伴随着人类进入第四次工业革命的脚步声,世界上主要强国纷纷提出了各自发展工业4.0的计划,以求在这次工业革命浪潮中占得先机,德国政府推出了《德国工业4.0战略》、美国国家科学技术委员会发布了《先进制造业国家战略计划》等。为加快中国由“制造大国”向“制造强国”的转变,“中国制造2025”应运而生,作为“中国制造2025”五大工程的“智能制造”,其重要地位显而易见。本文基于智能化改造的研究思路,展开对电力机车核心部件牵引电机定子嵌线的研究工作。目前牵引电机定子采用人工嵌线,这种方式存在嵌线效率低下以及线圈在嵌线过程中可能受损等问题。本文设计出一种替代人工的嵌线头来完成定子嵌线,运用机械设计、有限元分析、失效分析以及传感器技术开展该嵌线头的研究和设计工作。主要内容可以总结为以下三方面:(1)牵引电机定子线圈在嵌线过程中,可能存在绝缘层损伤,乃至失效。通过对定子线圈进行有限元分析,得出了定子线圈有效边在嵌入力作用下的应力和应变,为牵引电机定子嵌线头的设计提供了理论参考。(2)牵引电机定子人工嵌线存在嵌线困难以及嵌线复杂这两个问题,运用UG设计出了一种牵引电机定子嵌线头。通过模拟牵引电机人工嵌线的过程,总结人工嵌线技巧以及嵌线次序所遵循的规律。提出在嵌线模具上加装传感器,实时监测嵌入力大小,并对嵌入力进行调整,保证线圈不受损伤。由于牵引电机定子槽数较多,嵌线较复杂,将牵引电机定子槽数由72槽简化到18槽,先进行该嵌线头的原理设计,再进行嵌线头详细结构设计。(3)直槽型外滑槽圆盘理论上无法嵌线,最终将导致定子线圈嵌线无法完成,通过数学分析论证,对嵌线头外滑槽圆盘进行了槽型优化。