專利名稱：新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副，是利用電磁式磁性齒輪傳動技術(shù)來實現(xiàn)高轉(zhuǎn)速小力矩機械能與低轉(zhuǎn)速大力矩機械能相互轉(zhuǎn)換的可控變速傳動裝置，可直接取代常規(guī)的機械齒輪傳動離合變速系統(tǒng)，廣泛應用于風力發(fā)電、水力發(fā)電、電動汽車、船艦驅(qū)動及其它需要直接驅(qū)動的工業(yè)傳動領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在工業(yè)應用的許多傳動領(lǐng)域往往需要實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速大力矩的機械能與高轉(zhuǎn)速低力矩機械能的相互轉(zhuǎn)換，比如風力發(fā)電和水力發(fā)電領(lǐng)域需要將極低轉(zhuǎn)速且可變的風能、水的勢能轉(zhuǎn)換成高轉(zhuǎn)速的發(fā)電用機械動能，電動汽車和潛艇驅(qū)動領(lǐng)域又需要將驅(qū)動電機的高速機械功率變換成轉(zhuǎn)速很低而力矩很大的機械功率。按現(xiàn)有常規(guī)的設(shè)計技術(shù)，極低轉(zhuǎn)速和大力矩會使得電機體積龐大，增加電機單位千瓦數(shù)的材料消耗并使得工程量巨大；為此，現(xiàn)有公知的普遍方法是借助機械齒輪變速傳動技術(shù)來實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速、大力矩的輸出和恒功率調(diào)速范圍的要求，長期以來機械齒輪傳動技術(shù)的基本形式?jīng)]有變化，即始終是依靠機械式齒輪 副的兩輪齒的嚙合進行傳動。這就給齒輪傳動帶來了一些不可消除的問題，如機械疲勞、摩擦損耗、震動噪音等，盡管可以采用油脂潤滑技術(shù)，但以上問題依舊無法根除，導致使用維護極其繁瑣，常規(guī)高變速比的機械齒輪變速系統(tǒng)傳動效率低、噪聲大、可靠性差。固定傳動速比的機械式齒輪副傳動使得需要在更寬轉(zhuǎn)速范圍的多級、分檔調(diào)速機構(gòu)結(jié)構(gòu)復雜，無法適應越來越多的無級變速的傳動技術(shù)要求，為滿足大范圍變矩變速的使用要求，傳統(tǒng)的做法采用了機械式離合變速機構(gòu)，不僅導致整體結(jié)構(gòu)復雜，而且長久頻繁的離合操作對系統(tǒng)的可靠性和壽命挑戰(zhàn)極大，也往往使得離合機構(gòu)的操縱控制復雜化。中國是世界上稀土永磁材料最豐富的國家，大力發(fā)展稀土材料的應用有現(xiàn)實的意義。隨著控制技術(shù)的進步，稀土永磁材料在電驅(qū)動領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應用，稀土永磁材料做成的各類電機產(chǎn)品，其單位體積材料傳送的力矩密度大，能源利用效率高而能耗小，顯示出其稀土材料巨大的優(yōu)越性。近年來，隨著風力發(fā)電、電動汽車等新能源應用領(lǐng)域的發(fā)展需求，國內(nèi)外開始在新型磁性傳動技術(shù)上實現(xiàn)對機械傳動的技術(shù)突破，2004年英國和丹麥學者提出了磁場調(diào)制技術(shù)理論及其傳動結(jié)構(gòu)，并從實踐上完成了一種新型徑向磁場調(diào)制式磁性齒輪的設(shè)計及樣機驗證工作，克服了以往永磁齒輪傳動扭矩較小的缺點，這給永磁材料在機械傳動領(lǐng)域的應用開辟了一個重要的研究方向和未來的應用領(lǐng)域。這種基于磁場調(diào)制技術(shù)的磁性齒輪結(jié)構(gòu)有一個特點，即是采用磁場調(diào)制原理來對主動輪和從動輪的不同極數(shù)的永久磁場進行調(diào)制，具體在結(jié)構(gòu)上的方法就是在主動輪和從動輪之間加設(shè)了一個具有定向定數(shù)的導磁柵鐵心做導磁極，從而有目的地隔離兩個不同極數(shù)的傳動輪。