grinding machine, numerical control special machine tools, CNC bending machine, CNC shearing machine, CNC forming die casting machine, such as the common machine tools have a drilling machine, sawing machine, slotting machine, broaching machine, combinationmachine tools, hydraulic press.Through the lathe main drive system of curriculum design, causes the student to set up the correct design ideas and master the basic method of lathe main transmission system design.Consolidate and deepen the theory knowledge, the expanded aspect of knowledge, and apply what they have learned the theory analysis and solve specific problems in the design work;By machinery and equipment course design, causes the student to the structure of the main transmission mechanism in forming lathe, lathe parts design, all kinds of scheme design, calculation, write technical documents and the expression of design ideas and so on, to get basic training comprehensive;Be familiar with the relevant standards and manuals and the use of the resources, to foster a preliminary structural analysis and the ability to structure design and calculation.Keywords: main drive system, transmission design, dynamic design目录摘要 1第一章概述 (1)1.1国内数控机床现状 (1)1.2 设计参数 (1)第二章参数的拟定 (2)2.1确定极限转速 (2)2.2电机的选择 (2)第三章传动设计 (3)3.1主传动方案拟定 (3)3.2传动结构式、结构网的选择 (3)3.3转速图的拟定 (3)第四章主传动部分的改造和设计 (6)4.1主传动部分方案拟定 (6)4.2主传动部分设计改造设计计算 (9)4.3数控机床分级变速箱的设计 (11)4.4电磁离合器的设计计算 (15)4.5齿轮的结构设计 (16)4.6带轮结构设计 (17)4.7传动轴间的中心距 (17)4.8轴承的选择 (17)第五章动力设计 (18)5.1传动轴的验算 (18)5.2齿轮效验 (22)5.3轴承的效验 (23)第六章结构设计及说明 (24)6.1结构设计的内容 (24)6.2 I轴的设计 (24)6.3齿轮块的设计 (25)6.4传动轴的设计 (25)结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)第一章概述1.1国内数控机床现状最近几年我国企业的数控机床占的比重也在增长，在大的公司中就有很多的使用，在小公司和个体的企业中也在开始使用中。
60KTYZ齿轮减速可逆永磁同步电动机CAD应用设计
