專利名稱：帶滑環(huán)擠壓磁流變離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及帶滑環(huán)擠壓磁流變離合器。
背景技術(shù)：
磁流變液以其響應(yīng)快(毫秒級(jí))、能耗低、易于控制、耐用性好、工作溫度范圍寬、使用壽命長等優(yōu)勢而被廣泛用于航空航天/機(jī)械加工/精密工程/建筑/醫(yī)療等領(lǐng)域。磁流變離合器是通過對(duì)外加磁場強(qiáng)度的控制實(shí)現(xiàn)離合器結(jié)合、分離功能，甚至可以實(shí)現(xiàn)扭矩傳遞的無級(jí)變化控制。它克服了傳統(tǒng)離合器易磨損，噪音大等缺點(diǎn)，以其結(jié)構(gòu)簡單、無機(jī)械磨損、低噪音、響應(yīng)迅速(10毫秒內(nèi))、能耗不高、可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速以及更利于與 計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)智能化控制等優(yōu)點(diǎn)引起了國內(nèi)外學(xué)者和工業(yè)界的廣泛研究，近年來取得了顯著進(jìn)展。但磁流變液剪切屈服應(yīng)力不足問題從磁流變技術(shù)誕辰時(shí)起就一直困擾著磁流變液材料和技術(shù)的發(fā)展，依據(jù)現(xiàn)有的磁流變液剪切屈服應(yīng)力設(shè)計(jì)的磁流變離合器，因其傳遞轉(zhuǎn)矩較小而體積龐大，無法滿足工業(yè)需求。在以美國為首的磁流變液應(yīng)用早、研究深入的國家，已有眾多學(xué)者就提高磁流變離合器的傳遞轉(zhuǎn)矩問題進(jìn)行了針對(duì)性的研究。Gary等人研制了一種被動(dòng)式磁流變離合器，采用熱敏材料受熱膨脹產(chǎn)生應(yīng)力使控制系統(tǒng)推動(dòng)法蘭盤軸向移動(dòng)，減少磁流變液存在空間，提高其屈服強(qiáng)度，從而提高磁流變離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩。Lampe等人研制了圓盤式磁流變離合器，實(shí)驗(yàn)測得最大傳遞轉(zhuǎn)矩為ION *!11。Lee從理論上分析了磁流變離合器的轉(zhuǎn)矩傳遞特性并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果極為吻合，因而其分析方法可用于磁流變離合器的精確設(shè)計(jì)。Kavlicoglu等人研制了一種雙盤磁流變離合器,可以實(shí)現(xiàn)以小的結(jié)構(gòu)半徑尺寸傳遞較大轉(zhuǎn)矩。Vijay等人將吸滿磁流變液的海綿狀材料置于磁極之間設(shè)計(jì)了一種磁流變海綿離合器，改善了由離心力引起的密封問題。隨后，Kavlieoglu等人又設(shè)計(jì)了一種多盤式磁流變離合器，通過增大磁流變液的工作面積來提高離合器的傳遞轉(zhuǎn)矩。日本學(xué)者Kikuchi等人研制了一種微型磁流變離合器，并將其應(yīng)用于大腦性麻痹病人人造膝關(guān)節(jié)的傳動(dòng)，在總體重量為237克時(shí)其傳遞轉(zhuǎn)矩可達(dá)6N *!11。韓國學(xué)者Kim研制了一種鼓式磁流變風(fēng)扇離合器，通過改變圓盤形狀和加大磁場的方法來提高磁流變離合器的傳遞轉(zhuǎn)矩，并將其用在自動(dòng)工程冷卻系統(tǒng)中。近十年來，國內(nèi)也相繼開展了磁流變液離合器的研究工作。中國科技大學(xué)的徐國梁等人研制了一種徑向自加壓磁流變離合器，在不需要其它輔助裝置的情況下能實(shí)現(xiàn)兩軸的離合，實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)矩可達(dá)到7N m ;張先舟等人申報(bào)了離心式磁流變液離合器的實(shí)用新型專利，通過離心力的加壓作用提高其工作轉(zhuǎn)矩。浙江工業(yè)大學(xué)的蔣建東設(shè)計(jì)了一種圓筒式磁流變離合器，利用增大磁流變液的作用面積提高其傳遞轉(zhuǎn)矩。重慶工學(xué)院的黃金等人和南京林業(yè)大學(xué)的徐曉美等人建立了圓筒式磁流變離合器轉(zhuǎn)矩傳遞模型。上述國內(nèi)外研究中的磁流變離合器可以分為筒式和盤式兩種結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)矩的傳遞都是依靠磁流變液的剪切模式進(jìn)行工作的。因磁流變液的抗剪切能力較低(僅為50kPa_100kPa)，據(jù)此設(shè)計(jì)的磁流變離合器無法用于傳遞轉(zhuǎn)矩較大及使用空間受限的場合，如汽車/運(yùn)輸機(jī)械/機(jī)床/冶金采礦等設(shè)備的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和各種機(jī)械的精密性張力控制系統(tǒng)。