以上基于磁場調(diào)制技術(shù)而設(shè)計的磁性齒輪從理論原理到結(jié)構(gòu)方案上存在兩大致命的不足第一，從理論上看，起磁場調(diào)制作用的導磁柵鐵心極(齒)數(shù)必須滿足約束條件，從而導致磁性齒輪在運轉(zhuǎn)傳動的任意時刻都只有不到一半的永磁體處于相互磁場I禹合的工作狀態(tài)，有一半以上的永磁體磁極處于閑置的非耦合狀態(tài)，即稀土永磁體磁極的耦合度理論上就低于50% ;第二，從結(jié)構(gòu)上看，加設(shè)導磁柵鐵心必然使磁性齒輪副具有了兩個氣隙，將必然消耗稀土永磁體的大量磁動勢，如果不加厚磁極厚度則必然導致處于耦合工作狀態(tài)的永磁體磁通量降低，從而影響所傳遞的轉(zhuǎn)矩大小；第三，導磁柵鐵心的存在使得氣隙磁阻與磁勢交變脈動，導致轉(zhuǎn)矩周期性波動，不僅影響傳動精度，而且導磁柵鐵心所受的機械轉(zhuǎn)矩大，其結(jié)構(gòu)強度也是影響其壽命的主要因素。所以，要降低磁性齒輪傳動技術(shù)的成本并進一步提高其傳遞的力矩，就必須從原理上突破磁場調(diào)制技術(shù)的理論約束，并且從結(jié)構(gòu)設(shè)計上跳出雙氣隙的結(jié)構(gòu)制約。近期，本案發(fā)明人之一也提出過新型橫向和徑向磁場的少極差磁場耦合式偏心磁性齒輪副(201110277432. 3,201120350893. 4 和 201110355864. 1,201120444409. 4)，這種磁性齒輪副是利用兩個傳動輪副上的兩種不同極數(shù)的永久磁場相互作用、相互耦合來達到傳遞力矩和變速傳動的目的，但是這種少極差雙永磁耦合變速的概念，由于稀土材料的永久磁場無法調(diào)節(jié)使其不能實現(xiàn)離合控制，更不能隨負載大小來自動調(diào)節(jié)力矩大小，只能實現(xiàn)簡單的變速傳動的目的，截止目前為止國內(nèi)外均還沒有人提出過利用電磁場原理來改進少極差偏心磁性齒輪副的工作原理和具體應用結(jié)構(gòu)，而這樣的技術(shù)研究和結(jié)構(gòu)發(fā)明對于既 需要離合功能又要實現(xiàn)變速變矩目的應用場合卻恰恰具有重要的現(xiàn)實意義。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有機械式齒輪傳動技術(shù)存在的問題以及目前公知的、基于磁場調(diào)制技術(shù)的磁性傳動齒輪副的致命缺陷以及之前公布的少極差雙永久磁場耦合式磁性齒輪存在的不足，本技術(shù)發(fā)明的目的在于提供一種磁場可調(diào)可控的新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副新結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的基本構(gòu)思是，借鑒機械齒輪傳動領(lǐng)域的新型少齒差行星齒輪傳動的原理以及直流電機定子電流勵磁原理，將輸入給偏心結(jié)構(gòu)的行星輪的公轉(zhuǎn)通過轉(zhuǎn)子永久磁場與定子電磁場相互異極性耦合吸引的原理來實現(xiàn)行星輪的自轉(zhuǎn)，經(jīng)輸出結(jié)構(gòu)將行星輪自轉(zhuǎn)輸出，從而實現(xiàn)了無機械接觸、無摩擦的、勵磁電流可隨負載大小調(diào)節(jié)的且可實現(xiàn)離合功能的動力變速變矩傳動。以下結(jié)合圖I、圖2來說明這種新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副的工作原理及結(jié)構(gòu)特征，圖中項I為偏心輸入軸，項2為軸承I，項3為前端蓋，項4為定子機殼，項5為定子鐵芯，項6為定子繞組，項7為引出線，項8為后端蓋輸出轉(zhuǎn)動盤，項9為輸出機構(gòu)，項10為軸承II，項11為輸出軸，項12為軸承III，項13為行星轉(zhuǎn)子軸承蓋，項14為拉緊螺釘，項15為軸承IV，項16為行星轉(zhuǎn)子鐵芯，項17為轉(zhuǎn)子永磁體，項18為外部電源；圖中符號標識N表不極性為N的永磁體，S表不極性為S的永磁體，a表不行星轉(zhuǎn)子鐵芯16與定子的偏心距，e表示定子與行星轉(zhuǎn)子之間的最小氣隙的長度，D1表示定子鐵芯5的內(nèi)徑，D2表不行星轉(zhuǎn)子的外徑，T1表不偏心輸入軸I的輸入轉(zhuǎn)速和輸入力矩，n 2> T2表不輸出軸11的輸出轉(zhuǎn)速和輸出力矩，Zp1表不定子繞組6建立的定子電磁場的極數(shù),2ρ2表不轉(zhuǎn)子永磁體17的分布極數(shù)，Z1表不定子鐵芯5內(nèi)圓均布的嵌線槽的槽數(shù)，U表不外部電源18供給的端電壓，I表示外部電源18提供的勵磁電流。