目录第1章概论 (1)第1.1节60KTYZ单相可逆永磁同步电动机简介 (1)第1.2节应用软件简介 (2)第2章60KTYZ齿轮减速可逆永磁同步电动机实体造型 (5)第2.1节线圈轴PRT 0007的实体造型 (5)第2.2节壳体PRT 0016的造型 (8)第2.3节米齿（公）PRT 0008的实体造型 (9)第2.4节米齿（母）PRT 0017的实体造型 (11)第2.5节磁钢+塞头PRT 0015的实体造型 (12)第2.6节出轴PRT 0018的实体造型 (12)第2.7节五孔板PRT 0005的实体造型 (14)第2.8节盖板PRT 0010的实体造型 (14)第2.9节四爪垫片PRT 0006的实体造型 (15)第2.10节铜帽PRT 0013的实体造型 (17)第2.11节卡环PRT 0012的实体造型 (17)第3章60KTYZ齿轮减速可逆永磁同步电动机装配模拟 (18)第4章设计总结 (24)参考文献 (26)致谢 (27)第1章概论第1.1节60KTYZ单相可逆永磁同步电动机简介图1 图260KTYZ单相永磁同步电动机是一种带有齿轮减速器的小型交流可逆同步电动机（如图1和图2所示）。
它具有体积小、重量轻、噪声低、寿命长、运行平稳、可双向控制、输出力矩大、堵转能力强等优点。
因此，广泛用于仪器仪表、自动化控制、过胶机、麻将台、舞台灯光、广告展览器材、监视器、云台、各种阀门、医用仪器、科研设施、体育器具、窗帘自动控制、柔巾机、自动调压，大楼水电控制系统等等场合。
(1)齿轮电机命名方法介绍： 60KTYZ1-220-100/30F ,60—电机外径, KTYZ—单相可逆永磁同步电动机 ,1—电机偏心出轴（2—电机中心出轴）, 220—电机额定电压（V） ,100—电机出轴转速, 30—齿轮箱齿数比 ,F—方形齿轮箱（圆形齿轮箱不加注）(2)常用电机技术指示：额定电压 (伏 )220 ;额定频率(赫兹 )50/60 ;输出功率(瓦)≤14; 绝缘等级 (级) E ;注：额定电压(24,100,110,120,220V),出轴转速,相应力矩和出轴长度和直径形状,可按用户要求定制(3)使用注意事项a. 按正确的方法接线b. 电机不宜长时间空载运行或超负荷低速运行及堵转，以免温升过高c. 电机测速机引出线不可用力拖拉，以免拉断内部线圈d. 已装配好的齿轮减速器不要随便拆装，以免灰尘进去或齿轮啮合不好产生噪音e. 电机和齿轮减速器的出轴与负载连接时不能重力敲打、挤压，以免造成内部变形走位，产生严重噪声或卡死现象.（4）质量：腾飞生存之根本---唯有不断改善制造的质量及提高本身的能力才能保持企业鲜活的生命力。
Motor-CAD使用案例系列教程凌在汛-北京天源博通科技有限公司
Motor-CAD使用案例系列教程（一）凌在汛三相感应电机电磁热耦合计算北京天源博通科技有限公司2015年7月目录1几何建模 (1)1.1径向几何尺寸设置 (1)1.2轴向几何尺寸设置 (3)1.3电机3D视图查看 (5)2绕组设置 (7)2.1绕组信息定义 (7)2.2绕组类型设置 (9)3电机驱动设置 (13)4其它输入参数 (18)4.1材料 (18)4.2设置 (18)4.3材料数据库 (24)5电磁场模型求解 (28)5.1FEA电磁场计算 (28)5.2电磁场有限元模型编辑器 (31)5.3电机性能优化设计器 (31)6输出数据 (33)6.1驱动性能 (33)6.2电磁场计算参数 (34)6.3等效电路 (35)6.4各项电感 (38)6.5堵转运行 (39)6.6铁芯损耗 (40)6.7电机损耗 (42)7输出曲线 (43)8三相感应电机电磁热耦合分析 (50)9主要几何尺寸附录 (58)9.1Airgap气隙几何尺寸 (58)9.2Axial Dimensions轴向主要尺寸 (58)9.3Bearing轴承尺寸 (59)9.4Bore Sleeve套筒尺寸 (60)9.5Covered Fin 散热片尺寸 (61)9.6Cowling 整流罩尺寸 (61)9.7Encoder编码器尺寸 (63)9.8End Ring 端环尺寸 (63)9.9End Winding端部绕组尺寸 (64)9.10Endcap端盖尺寸 (66)9.11EWdg Insulation端部绕组绝缘 (67)9.12Fin散热片尺寸 (68)9.13Foot 底角尺寸 (69)9.14Housing 机壳尺寸 (71)9.15Motor Length电机长度 (72)9.16Plate 机座尺寸 (72)9.17Radial Geometry径向尺寸(内转子电机) (74)9.18Radial Geometry径向尺寸(外转子电机) (75)9.19Rotor Bar 转子导条尺寸 (76)9.20Rotor Duct 转子通风道尺寸 (81)9.21Rotor End Winding 转子端部绕组尺寸 (85)9.22Shaft 转轴尺寸 (86)9.23Shaft Groove 转轴上凹槽尺寸 (87)9.24Shaft Hole 转轴上孔径尺寸 (87)9.25Slot定子槽尺寸 (88)9.26Stator