因此，轉(zhuǎn)矩高、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、控制效果好的磁流變離合器依然是很多領(lǐng)域所急需的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供帶滑環(huán)擠壓磁流變離合器，能夠有效解決現(xiàn)有磁流變液離合器只能采用剪切模式工作，傳輸轉(zhuǎn)矩低的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的帶滑環(huán)擠壓磁流變離合器，包括輸出軸，所述輸出軸的一端套有與輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接的聯(lián)軸器，輸出軸的另一端套有與輸出軸固定連接的套筒，聯(lián)軸器上套有橡膠彈簧圈，所述橡膠彈簧圈的后端設(shè)有固定在套筒上的磁軛，所述磁軛的外圍固定有外環(huán)片，所述外環(huán)片與聯(lián)軸器之間設(shè)有滑 動(dòng)的銜鐵滑環(huán)，由橡膠彈簧圈、銜鐵滑環(huán)、外環(huán)片、磁軛圍成的封閉空間內(nèi)充入磁流變液，所述磁軛內(nèi)設(shè)有線圈。優(yōu)選的，所述聯(lián)軸器上開有鍵槽，所述鍵槽內(nèi)設(shè)有至少一片帶牙的內(nèi)片，所述內(nèi)片穿過橡膠彈簧圈伸入磁流變液中，所述外環(huán)的內(nèi)壁上設(shè)有至少一片帶牙伸入磁流變液中的外片；增大相互之間的作用力面積，提高傳遞扭矩。優(yōu)選的，所述內(nèi)片有至少兩片，所述外片也有至少兩片，所述內(nèi)片與外片交錯(cuò)設(shè)置；最佳的設(shè)置狀態(tài)。優(yōu)選的，所述銜鐵滑環(huán)的內(nèi)壁上設(shè)有壓塊；增大線圈磁場對(duì)銜鐵滑環(huán)的吸引力。優(yōu)選的，所述聯(lián)軸器與輸出軸之間通過滾動(dòng)軸承連接。優(yōu)選的，所述聯(lián)軸器上設(shè)有在銜鐵滑環(huán)回位時(shí)限位的隔磁擋圈；防止回位時(shí)銜鐵滑環(huán)運(yùn)動(dòng)超過初始位置導(dǎo)致磁流變液流出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是在離合器工作狀態(tài)時(shí)，利用線圈產(chǎn)生的磁場對(duì)銜鐵滑環(huán)的吸引，減小了容腔的體積，同時(shí)對(duì)磁流變液產(chǎn)生擠壓和剪切力，可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩，且體積小，性能可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，效果良好。

圖I為本實(shí)用新型帶滑環(huán)擠壓磁流變離合器非工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型帶滑環(huán)擠壓磁流變離合器工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參閱圖I為本實(shí)用新型帶滑環(huán)擠壓磁流變離合器的實(shí)施例，帶滑環(huán)擠壓磁流變離合器，包括輸出軸12，所述輸出軸12的一端套有與輸出軸12轉(zhuǎn)動(dòng)連接的聯(lián)軸器1，輸出軸12的另一端套有與輸出軸12固定連接的套筒11，聯(lián)軸器I上套有橡膠彈簧圈13，所述橡月父彈黃圈13的后端設(shè)有固定在套筒11上的磁輒10,所述磁輒10的外圍固定有外環(huán)片5,所述外環(huán)片5與聯(lián)軸器I之間設(shè)有滑動(dòng)的銜鐵滑環(huán)3，由橡膠彈簧圈13、銜鐵滑環(huán)3、外環(huán)片5、磁軛10圍成的封閉空間內(nèi)充入磁流變液6，所述磁軛10內(nèi)設(shè)有線圈9，所述聯(lián)軸器I上開有鍵槽，所述鍵槽內(nèi)設(shè)有三片帶牙的內(nèi)片8，所述內(nèi)片8穿過橡膠彈簧圈13伸入磁流變液6中，所述外環(huán)的內(nèi)壁上設(shè)有三片帶牙伸入磁流變液6中的外片7，所述內(nèi)片8與外片7交錯(cuò)設(shè)置，所述銜鐵滑環(huán)3的內(nèi)壁上設(shè)有壓塊4，所述聯(lián)軸器I與輸出軸12之間通過滾動(dòng)軸承連接，所述聯(lián)軸器I上設(shè)有在銜鐵滑環(huán)3回位時(shí)限位的隔磁擋圈2。