從圖I的徑向結(jié)構(gòu)工作原理拓撲圖與圖2的軸向結(jié)構(gòu)全剖面圖可知，新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副的工作原理與機械式的K-H-V型少齒差行星齒輪類似工作時，電壓為U的外部電源18提供的電流I通過定子繞組6建立起極數(shù)為2Pl的定子電磁場，偏心輸入軸I帶動行星轉(zhuǎn)子鐵芯16繞旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)，偏心公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子鐵芯16上的轉(zhuǎn)子永磁體17與定子電磁場通過偏心徑向氣隙而磁場耦合驅(qū)使行星轉(zhuǎn)子繞自身軸線反向自轉(zhuǎn)，再通過圖中虛線框所示的輸出機構(gòu)9將行星轉(zhuǎn)子的低速自轉(zhuǎn)輸出；當外部電源18被切斷后，由于定子電磁場消失，偏心輸入軸I僅能驅(qū)動行星轉(zhuǎn)子公轉(zhuǎn)無法實現(xiàn)行星轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)，對外不輸出低速自轉(zhuǎn)力矩，從而實現(xiàn)了電控離合功能；負載大小變化時，可通過調(diào)節(jié)外部電源18提供的定子勵磁電流I的大小實現(xiàn)對負載力矩的隨動跟蹤調(diào)整。新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副的結(jié)構(gòu)特征是一、新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副由定子機殼4、具有Z1A嵌線槽的定子鐵芯5和槽中裝有2Pl個定子繞組6所組成的定子，和行星轉(zhuǎn)子鐵芯16及其外圓上分布有2p2個轉(zhuǎn)子永磁體17所組成的行星轉(zhuǎn)子構(gòu)成一對磁性齒輪副，行星轉(zhuǎn)子的永久磁場通過徑向偏心的氣隙與定子繞組6中的電流I產(chǎn)生的電磁場耦合，形成磁性齒輪副的徑向磁場；定子繞組6的分布極對數(shù)P1與轉(zhuǎn)子永磁體17的分布極對數(shù)P2為彼此互素的正整數(shù)對，形成固定差值的少極差，并滿足以下關(guān)系約束P1 > P2，且I SP1-P2 <4; 二、新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副的定子與行星轉(zhuǎn)子呈偏心分布結(jié)構(gòu)，由套裝有軸承12、軸承III12和軸承IV15的偏心輸入軸I將少極差的磁性齒輪副連接成偏心結(jié)構(gòu)；其中，行星轉(zhuǎn)子鐵芯16與旋轉(zhuǎn)中心的偏心距a、定子與行星轉(zhuǎn)子之間的最小氣隙的長度e、定子鐵芯5的內(nèi)徑D1、行星轉(zhuǎn)子的外徑D2、以及極對數(shù)P1和P2滿足以下結(jié)構(gòu)關(guān)系約束(D「2Xe) -i-D2=P1-^P2 ，a=0. 5 X (D「D2-2Xe)；三、新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副由螺栓將前端蓋3、后端蓋8與定子機殼4緊固裝配為整體結(jié)構(gòu)，在偏心輸入軸I輸入力矩T !和轉(zhuǎn)速Ii1的輸入狀態(tài)下，其輸出結(jié)構(gòu)方式為定子機殼4固定而輸出軸11旋轉(zhuǎn)輸出力矩T2和轉(zhuǎn)速n2,此時,磁性齒輪副的傳動滿足約束T2+ T1=Ii1^n2=-P2+ (P1-P2)，輸入轉(zhuǎn)速Ii1和輸出轉(zhuǎn)速n2的旋轉(zhuǎn)方向相反。