Duct 定子通风道尺寸 (89)9.27T ooth T ip 定子齿顶尺寸 (93)9.28T ooth Width定子齿宽 (94)9.29Wafter 转盘风扇尺寸 (94)9.30Radial Duct 径向通风道尺寸 (96)1几何建模1.1径向几何尺寸设置图 1 感应电机电磁计算几何界面概览图 2 选择电机横向切面视图图 3 电机横切面各项尺寸种类设置其中：Housing：机壳类型，包含16种机壳设置，用户可根据右侧显示图中的提示选择所需机壳；Slot type:定子齿槽设置，包含平行齿、平行槽等5种设置，梨形槽可通过设1置定子槽底倒角半径实现；Stator ducts：定子通风道设置，包含矩形通风道、圆形通风道等4类通风道；Mounting：装配形式，包含法兰式、底脚式、混合式安装形式；T op Bar：上层鼠笼导条形式，包含圆形槽、矩形槽、平行齿等4种；Bottom Bar:下层鼠笼导条形式，种类同上，当电机为单笼形式时，默认为none；Rotor ducts：转子通风道设置，包含圆形、弧形、矩形等4种通风道形式。
电机设计及其CAD磁路计算
通过精确的磁路计算，可以减少试验 次数和成本，缩短产品开发周期。
使用CAD工具进行磁路计算的方法和步骤
前处理 网格化 参数设置
求解 后处理
使用CAD软件建立电机的三 维模型，并进行必要的简化
处理。 对电机模型进行离散化，生 成计算所需的有限元网格。
设置计算所需的材料属性、 边界条件等参数。
运行计算求解器，进行磁路 计算。
步进电机设计
CAD软件在步进电机设计中主要用于建 立电机的几何模型，进行电磁场分析和 优化，以及电磁性能的仿真和测试。
VS
CAD磁路计算
通过CAD软件的磁路计算功能，可以精 确计算步进电机的磁通路径、磁通密度和 磁场强度等参数，为电机的优化设计提供 依据。
05
电机设计的未来发展趋势和 挑战
高性能电机的设计挑战
磁路计算通常采用有限元法或有限差 分法等数值计算方法，通过离散化场 域并建立代数方程进行求解。
磁路计算在电机设计中的重要性
优化电机性能
通过磁路计算，可以预测电机的磁场 分布、磁通量、电磁力等参数，从而 优化电机的设计，提高其性能和效率。
降低成本
提高可靠性
准确的磁路计算有助于避免电机运行 过程中的过热、振动等问题，提高产 品的可靠性和稳定性。
案例二：交流电机设计及其CAD磁路计算
交流电机设计
CAD软件在交流电机设计中主要用于建立和分析电机复杂的电磁场，优化电机结构， 提高电机的效率和性能。
CAD磁路计算
通过CAD软件的磁路计算功能，可以精确模拟和分析交流电机的磁场分布、磁通路径 和磁通密度等参数，提高设计的可靠性和效率。
案例三：步进电机设计及其CAD磁路计算
电机设计的环保要求和能效标准
电机控制技术-课件
1.2 电力传动系统运动方程
1.2.1 运动方程 一. 单轴电力拖动系统的运动方程
研究运动方程,以电动机的轴为研究对象，电动机 运行时的轴受力如图示。
电力拖动系统正方向的规定：先规定转速n的正方 向，然后规定电磁转矩的正方向与n的正方向相同， 规定负载转矩的正方向与n的正方向相反。
生产机械转矩分为：摩擦阻力产生的和重力 作用产生的。
（3）恒功率负载：负载转矩与转速成反比。 （4）粘滞摩擦负载：负载转矩与转速成正比。
1.4 电力传动系统的机械特性
第 电动机机械特性：电动机的转速与转矩的关系。
一 电动机四象限运行状态：正向电动状态、反向电
章 动状态，正向制动状态、反向制动状态。
电动机固有机械特性： 电动机人为机械特性：
第II象限 第I象限 正向制动 正向电动
变压器
变电站
楼宇
照明 B
高压输电线
制冷 小型发电机 变压器
M
电力系统简单结构图
H/C 加 热
工厂
1.1 电力传动系统的发展
第 电力传动系统：以电动机为动力源，驱动各种设 一 备及电器的系统，以 完成一定的生产任务。 章 目前，电能的三分之二用于电力传动系统。
电力传动系统的基本结构：
概
述
电源
指令 控制设备
电动机 传动机构 生产机械
1.1 电力传动系统的发展
第 电力传动系统分类： 一 （1）按控制类型：调速系统、位置随动系统。调 章 速系统又分为直流调速和交流调速。
（2）按电动机类型：直流传动系统、交流传动 系统。
概 （3）按机组形式：单台传动系统、多机传动系 述 统。
（4）按运动方式：单向运转不可逆、双向运转 可逆传动系统 （5）按用途形式：主传动系统、辅助传动系统
MotorCAD手册
什么是MotorCAD？MotorCAD是用于电机热设计的计算机辅助软件包，采用热路的方法对电机进行热分析和方案优化设计，是全球唯一一款基于热路分析的电机热设计软件。
