調(diào)磁體直線型相交軸磁齒輪傳動(dòng)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種調(diào)磁體直線型相交軸磁齒輪傳動(dòng)裝置，所述的磁齒輪傳動(dòng)裝置包含輸入轉(zhuǎn)子、輸出轉(zhuǎn)子和直線型調(diào)磁體，其輸入轉(zhuǎn)子端面均勻間隔布置極對(duì)數(shù)為N1的軸向充磁扇形永磁體，輸出轉(zhuǎn)子端面均勻間隔布置極對(duì)數(shù)為N2的軸向充磁扇形永磁體，調(diào)磁體由N1+N2個(gè)直線型導(dǎo)磁條和N1+N2個(gè)直線型非導(dǎo)磁條間隔均勻布置成橢圓環(huán)形。該調(diào)磁體直線型相交軸磁齒輪傳動(dòng)裝置包含有輸入轉(zhuǎn)子永磁體與調(diào)磁體、調(diào)磁體與輸出轉(zhuǎn)子永磁體間的兩層氣隙。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞，可通過(guò)調(diào)整調(diào)磁體兩端面的相對(duì)角度實(shí)現(xiàn)輸出軸間的夾角調(diào)整，且無(wú)接觸、無(wú)摩擦、無(wú)需潤(rùn)滑，節(jié)能環(huán)保。
【專利說(shuō)明】
調(diào)磁體直線型相交軸磁齒輪傳動(dòng)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種可實(shí)現(xiàn)相交軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞的調(diào)磁體直線型磁齒輪傳動(dòng)裝置，屬于永磁傳動(dòng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械錐齒輪傳動(dòng)用于實(shí)現(xiàn)相交軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞，在車輛、航海、機(jī)床、工程機(jī)械等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。機(jī)械直齒錐齒輪由于加工、安裝精度相對(duì)較低，使其傳動(dòng)精度低，振動(dòng)和噪音較大，輪齒由于受力不均工作壽命短，大大提高了機(jī)械錐齒輪的生產(chǎn)和維修成本。機(jī)械螺旋錐齒輪傳動(dòng)精度高、承載能力大，但需要多軸聯(lián)動(dòng)專用機(jī)床，加工成本極高。為克服機(jī)械錐齒輪的缺點(diǎn)，表貼式永磁錐齒輪開始進(jìn)入工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。但由于表貼式永磁錐齒輪工作過(guò)程中只有少數(shù)的幾對(duì)齒參與嚙合，永磁體利用率極低，使其可傳遞的轉(zhuǎn)矩小，轉(zhuǎn)矩密度地;且一對(duì)齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比越大，永磁體利用率越低，轉(zhuǎn)矩密度越小，使得永磁錐齒輪傳動(dòng)旨在醫(yī)藥、化工等輕工業(yè)領(lǐng)域有所應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種調(diào)磁體直線型相交軸磁齒輪傳動(dòng)裝置。該實(shí)用新型除具有傳統(tǒng)圓錐磁齒輪傳動(dòng)無(wú)接觸、無(wú)磨損、無(wú)需潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)夕卜，還具有永磁體利用率高，輸出轉(zhuǎn)矩大和轉(zhuǎn)矩密度大的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所提供的方案是:一種磁場(chǎng)調(diào)制型相交軸磁齒輪傳動(dòng)裝置，包括輸入轉(zhuǎn)子、直線型調(diào)磁體和輸出轉(zhuǎn)子三部分。所述的輸入轉(zhuǎn)子端面上，見(jiàn)塊~極和Ni塊S極扇形永磁體均勾間隔布置成環(huán)形，永磁體軸向充磁，轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)子通過(guò)輸入軸固定于輸入軸支架上，其中,N1—般為I?5的正整數(shù)。所述的輸出轉(zhuǎn)子端面上，仏塊~極和仏塊5極扇形永磁體均勾間隔布置成環(huán)形，永磁體軸向充磁，輸出轉(zhuǎn)子通過(guò)輸出軸固定于輸出軸支架上，其中，N2—般為I?50的正整數(shù)。所述的直線型調(diào)磁體N1+N2個(gè)導(dǎo)磁條和N1+N2個(gè)非導(dǎo)磁條間隔均勻布置成橢圓環(huán)形，導(dǎo)磁條和非導(dǎo)磁條通過(guò)支架固定于基座上，其中NdN2—般為小于50的正整數(shù)。所述的輸入轉(zhuǎn)子端面與調(diào)磁體一端面相對(duì)且同軸，輸出轉(zhuǎn)子端面與調(diào)磁體另一端面相對(duì)且同軸，輸出轉(zhuǎn)子、輸入轉(zhuǎn)子與調(diào)磁體相對(duì)的端面徑向厚度相等。