采用上述技術(shù)方案所達到的技術(shù)經(jīng)濟效果與普通機械式齒輪傳動副相比，本發(fā)明涉及的新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副具有如下明顯的優(yōu)勢①高效節(jié)能、低炭環(huán)保由于消除了普通機械式齒輪傳動的接觸摩擦，傳動損耗僅僅包括一些鐵心損耗，理論上最高傳動效率可達到95%，比機械齒輪傳動普遍提高8%，屬于高效節(jié)能型產(chǎn)品，符合低炭環(huán)保經(jīng)濟特點，廣泛推廣應用可極大地節(jié)省能源，降低碳排放。②能量(力矩)密度較高少極差磁場耦合技術(shù)使得永磁體的磁場異極性耦合程度比磁場調(diào)制式結(jié)構(gòu)的磁性齒輪提高很多，使磁性材料單位體積傳送的轉(zhuǎn)矩密度得到提高，本系列新型稀土磁性傳動齒輪所傳送的轉(zhuǎn)矩密度高于60kN. m/m3 ;為磁性齒輪傳動技術(shù)應用于需要大力矩的工業(yè)化動力傳動及精密傳動領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。③無回差、無磨損，可靠性高、壽命長由于無機械接觸摩損，不僅消除了機械齒輪因齒隙和磨損而引起的不可避免的齒輪回差困擾，而且大大提高了傳動機構(gòu)的壽命極限，對于定位精度要求極高且頻繁正反轉(zhuǎn)的雷達伺服跟蹤系統(tǒng)、工業(yè)機器人伺服驅(qū)動機構(gòu)等領(lǐng)域有現(xiàn)實的應用價值。④無污染、低噪音不存在機械齒輪傳動時因齒部嚙合接觸而產(chǎn)生的震動噪音，且無需潤滑油脂，清潔、無油污、防塵、防水等，對于噪音要求極高的領(lǐng)域如長期水下航行的核潛艇降低本體噪音具有潛在的軍事應用價值。⑤傳動平穩(wěn)、緩沖隔離、可控調(diào)節(jié)、過載保護轉(zhuǎn)速傳動比恒定，轉(zhuǎn)速的動態(tài)瞬時穩(wěn)定度高，運行平穩(wěn)；在過載時因主、從動輪滑轉(zhuǎn)而隨時切斷傳動關(guān)系，不會損壞負載或者原動機；通過電磁場耦合隔離了原動機與負載機械，可方便實現(xiàn)電控離合功能，且可以實現(xiàn)對負載的跟蹤隨動功能。⑥加工方便、工藝簡單無需昂貴的機械齒輪加工和檢測設(shè)備，也不存在機械齒輪在設(shè)計加工上常常需要變位修正的設(shè)計加工繁瑣，所有制造工藝技術(shù)均為電機工業(yè)領(lǐng)域成熟的工藝，一次性設(shè)備投資少，主要為裝配作業(yè)，便于組織大規(guī)模流水線生產(chǎn)。

圖I是新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副的徑向結(jié)構(gòu)工作原理拓撲圖。
·[0022]圖2是新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副的軸向結(jié)構(gòu)全剖面圖。以上圖中1.偏心輸入軸，2.軸承I，3.前端蓋，4.定子機殼，5.定子鐵芯，6.定子繞組，7.引出線，8.后端蓋輸出轉(zhuǎn)動盤，9.輸出機構(gòu)，10.軸承II，11.輸出軸，12.軸承III，13.行星轉(zhuǎn)子軸承蓋，14.拉緊螺釘，15.軸承IV，16.行星轉(zhuǎn)子鐵芯，17.轉(zhuǎn)子永磁體，18.外部電源；圖中符號標識N表不極性為N的永磁體，S表不極性為S的永磁體，a表不行星轉(zhuǎn)子鐵芯16與定子的偏心距，e表示定子與行星轉(zhuǎn)子之間的最小氣隙的長度，D1表示定子鐵芯5的內(nèi)徑，D2表不行星轉(zhuǎn)子的外徑，叫、T1表不偏心輸入軸I的輸入轉(zhuǎn)速和輸入力矩，n2、T2表不輸出軸11的輸出轉(zhuǎn)速和輸出力矩，Zp1表不定子繞組6建立的定子電磁場的極數(shù)，2p2表示轉(zhuǎn)子永磁體17的分布極數(shù)，Z1表示定子鐵芯5內(nèi)圓均布的嵌線槽的槽數(shù)，U表示外部電源18供給的端電壓，I表示外部電源18提供的勵磁電流。