MotorCAD可以给设计者提供快速的计算方法和精确的计算结果，不仅可以进行参数化计算，而且还能寻找对散热影响最大的变量，可参数化几何结构、物理属性等变量，功能非常强大。
MotorCAD使用方便、简单易懂，即使是非专业人员也可以很快掌握，非常适用于工程实际。
MotorCAD电机库类型：无刷永磁电机、无刷永磁外转子电机、感应电机、开关磁阻电机、直流电机、同步电机、爪极电机、单相感应电机。
MotorCAD的热分析方法目前，电机热设计领域的主要方法包括经验法、数值方法（如FEA、CFD）、热路模型，MotorCAD采用热路计算方法。
经验法经验法一般是基于简单的估算、同比例的放大缩小、测试数据等，其优点是无需计算工具、计算速度快；但是其缺点也十分明显，精算精度差，特别是在设计新型电机的情况下，往往无经验数据可参考，并且经验法无法进行参数化设计，无法知道变量的权重大小。
数值计算方法数值计算法主要包括FEA和CFD两种算法，数值计算方法具有精度高、可参数化计算、后处理强大等特点，但是FEA和CFD软件学习困难、对计算机要求高、计算时间长，参数化计算需要大量的存储空间和很长的计算时间，计算效率低下。
热路计算法目前电机热设计的一个趋势是采用集总热路的计算方法，可对多种电机的稳态和瞬态热分布进行计算，最新的MotorCAD具有优秀的人机交互界面，操作简单，易于掌握，是电机热设计非常有效的工具。
第一章软件界面MotorCAD 提供8中电机类型，永磁无刷电机、感应电机、开关磁阻电机、无刷永磁外转子电机、永磁电机、同步电机、爪极电机、单相感应电机等。
图1.1 电机类型选择图1.2 操作界面软件界面主要包括工具栏菜单及操作界面，操作界面如图1.2红线部分所示，包括几何设置、绕组设置、数据输入、温度计算、数据输出、瞬态计算、热路编辑、参数化计算和脚本编辑等。
螺旋输送机一级圆柱齿轮减速器(含CAD装配图及详细计算过程)
技术特性输入功率(KW)3.653,高速轴转速(r/min）290.997，低速轴转速(r/min)72.755，传动比 4。
技术要求1.啮合侧隙大小用铅丝检验,保证不小于0.16mm,铅丝饿直径不得大于最小侧隙的两倍.2.用涂色法检验齿轮接触斑点,按齿高接触斑点不小于40%,齿宽接触斑点不小于50%.3.应调整轴承轴向间隙.4.箱座,箱盖及其他零件未加工的内表面,齿轮未加工的表面涂底漆涂红色耐油油膜.5.运转过程中应平稳,无冲击,无异常振动和噪声.各密封处,接合处均不得渗油,漏油.螺旋输送机一级圆柱齿轮减速器的设计摘要此螺旋输送机的设计主要用于物料的传送，根据给定的输送量以及物料特性分别进行叶片用料实形、螺旋直径、螺旋转速等主要参数的设计计算。
传动部分采用电动机带动联轴器，联轴器带动齿轮，齿轮带动联轴器进而带动一级减速器、减速器连接机体的传动方式。
根据计算得出的主要参数选择合适的电动机，从而确定带轮以及减速器的传动比，将主要后续工作引向一级减速器的设计，其中包括主要传动轴的校核、齿轮的选择等计算工作。
最后根据计算所得结果整理出安装尺寸以及装配图的绘制。
关键词：螺旋输送机；减速器；物料运输目录摘要 (1)目录 (2)课题题目 (3)第一章电机的选择 (5)第二章传动装置的运动和动力参数 (7)第三章传动装置的运动和动力设计 (8)第四章圆柱斜齿轮传动的设计 (10)第五章轴的设计计算 (15)第六章轴承的设计与校核 (23)第七章键连接的选择与校核 (28)第八章联轴器的选用 (29)第九章箱体设计 (30)第十章减速器润滑密封 (31)设计心得 (32)参考文献 (32)课题题目题目：设计一用于螺旋输送机上的单级圆柱齿轮减速器。
工作条件：连续单项运转，工作时有轻微震动，使用期限为8年，生产10台，两班制工作。
输送机工作转速的允许误差为±5%。
原始数据：运输机工作轴转矩 T=850 N·m运输机工作轴转速 n=125 rpm1 引言：螺旋输送机是一种常用的连续输送机械。
X6132型万能铣床主传动系统及主轴组件设计(机械CAD图纸)知识分享
X6132型万能铣床主传动系统及主轴组件设计(机械C A D图纸)优秀设计毕业设计（论文）说明书题目 X6132型万能升降台铣床主传动系统及主轴组件设计学生系别专业班级机械设计制造及自动化学号指导教师毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： X6132型万能升降台铣床主传动系统及主轴组件设计系：专业：班级：学号：学生：指导教师：接受任务时间教研室主任（签名）系主任（签名）1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求1）主运动驱动电动机功率的确定，主传动设计，齿轮设计，主轴组件的计算；2）绘制X6132-28主传动装配图及床身、齿轮、主轴等零件图；3）编写设计说明书。