如圖2所示，線圈9通電，磁流變液6變?yōu)轭惞腆w，銜鐵滑環(huán)3和壓塊4收到通電線圈9磁性吸引向右滑動(dòng)，擠壓內(nèi)片8和外片7，對(duì)內(nèi)部的磁流變液6擠壓，產(chǎn)生大的扭轉(zhuǎn)力傳出；在線圈9斷電后，通過橡膠彈簧圈13內(nèi)片8恢復(fù)到原來的狀態(tài)，磁流變液6也變?yōu)橐后w。在離合器工作狀態(tài)時(shí)，利用線圈9產(chǎn)生的磁場對(duì)銜鐵滑環(huán)3的吸引，減小了容腔的體積，同時(shí)對(duì)磁流變液6產(chǎn)生擠壓和剪切力，可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩，且體積小，性能可靠，結(jié)構(gòu) 緊湊，效果良好。以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，但本實(shí)用新型的技術(shù)特征并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本實(shí)用新型的專利范圍之中。
權(quán)利要求1.帶滑環(huán)擠壓磁流變離合器，包括輸出軸(12)，其特征在于所述輸出軸(12)的一端套有與輸出軸(12)轉(zhuǎn)動(dòng)連接的聯(lián)軸器(1)，輸出軸(12)的另一端套有與輸出軸(12)固定連接的套筒(11)，聯(lián)軸器(I)上套有橡膠彈簧圈(13)，所述橡膠彈簧圈(13)的后端設(shè)有固定在套筒(11)上的磁軛(10)，所述磁軛(10)的外圍固定有外環(huán)片(5)，所述外環(huán)片(5)與聯(lián)軸器(I)之間設(shè)有滑動(dòng)的銜鐵滑環(huán)(3)，由橡膠彈簧圈(13)、銜鐵滑環(huán)(3)、外環(huán)片(5)、磁軛(10)圍成的封閉空間內(nèi)充入磁流變液(6)，所述磁軛(10)內(nèi)設(shè)有線圈(9)。
2.如權(quán)利要求I所述的帶滑環(huán)擠壓磁流變離合器，其特征在于所述聯(lián)軸器(I)上開有鍵槽，所述鍵槽內(nèi)設(shè)有至少一片帶牙的內(nèi)片(8)，所述內(nèi)片(8)穿過橡膠彈簧圈(13)伸入磁流變液￠)中，所述外環(huán)的內(nèi)壁上設(shè)有至少一片帶牙伸入磁流變液￠)中的外片(7)。
3.如權(quán)利要求2所述的帶滑環(huán)擠壓磁流變離合器，其特征在于所述內(nèi)片(8)有至少兩片，所述外片(7)也有至少兩片，所述內(nèi)片(8)與外片(7)交錯(cuò)設(shè)置。
4.如權(quán)利要求I所述的帶滑環(huán)擠壓磁流變離合器，其特征在于所述銜鐵滑環(huán)(3)的內(nèi)壁上設(shè)有壓塊(4)。
5.如權(quán)利要求I所述的帶滑環(huán)擠壓磁流變離合器，其特征在于所述聯(lián)軸器(I)與輸出軸(12)之間通過滾動(dòng)軸承連接。
6.如權(quán)利要求I所述的帶滑環(huán)擠壓磁流變離合器，其特征在于所述聯(lián)軸器(I)上設(shè)有在銜鐵滑環(huán)(3)回位時(shí)限位的隔磁擋圈(2)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了帶滑環(huán)擠壓磁流變離合器，包括輸出軸，所述輸出軸的一端套有與輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接的聯(lián)軸器，輸出軸的另一端套有與輸出軸固定連接的套筒，聯(lián)軸器上套有橡膠彈簧圈，所述橡膠彈簧圈的后端設(shè)有固定在套筒上的磁軛，所述磁軛的外圍固定有外環(huán)片，所述外環(huán)片與聯(lián)軸器之間設(shè)有滑動(dòng)的銜鐵滑環(huán)，由橡膠彈簧圈、銜鐵滑環(huán)、外環(huán)片、磁軛圍成的封閉空間內(nèi)充入磁流變液，所述磁軛內(nèi)設(shè)有線圈。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是在離合器工作狀態(tài)時(shí)，利用線圈產(chǎn)生的磁場對(duì)銜鐵滑環(huán)的吸引，減小了容腔的體積，同時(shí)對(duì)磁流變液產(chǎn)生擠壓和剪切力，可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩，且體積小，性能可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，效果良好。
文檔編號(hào)F16D37/00GK202484131SQ20122009109
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者劉衛(wèi)東, 王笑, 王鴻云 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)