[0005]本實(shí)用新型中，所述的調(diào)磁體直線型磁齒輪傳動(dòng)裝置可實(shí)現(xiàn)相交軸之間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，且可通過(guò)改變調(diào)磁體兩端面間的夾角以及調(diào)磁體截面形狀來(lái)改變輸入軸和輸出軸的夾角，
[0006]本實(shí)用新型中，所述的磁齒輪傳動(dòng)裝置具有兩層氣隙，即輸入轉(zhuǎn)子上永磁體與調(diào)磁體一端面之間形成的氣隙和輸出轉(zhuǎn)子上永磁體與調(diào)磁體另一端面之間形成的氣隙。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:該實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)和能量轉(zhuǎn)換，各構(gòu)件間無(wú)接觸、無(wú)磨損、無(wú)需潤(rùn)滑，具有調(diào)磁體加工簡(jiǎn)單，永磁體利用率高、可傳遞轉(zhuǎn)矩大、過(guò)載自我保護(hù)和維修簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。該實(shí)用新型可以通過(guò)改變輸入轉(zhuǎn)子、輸出轉(zhuǎn)子上永磁體的極對(duì)數(shù)，以及調(diào)磁體中導(dǎo)磁條和非導(dǎo)磁條的數(shù)目實(shí)現(xiàn)輸入軸和輸出軸間的傳動(dòng)比。
【附圖說(shuō)明】

[0008]圖1是相交軸磁齒輪傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是圖1的主視圖；
[0010]圖3是圖1的A-A剖視圖；
[0011]圖4是圖1的B-B剖視圖；
[0012]圖5是圖2的C-C剖視圖。
[0013]在圖1、圖2中，1-輸入軸，2-擋板，3-輸入軸支架，4-擋板，5_軸承，6_套筒，7_輸入軸支架，8-擋板，9-軸承，I O-輸入軸轉(zhuǎn)盤，11 -永磁體，12-鍵，13-軸端擋板，14-調(diào)磁體，15-調(diào)磁體支架，16-永磁體，17-輸出軸轉(zhuǎn)盤，18-軸端擋板，19-鍵，20-輸出軸支架，21-軸承，22-擋板，23-套筒，24-擋板，25-輸出軸支架，26-擋板，27-軸承，28-輸出軸，29-基座。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例
[0015]圖1至圖5是本實(shí)用新型公開的一種調(diào)磁體直線型相交軸磁齒輪傳動(dòng)裝置，所述的磁齒輪傳動(dòng)裝置包括輸入轉(zhuǎn)子、輸出轉(zhuǎn)子和調(diào)磁體三大部分，其中:
[0016]所述的輸入轉(zhuǎn)子部分主由輸入軸1、輸入軸支架2和4、輸入軸轉(zhuǎn)盤10和永磁體11組成。輸入軸轉(zhuǎn)盤10的端面上均勾間隔布置有N極、S極扇形永磁體11，輸入轉(zhuǎn)盤通過(guò)鍵12和軸端擋板13固定于輸入軸I上，軸端擋板13通過(guò)螺栓固定于輸入軸I上，輸入軸I通過(guò)軸承安放于輸入軸支架2和7上，通過(guò)擋板2、4、8以及套筒6實(shí)現(xiàn)軸向固定，輸入軸支架2和7通過(guò)螺栓固定于基座I上。
[0017]所述的調(diào)磁體部分主要由調(diào)磁體15、調(diào)磁體支撐架14和16組成。調(diào)磁體15由導(dǎo)磁條和非導(dǎo)磁條組成，調(diào)磁體主體部分由非導(dǎo)磁的工程塑料注塑而成，并由調(diào)磁體支撐架14和16通過(guò)螺栓3和26固定于基座I上。
[0018]所述的直線型調(diào)磁體調(diào)磁體15、調(diào)磁體支架組成。調(diào)磁體14由導(dǎo)磁條和非導(dǎo)磁條組成，導(dǎo)磁條由橢圓形直管通過(guò)線切割加工完成，非導(dǎo)磁條由工程塑料等不導(dǎo)磁的橢圓形直管加工而成，或通過(guò)3D打印技術(shù)完成，調(diào)磁體由調(diào)磁體支架固定于基座I上。
[0019]所述的輸出轉(zhuǎn)子部分主要由輸出軸28、輸出軸支架20和25、輸出軸轉(zhuǎn)盤17以及永磁體16組成。輸出轉(zhuǎn)盤28端面上均勻間隔布置有N極、S極扇形永磁體16，輸出軸27通過(guò)軸承21和27固定于輸出軸支架20和25上，通過(guò)擋板22、24、26和套筒23實(shí)現(xiàn)軸向固定，輸出軸支架通過(guò)螺栓固定于基座I上。輸出軸轉(zhuǎn)盤17通過(guò)鍵19實(shí)現(xiàn)周向固定，通過(guò)軸端擋板18實(shí)現(xiàn)軸向固定，軸端擋板18通過(guò)螺栓固定于輸出軸28上。
[0020]所述的調(diào)磁體為直線型橢圓管，調(diào)磁體中導(dǎo)磁條和非導(dǎo)磁條的數(shù)目相等，且等于輸入軸及輸出軸上永磁體極對(duì)數(shù)N1、N2之和，S卩Ni+N2。橢圓形調(diào)磁體中導(dǎo)磁條和非導(dǎo)磁條按照見(jiàn)+他份將整個(gè)橢圓管等分。