2．指定查阅的主要参考文献及说明1)《金属切削机床》，顾熙棠、迟建山、胡宝珍主编（下册），上海科学技术出版社2)《机床设计手册》第二册（上），《机床设计手册》编写组编，机械工出版社，1979年。
3)《专用机床设计与制造》，哈尔滨工业大学、哈尔滨市教育局《专用机床设计与制造》编写组编著，黑龙江人民出版社，1979年，哈尔滨。
3．设计的原始参数1）主轴转速n=30～1500r/min，转速级数Z=18，电动机转速n0=1400r/min。
2）工件材料是钢和铁：3）铣刀直径100毫米，齿数4，4）铣切宽度50毫米，铣切深度2.5毫米，转速750转/分，进给量750毫米/分。
4．进度安排摘要主传动系统设计及主轴组件设计是金属切削机床设计中的重要内容，本次毕业设计的题目是X6132-28主传动设计及主轴组件设计。
设计中根据已知条件，确定了主电动机功率、传动系统公比、变速组和传动副数目、计算了齿轮齿数，绘制了转速图，并进行了主传动的结构设计。
在此基础上进行了齿轮设计，主轴轴承的配置和主轴结构参数的确定及主轴组件的刚度验算。
关键词：铣床，主传动系统，主轴组件ABSTRCTThe master drive system design and the main axle module design is in the metal-cutting machine tool design important content, this graduation project's topic is the X6132-28 master drive design and the main axle module design. In the design acts according to the datum, had determined the main motor power, the transmission system common ratio, the speed change group and the transmission vice-number, have calculated the gear number of teeth, has drawn up the rotational speed chart, and has carried on the master drive structural design. Based on this has carried on the gear design, main shaft bearing's disposition and the main axle design parameter determination and the main axle module's rigidity checking calculation.Keywords: Milling machine， master drive system， main axle module目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)第1章绪论1.1 机床的用途及性能 (1)1.2 机床的主要规格参数 (3)第2章主运动驱动电动机功率的确定 (4)第3章 X6132—28主传动设计3.1 转速图的拟定 (9)3.1.1 确定公比 (5)3.1.2 确定变速组和传动副数目 (5)3.1.3 确定传动顺序顺序方案 (5)3.1.4 确定扩大顺序方案 (6)3.1.5拟定转速图 (9)3.2 齿轮齿数的确定 (17)3.2.1 确定齿轮齿数时应注意下面这些问题 (10)3.2.2 本设计中的基本变速组和第一扩大组齿轮齿数的确定 (12)3.2.3 设计中第二扩大组齿轮齿数的确定 (13)3.2.4 检查相邻齿轮的齿数差 (13)3.2.5 校核 (16)3.2.6齿轮的布置与排列 (17)3.3 主传动的结构设计 (21)3.3.1 传动的布局及变速方式 (17)3.3.2 主传动的开停装置 (18)3.3.3 主传动的制动装置 (18)3.3.4 主传动的换向装置 (18)3.3.5 计算转速的确定 (21)第4章齿轮设计4.1 齿轮Z17、Z18的设计 (25)4.1.1 计算 (23)4.1.2 验算齿根弯曲强度 (24)4.1.3 