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明做進一步的說明圖I是新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副的徑向結(jié)構(gòu)工作原理拓撲圖。圖2是新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副的軸向結(jié)構(gòu)全剖面圖。一、新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副的工作原理為工作時，電壓為U的外部電源18提供的電流I通過定子繞組6建立起極數(shù)為2Pl的定子電磁場，偏心輸入軸I帶動行星轉(zhuǎn)子鐵芯16繞旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)，偏心公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子鐵芯16上的轉(zhuǎn)子永磁體17與定子電磁場通過偏心徑向氣隙而磁場耦合驅(qū)使行星轉(zhuǎn)子繞自身軸線反向自轉(zhuǎn)，再通過圖中虛線框所示的輸出機構(gòu)9將行星轉(zhuǎn)子的低速自轉(zhuǎn)輸出；當外部電源18被切斷后，由于定子電磁場消失，偏心輸入軸I僅能驅(qū)動行星轉(zhuǎn)子公轉(zhuǎn)無法實現(xiàn)行星轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)，對外不輸出低速自轉(zhuǎn)力矩，從而實現(xiàn)了電控離合功能；負載大小變化時，可通過調(diào)節(jié)外部電源18提供的定子勵磁電流I的大小實現(xiàn)對負載力矩的隨動跟蹤調(diào)整。從圖2可以看出新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征如下二、新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副由定子機殼4、具有Z1A嵌線槽的定子鐵芯5和槽中裝有2Pl個定子繞組6所組成的定子，和行星轉(zhuǎn)子鐵芯16及其外圓上分布有2p2個轉(zhuǎn)子永磁體17所組成的行星轉(zhuǎn)子構(gòu)成一對磁性齒輪副，行星轉(zhuǎn)子的永久磁場通過徑向偏心的氣隙與定子繞組6中的電流I產(chǎn)生的電磁場耦合，形成磁性齒輪副的徑向磁場；定子繞組6的分布極對數(shù)P1與轉(zhuǎn)子永磁體17的分布極對數(shù)P2為彼此互素的正整數(shù)對，形成固定差值的少極差，并滿足以下關(guān)系約束P1 > P2，且I SP1-P2 <4;三、新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副的定子與行星轉(zhuǎn)子呈偏心分布結(jié)構(gòu)，由套裝有軸承12、軸承III12和軸承IV15的偏心輸入軸I將少極差的磁性齒輪副連接成偏心結(jié)構(gòu)；其中，行星轉(zhuǎn)子鐵芯16與旋轉(zhuǎn)中心的偏心距a、定子與行星轉(zhuǎn)子之間的最小氣隙的長度e、定子鐵芯5的內(nèi)徑D1、行星轉(zhuǎn)子的外徑D2、以及極對數(shù)P1和P2滿足以下結(jié)構(gòu)關(guān)系約束(Df2 X e)+D2=P1+ p2 , a=0. 5 X (0^2~2 X e)；四、新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副由螺栓將前端蓋3、后端蓋8與定子機殼4緊固裝配為整體結(jié)構(gòu)，在偏心輸入軸I輸入力矩T !和轉(zhuǎn)速Ii1的輸入狀態(tài)下，其 輸出結(jié)構(gòu)方式為定子機殼4固定而輸出軸11旋轉(zhuǎn)輸出力矩T2和轉(zhuǎn)速n2,此時,磁性齒輪副的傳動滿足約束T2+ T1=Ii1^n2=-P2+ (P1-P2)，輸入轉(zhuǎn)速Ii1和輸出轉(zhuǎn)速n2的旋轉(zhuǎn)方向相反。