[0021 ] 工作原理
[0022]調(diào)磁體直線型相交軸磁齒輪傳動(dòng)裝置采用磁場(chǎng)調(diào)制機(jī)理，利用調(diào)磁體實(shí)現(xiàn)不同極對(duì)數(shù)永磁體間的磁場(chǎng)耦合傳動(dòng)。輸入轉(zhuǎn)子隨輸入軸一起回轉(zhuǎn)時(shí)，將在輸入轉(zhuǎn)子永磁體11和調(diào)磁體14間的氣隙內(nèi)形成主諧波次數(shù)為見(jiàn)的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)經(jīng)調(diào)磁極片數(shù)為NdN2的調(diào)磁體14調(diào)制后，在調(diào)磁體14與輸出轉(zhuǎn)子永磁體16間的氣隙內(nèi)形成主諧波次數(shù)為犯的磁場(chǎng)，與輸出轉(zhuǎn)子17端面上永磁體16的極對(duì)數(shù)相等，從而實(shí)現(xiàn)等磁極耦合傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)輸出軸回轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力的傳遞。
[0023]磁齒輪傳動(dòng)裝置中輸入軸和輸出軸間的速度之比，即傳動(dòng)比為
[0024]i =N2/Ni
[0025]通過(guò)改變輸入轉(zhuǎn)盤和輸出轉(zhuǎn)盤上永磁體11、16的極對(duì)數(shù)，并調(diào)整調(diào)磁體中導(dǎo)磁條和非導(dǎo)磁條的數(shù)目，可改變傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比大小，實(shí)現(xiàn)輸出軸速度的調(diào)整。
[0026]調(diào)磁體直線型相交軸磁齒輪傳動(dòng)采用勾股定理實(shí)現(xiàn)調(diào)磁體截面尺寸與兩相交軸間的參數(shù)調(diào)整，改變調(diào)磁體兩端面角度即可實(shí)現(xiàn)兩軸的相互關(guān)系。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種調(diào)磁體直線型相交軸磁齒輪傳動(dòng)裝置，包括直線型調(diào)磁體、輸入轉(zhuǎn)子和輸出轉(zhuǎn)子，其特征在于: a.所述的輸入轉(zhuǎn)子端面上見(jiàn)塊~極和犯塊5極扇形永磁體均勻間隔布置成環(huán)形，永磁體軸向充磁，輸入轉(zhuǎn)子通過(guò)輸入軸固定于輸入軸支架上，其中，Ni—般為I?5的正整數(shù)； b.所述的輸出轉(zhuǎn)子端面上犯塊~極和％塊5極扇形永磁體均勻間隔布置成環(huán)形，永磁體軸向充磁，輸出轉(zhuǎn)子通過(guò)輸出軸固定于輸出軸支架上，其中，N2—般為I?50的正整數(shù)； c.所述的直線型調(diào)磁體由見(jiàn)+他個(gè)導(dǎo)磁條和NdN2個(gè)非導(dǎo)磁條間隔均勻布置呈橢圓環(huán)形，調(diào)磁體通過(guò)支架固定于基座上，其中N1+N2—般為小于50的正整數(shù)； d.所述的輸入轉(zhuǎn)子和調(diào)磁體一端面相對(duì)且同心，輸出轉(zhuǎn)子和調(diào)磁體另一端面相對(duì)且同心，輸入、輸出轉(zhuǎn)子上扇形永磁體的徑向厚度相等，且與調(diào)磁體端面的徑向厚度相等。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)磁體直線型相交軸磁齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于:所述磁齒輪傳動(dòng)具有兩層氣隙，即輸入轉(zhuǎn)子永磁體與調(diào)磁體之間形成的氣隙和輸出轉(zhuǎn)子永磁體與調(diào)磁體之間形成的氣隙。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)磁體直線型相交軸磁齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于:改變輸入轉(zhuǎn)子、輸出轉(zhuǎn)子上永磁體的極對(duì)數(shù)，以及調(diào)磁體中導(dǎo)磁條和非導(dǎo)磁條的數(shù)目，可以改變輸出軸和輸入軸的轉(zhuǎn)速比值。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)磁體直線型相交軸磁齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于:改變調(diào)磁體兩端面的相對(duì)角度可改變輸入、輸出軸之間的夾角。
【文檔編號(hào)】F16H49/00GK205715535SQ201620578691
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日
【發(fā)明人】郝秀紅, 門繼德, 李海濱
【申請(qǐng)人】燕山大學(xué)