齿轮Z17与齿轮Z18的几何尺寸计算： (25)4.2 其它齿轮参数的确定 (26)第5章主轴组件的计算5.1 主轴组件结构参数的确定 (30)5.1.1 搜集和分析资料 (27)5.1.2 主轴组件结构参数的确定 (30)5.2 主轴的结构和组件的布置 (31)5.2.1 主轴的材料与、热处理和技术要求 (31)5.2.2 主轴轴承 (31)5.3 主轴组件的刚度验算 (38)5.3.1 主轴的受力分析 (35)5.3.2 主轴组件的刚度验算 (38)5.4 主传动系统中各轴承的参数确定 (40)第6章结论 (41)参考文献 (42)致谢 (43)附录 (44)第1章绪论1.1机床的用途及性能X6132、X6132A型万能升降台铣床属于通用机床。
电机设计课后答案(陈世坤第二版)
电机设计复习重点和课后答案（世坤第二版）第二章1电机的主要尺寸是指什么？[P9]它们由什么决定？[P12]答：电机的主要尺寸是指电枢铁心的直径和长度。
对于直流电机，电枢直径是指转子外径；对于一般结构的感应电机和同步电机，则是指定子径。
它们由计算功率P ’决定。
2电机的主要尺寸间的关系是什么？[P10]根据这个关系式能得出哪些重要结论？[P12]答：电机的主要尺寸间的关系是D 2l ef n/P ’=6.1/(αp ’K Nm K dp AB δ).根据这个关系式得到的重要结论有:①电机的主要尺寸由其计算功率P ’和转速n 之比P ’/n 或计算转矩T所决定;②电磁负荷A 和B δ不变时，相同功率的电机，转速较高的，尺寸较小；尺寸相同的电机，转速较高的，则功率较大。
这说明提高转速可减小电机的体积和重量。
③转速一定时，若直径不变而采取不同长度，则可得到不同功率的电机。
④由于极弧系数αp ’、 K Nm 与K d 的数值一般变化不大，因此电机的主要尺寸在很大程度上和选用的电磁负荷A 和B δ有关。
电磁负荷选得越高电机的尺寸就越小。
第三章3磁路计算的目的?[P23]答：磁路计算的目的在于确定产生主磁场所必需的磁化力或励磁磁动势，并进而计算励磁电流以与电机的空载特性。
通过磁路计算还可以校核电机各部分磁通密度选择是否适宜。
4磁路计算所依据的基本原理？[P23] 答：磁路计算所依据的基本原理是安培环路定理⎰l d H =∑I 。
积分路径沿着磁场强度矢量取向（磁力线），则⎰=dl H ∑I 。
等式左边为磁场H 在dl 方向上的线积分；所选择的闭合回路一般通过磁极的中心线，等式右边为回路包围的全电流，即等于每对极的励磁磁势。
5电机的磁路可分为几段进行？[P23]为什么气隙磁压降占整个回路磁压降很大的比例？答：电机的磁路可分为如下各段：1）空气隙；2）定子齿（或磁极）；3）转子齿（或磁极）；4）定子轭；5）转子轭。
MotorCADTianyuan电机热设计
电机散热不良的问题及解决方案
散热不良问题
电机散热不良可能是由于散热通道堵塞、散热介质性能不佳或散热系统设计不合理等原因引起的。
解决方案
清理散热通道，确保畅通无阻；更换性能更好的散热介质；改进散热系统设计，如增加散热风扇数量 、提高散热面积等。
提高电机热设计的效率的建议和方案
优化电机结构设计
在满足性能要求的前提下，优化电机 结构设计，降低内部热量产生和积累
电机的组成和原理
电机的组成
电机主要由定子、转子和其他附件组成。定子包括机座 、铁芯和绕组等，转子由转轴、转子铁芯和转子绕组组 成。
电机的原理
电机利用电磁感应原理实现电能和机械能的转换。当电 流通过定子绕组时，产生磁场，该磁场与转子绕组中的 电流相互作用，产生转矩，从而驱动转子转动。
电机运行过程中的热量
电机运行过程中，通过空气对流将热量散发出去。这种方法适用于功率较小、转速较低的电机 。
强制散热
在电机的机座或端盖上安装风扇或其他散热器，通过强制对流将热量散发出去。这种方法适用 于功率较大、转速较高的电机。
03
电机热设计的分析
电机热负荷的计算
热负荷定义
电机热负荷是指电机在单位时间内由电磁负荷和机械负荷产生的热量。它直接 影响到电机的温升和绝缘寿命。
motorcadtianyua n电机热设计
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目录
• 电机热设计概述 • 电机热设计的基础知识 • 电机热设计的分析 • 电机热设计的实践 • 电机热设计的挑战与解决方案 • 电机热设计的案例分析Biblioteka 01电机热设计概述
电机热设计的概念
01 电机热设计是电机设计的重要组成部分，主要涉 及电机内部的热源和热传递过程的分析和计算， 以及电机外部冷却系统的设计和优化。