五、新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副的行星轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特征是偏心且繞旋轉(zhuǎn)中心軸線公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子是主動輪，行星轉(zhuǎn)子鐵芯16的內(nèi)孔安裝有軸承IV15，兩端由行星轉(zhuǎn)子軸承蓋13和拉緊螺釘14壓緊軸承；轉(zhuǎn)子永磁體17用永磁材料制成，且按N極S極間隔排列分布的方式安裝緊固于行星轉(zhuǎn)子鐵芯16的外圓，行星轉(zhuǎn)子鐵芯16由導磁的硅鋼板經(jīng)沖壓加工制成沖片形再經(jīng)疊壓焊接為一整體，在行星轉(zhuǎn)子鐵芯16的磁軛部位加工有將其自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到輸出軸11旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動的輸出機構(gòu)9所需要的圓周均布銷孔。六、新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副的定子的特征是驅(qū)使偏心公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子同時自轉(zhuǎn)的從動機構(gòu)是定子，定子機殼4由導磁的鋼管經(jīng)機械切削加工制成，定子鐵芯5由導磁的硅鋼板經(jīng)沖壓加工制成沖片形再經(jīng)疊壓焊接為一整體，定子鐵芯內(nèi)圓均勻分布有Z1個嵌線槽，定子鐵芯5采用緊配合裝于定子機殼4內(nèi)孔，定子繞組6用導電材料銅線繞制成型并嵌裝于定子鐵芯5內(nèi)圓均布的Z1個嵌線槽內(nèi)，并經(jīng)引出線7與外部電源18電路連接，電壓為U的外部電源18提供的電流I通過定子繞組6建立起極數(shù)為2Pi的定子電磁場。以上所述的僅是本技術(shù)發(fā)明的優(yōu)選實施方式，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本技術(shù)發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干結(jié)構(gòu)變形和改進(如將本發(fā)明涉及的磁性齒輪副進行多極直軸串聯(lián)即可構(gòu)成多級變速傳動系統(tǒng))，這些也應該視為本技術(shù)發(fā)明的保護范圍，這些都不會影響本技術(shù)發(fā)明實施的效果和實用性。
權(quán)利要求1.新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副，其特征是 新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副由定子機殼(4)、具有Z i個嵌線槽的定子鐵芯(5)和槽中裝有2Pl個定子繞組(6)所組成的定子，和行星轉(zhuǎn)子鐵芯(16)及其外圓上分布有2p2個轉(zhuǎn)子永磁體(17)所組成的行星轉(zhuǎn)子構(gòu)成一對磁性齒輪副，行星轉(zhuǎn)子的永久磁場通過徑向偏心的氣隙與定子繞組(6)中的電流I產(chǎn)生的電磁場I禹合，形成磁性齒輪副的徑向磁場；定子繞組￠)的分布極對數(shù)P1與轉(zhuǎn)子永磁體(17)的分布極對數(shù)P2為彼此互素的正整數(shù)對，形成固定差值的少極差，并滿足以下關(guān)系約束P1 > P2，且I SP1-P2 <4; 新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副的定子與行星轉(zhuǎn)子呈偏心分布結(jié)構(gòu)，由套裝有軸承I (2)、軸承III (12)和軸承IV(15)的偏心輸入軸(I)將少極差的磁性齒輪副連接成偏心結(jié)構(gòu)；其中，行星轉(zhuǎn)子鐵芯(16)與旋轉(zhuǎn)中心的偏心距a、定子與行星轉(zhuǎn)子之間的最小氣隙的長度e、定子鐵芯(5)的內(nèi)徑D1、行星轉(zhuǎn)子的外徑D2、以及極對數(shù)？1和？2滿足以下結(jié)構(gòu)關(guān)系約束(D「2Xe) +D2=P1+ p2，a=0. 5 X (D「D2_2Xe)； 新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副由螺栓將前端蓋(3)、后端蓋(8)與定子機殼(4)緊固裝配為整體結(jié)構(gòu)，在偏心輸入軸(I)輸入力矩T1和轉(zhuǎn)速Ii1的輸入狀態(tài)下，其輸出結(jié)構(gòu)方式為定子機殼(4)固定而輸出軸(11)旋轉(zhuǎn)輸出力矩T2和轉(zhuǎn)速n2,此時,磁性齒輪副的傳動滿足約束=T2^T1=Iifn2=-P2+ (P1-P2)，輸入轉(zhuǎn)速Ii1和輸出轉(zhuǎn)速n2的旋轉(zhuǎn)方向相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副，其特征是偏心且繞旋轉(zhuǎn)中心軸線公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子是主動輪，行星轉(zhuǎn)子鐵芯(16)的內(nèi)孔安裝有軸承IV(15)，兩端由行星轉(zhuǎn)子軸承蓋(13)和拉緊螺釘(14)壓緊軸承；轉(zhuǎn)子永磁體(17)用永磁材料制成，且按N極S極間隔排列分布的方式安裝緊固于行星轉(zhuǎn)子鐵芯(16)的外圓，行星轉(zhuǎn)子鐵芯(16)由導磁的硅鋼板經(jīng)沖壓加工制成沖片形再經(jīng)疊壓焊接為一整體，在行星轉(zhuǎn)子鐵芯(16)的磁軛部位加工有將其自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到輸出軸(11)旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動的輸出機構(gòu)(9)所需要的圓周均布銷孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副，其特征是驅(qū)使偏心公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子同時自轉(zhuǎn)的從動機構(gòu)是定子，定子機殼(4)由導磁的鋼管經(jīng)機械切削加工制成，定子鐵芯(5)由導磁的硅鋼板經(jīng)沖壓加工制成沖片形再經(jīng)疊壓焊接為一整體，定子鐵芯內(nèi)圓均勻分布有Z1A嵌線槽，定子鐵芯(5)采用緊配合裝于定子機殼(4)內(nèi)孔，定子繞組(6)用導電材料銅線繞制成型并嵌裝于定子鐵芯(5)內(nèi)圓均布的Z1個嵌線槽內(nèi)，并經(jīng)引出線(7)與外部電源(18)電路連接，電壓為U的外部電源(18)提供的電流I通過定子繞組(6)建立起極數(shù)為2Pl的定子電磁場。
專利摘要新型徑向磁場的少極差電磁式偏心磁性齒輪副，可廣泛應用于風力發(fā)電、電動汽車、船艦驅(qū)動等工業(yè)傳動領(lǐng)域。其特征是由定子機殼4、具有Z1個嵌線槽的定子鐵芯5和槽中裝有2p1個定子繞組6所組成的定子，和行星轉(zhuǎn)子鐵芯16及其外圓上分布有2p2個轉(zhuǎn)子永磁體17所組成的行星轉(zhuǎn)子構(gòu)成一對磁性齒輪副，極對數(shù)p1與p2互素并形成固定差值的少極差，由套裝有軸承IV15的偏心輸入軸1將少極差的定子與行星轉(zhuǎn)子連成偏心結(jié)構(gòu)，偏心輸入軸1帶動行星轉(zhuǎn)子繞旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)，行星轉(zhuǎn)子的永久磁場通過徑向偏心的氣隙與定子電磁場耦合，轉(zhuǎn)子永磁體17受定子電磁場作用而驅(qū)使行星轉(zhuǎn)子繞自身軸線反向自轉(zhuǎn)，通過輸出機構(gòu)9和輸出軸11將低速自轉(zhuǎn)輸出。
文檔編號H02K1/16GK202616967SQ20122012764
公開日2012年12月19日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者盧敏, 胡捷, 余虹錦 申請人:余虹錦