设计资料目录下载
3机床主轴
1.机床主轴 2.镗床主轴 3.铣床主轴 4.车床主轴结构图 5.MV1100A(加工中心) 主轴内部参考图
1.机床主传动系统的优化设计（论文） 2.机床主传动系统计算机辅助设计（论文） 3.机床主轴变速箱设计指导参考书 4.金属切削机床课程设计指导书 1机械制图
2齿轮系
1.轮系 2.轮系及其设计 3.周转轮系传动比的计算
3齿轮研究论文
Logix齿轮齿廓上N—P点的基圆圆心 Logix齿轮的齿根过渡曲线 Logix齿轮的根切原究 Logix齿轮的加工方法探讨 Logix齿轮的强度研究 Logix齿轮的形成原究 Logix齿轮的形成原理 LogiX齿轮的性能研究 Logix齿条中各参数对齿轮齿形的影响及选择 少齿数Logix齿轮的齿形设计
30.金属机械加工工艺设计手册 31.金属切削机床挂图缩印本 32.精巧机构设计实例 33.零件合理构形知识问答 34.实用轴承手册 35.世界常用钢材手册 36.现代机械设计理论和方法 37.小孔加工技术 38.新编机械设计知识百科 3490.中重国型机械设制计造大、典装数配据、库工装设计新技术新工艺与技术测量及相关标准规范 实用手册 41.轴的设计手册 42.最全的中国标准目录收集 43.最新国内外轴承代号对照手册 44.最新轴承手册(2007) 45.[机械设计禁忌500例].吴宗泽.扫描版 46.1200例实用自动化机械与机构技术咨询图册续编800例 47.包装机械选用手册上-印刷实务 47.包装机械选用手册下-印刷实务 48.运输机械设计选用手册.上册 48.运输机械设计选用手册.下册 49.高等机构设计 50.高速旋转机械轴系动力学设计 51.工程机械机电液一体化 52.工程机械基础 53.机电一体化原理及应用 54.机电一体化专业必备知识与技能手册 55.机构参考手册 56.机构创新设计方法学 57.机构设计实用构思图册 58.机械工程师手册.第二版 59.机械加工工艺师手册 60.机械加工实用经验 61.机械结构合理设计图册 62.机械设计.邱宣怀.第4版 63.机械设计课程设计手册(第三版) 64.机械制动工艺 65.机械制造工艺设计简明手册 66.精密机械设计基础 67.精密加工技术实用手册 68.精密间歇机构 69.精密仪器设计(清华) 70.设计工程师首先必看书 71.实用机床设计手册 72.实用机构学
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交流电机计算中，电抗通常采用标么值 标么值：清晰、方便表达出电机的某些性能，对额 定值不同的电机进行参数和性能的比较。
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各导条电流大小相等IB，相位相差
2p
Z2
，端环各
段中电流有效值相等IR，相邻两段电流的相位相差
IR
IB
2 sin
2
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A、E、B级： 75ºC, F、H级： 115ºC
3）电机绕组常用材料 铜：工业纯铜(含铜量大于99.5，紫色) 铜合金：铜加镍为白铜，加锌为黄铜，其他铜合金为青铜
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R2
m1 Z2
N1Kdp1
1 2
2
R2
4m1
N1Kdp1 Z2
2
正常运行时，K
' F
1
，起动时，
K
' F
显著增大，详见§4-6
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3、同步电机 电枢绕组：电阻计算与感应电机定子绕组的一样 励磁绕组：用直流电机的方法计算励磁绕组电阻
2) 绕线转子电阻
可用定子绕组电阻计算方法计算，但正常运行时，
电流频率很低，sf1，
K
' F
1
需要折算到定子侧：
R2'
R2
m1 m2
N1Kdp1 N 2 K dp 2
2
3) 笼型转子
多相对称绕组。相数=槽数，每相导体数等于1。
导条电阻和端环电阻。由于导条中电流与端环电流是 不一样的，因此这两部分不能简单相加，而须将端环电阻 折合到导条，再从导条侧折合到定子侧。
一、电抗分类
1）主电抗：基波主磁通所经过磁路对应的绕组电抗
X
* m
IN Xm U N
感应电机以功电流为基值
I KW
PN m1U N
2）漏电抗：基波主磁通以外的磁通皆归为漏磁通，与 漏磁通对应的电抗
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若导条端环材料相同
R2
w(
lB AB
DR
Z2
1 AR
Z
2 2
2 2 p
2
)
w
(
lB AB
Z2DR )
2p 2 AR
其中 lB , AB 导条长度，截面积
DR , AR 端环平均直径，截面积
折算到定子侧
R2'
R2
m1 m2
N1Kdp1 N 2 K dp 2
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第四章 参数计算
等效电路由电阻和电 抗组成，电阻、电抗 是电机重要参数
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•电阻：1）电阻大，损耗大，压降大 2）感应电动机转子电阻对其转矩特性影响大
•电抗：1）漏抗小，同步发电机短路电流大，感应电动机 起动电流大
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•铜导线：工业纯铜(含铜量大于99.5，紫色), 制作电枢绕组 •黄铜：铜锌合金。感应电动机转子导条、滑环 •紫铜：工业纯铜(含铜量大于99.5)。感应电动机转子导条、 换向器 •磷青铜：含2％～8％锡、0.1％～0.4％磷。感应电机转子导 条、滑环 •铝导线：纯铝。电阻率大、密度小、易氧化、焊接复杂 •铸铝：加入Si元素，铝液流动性好。感应电动机转子导条
2）漏抗大，同步发电机电压变化率大；感应电动机 功率因数、最大转矩和起动转矩降低； 直流电机换向变差
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3）同步电机中，瞬变电抗与漏抗的大小关系密切， 瞬变电抗对电机的动态性能有很大影响。
本章仅限于计算稳态参数。
计算电阻时，用接成星形的 电阻代替多边形的端环电阻。
原则：铜耗不变
Z
2
I
2 B
R2
Z
2
I
2 B
RB
2Z
2
I
2 R
R
R
R2
RB
Hale Waihona Puke 2RRIR IB2
RB
2RR
1 2
I B 2 sin 2 sin p 2p
IR
2
Z2 Z2
R2
RB
Z
2 2
RR
2 2 p 2
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Na—总导体数 Lc—线圈平均半匝长度
Ac—导线截面积 2a—并联支路数
励磁绕组、换向极绕组、补偿绕组的电阻，可根据具体数 据用类似方法计算。
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2、感应电机
1) 定子绕组
每相绕组电阻：R1
K
' F
w
l s
K
电流集中于表面
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二、直流电阻计算
R l
Ac
1)电阻率与温度有关
15 0.0175 10 6 .m
,在电机正常工作的温度范围内
t 15[1(t 15)]
对于铜 电阻温度系数 0.004C 1
2）绕组的计算温度
国标规定：间接法测量效率时，各绕组的电损耗要换算到相
应绝缘等级的基准工作温度。
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三．各类电机绕组电阻的计算
1、直流电机
Ra
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l s
w
N alc / 2a Ac
1 2a
w
Nalc Ac (2a) 2
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4-1 绕组电阻的计算
一、直流电阻及交流电阻
交流电通过绕组时，由于集肤效应，电流在导线截面上分 布不均匀，导致导线有效截面积变化，有效电阻增大
集肤效应
Re=KFR
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' F
w
2 N1lc Ac1
1 a1
K
' F
w
2 N1lc Ac1a1
N1—每相串联匝数 Lc—线圈平均半匝长度
Ac1—导体截面积 a1 —并联支路数
频率50Hz，导线为圆导线，集肤效应不明显
K
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1。若扁铜线，则集肤效应明显
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