調磁體直線型相交軸磁齒輪傳動裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種調磁體直線型相交軸磁齒輪傳動裝置，所述的磁齒輪傳動裝置包含輸入轉子、輸出轉子和直線型調磁體，其輸入轉子端面均勻間隔布置極對數為N1的軸向充磁扇形永磁體，輸出轉子端面均勻間隔布置極對數為N2的軸向充磁扇形永磁體，調磁體由N1+N2個直線型導磁條和N1+N2個直線型非導磁條間隔均勻布置成橢圓環(huán)形。該調磁體直線型相交軸磁齒輪傳動裝置包含有輸入轉子永磁體與調磁體、調磁體與輸出轉子永磁體間的兩層氣隙。本實用新型可以實現兩相交軸之間的運動和動力傳遞，可通過調整調磁體兩端面的相對角度實現輸出軸間的夾角調整，且無接觸、無摩擦、無需潤滑，節(jié)能環(huán)保。
【專利說明】
調磁體直線型相交軸磁齒輪傳動裝置
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種可實現相交軸運動和動力傳遞的調磁體直線型磁齒輪傳動裝置，屬于永磁傳動領域。
【背景技術】
[0002]機械錐齒輪傳動用于實現相交軸間的運動和動力傳遞，在車輛、航海、機床、工程機械等領域具有廣泛的應用。機械直齒錐齒輪由于加工、安裝精度相對較低，使其傳動精度低，振動和噪音較大，輪齒由于受力不均工作壽命短，大大提高了機械錐齒輪的生產和維修成本。機械螺旋錐齒輪傳動精度高、承載能力大，但需要多軸聯動專用機床，加工成本極高。為克服機械錐齒輪的缺點，表貼式永磁錐齒輪開始進入工業(yè)的各個領域。但由于表貼式永磁錐齒輪工作過程中只有少數的幾對齒參與嚙合，永磁體利用率極低，使其可傳遞的轉矩小，轉矩密度地;且一對齒輪傳動傳動比越大，永磁體利用率越低，轉矩密度越小，使得永磁錐齒輪傳動旨在醫(yī)藥、化工等輕工業(yè)領域有所應用。
【實用新型內容】
[0003]為解決現有技術存在的上述問題，本實用新型提供了一種調磁體直線型相交軸磁齒輪傳動裝置。該實用新型除具有傳統(tǒng)圓錐磁齒輪傳動無接觸、無磨損、無需潤滑等優(yōu)點夕卜，還具有永磁體利用率高，輸出轉矩大和轉矩密度大的優(yōu)點。
[0004]本實用新型解決其技術問題所提供的方案是:一種磁場調制型相交軸磁齒輪傳動裝置，包括輸入轉子、直線型調磁體和輸出轉子三部分。所述的輸入轉子端面上，見塊~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，轉入轉子通過輸入軸固定于輸入軸支架上，其中,N1—般為I?5的正整數。所述的輸出轉子端面上，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，輸出轉子通過輸出軸固定于輸出軸支架上，其中，N2—般為I?50的正整數。所述的直線型調磁體N1+N2個導磁條和N1+N2個非導磁條間隔均勻布置成橢圓環(huán)形，導磁條和非導磁條通過支架固定于基座上，其中NdN2—般為小于50的正整數。所述的輸入轉子端面與調磁體一端面相對且同軸，輸出轉子端面與調磁體另一端面相對且同軸，輸出轉子、輸入轉子與調磁體相對的端面徑向厚度相等。
[0005]本實用新型中，所述的調磁體直線型磁齒輪傳動裝置可實現相交軸之間運動和動力的傳遞，且可通過改變調磁體兩端面間的夾角以及調磁體截面形狀來改變輸入軸和輸出軸的夾角，
[0006]本實用新型中，所述的磁齒輪傳動裝置具有兩層氣隙，即輸入轉子上永磁體與調磁體一端面之間形成的氣隙和輸出轉子上永磁體與調磁體另一端面之間形成的氣隙。
[0007]本實用新型的有益效果是:該實用新型可實現兩相交軸之間的運動和能量轉換，各構件間無接觸、無磨損、無需潤滑，具有調磁體加工簡單，永磁體利用率高、可傳遞轉矩大、過載自我保護和維修簡單等優(yōu)點。該實用新型可以通過改變輸入轉子、輸出轉子上永磁體的極對數，以及調磁體中導磁條和非導磁條的數目實現輸入軸和輸出軸間的傳動比。
【附圖說明】

[0008]圖1是相交軸磁齒輪傳動裝置的結構示意圖；
[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-輸入軸轉盤，11 -永磁體，12-鍵，13-軸端擋板，14-調磁體，15-調磁體支架，16-永磁體，17-輸出軸轉盤，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。
【具體實施方式】
[0014]實施例
[0015]圖1至圖5是本實用新型公開的一種調磁體直線型相交軸磁齒輪傳動裝置，所述的磁齒輪傳動裝置包括輸入轉子、輸出轉子和調磁體三大部分，其中:
[0016]所述的輸入轉子部分主由輸入軸1、輸入軸支架2和4、輸入軸轉盤10和永磁體11組成。輸入軸轉盤10的端面上均勾間隔布置有N極、S極扇形永磁體11，輸入轉盤通過鍵12和軸端擋板13固定于輸入軸I上，軸端擋板13通過螺栓固定于輸入軸I上，輸入軸I通過軸承安放于輸入軸支架2和7上，通過擋板2、4、8以及套筒6實現軸向固定，輸入軸支架2和7通過螺栓固定于基座I上。
[0017]所述的調磁體部分主要由調磁體15、調磁體支撐架14和16組成。調磁體15由導磁條和非導磁條組成，調磁體主體部分由非導磁的工程塑料注塑而成，并由調磁體支撐架14和16通過螺栓3和26固定于基座I上。
[0018]所述的直線型調磁體調磁體15、調磁體支架組成。調磁體14由導磁條和非導磁條組成，導磁條由橢圓形直管通過線切割加工完成，非導磁條由工程塑料等不導磁的橢圓形直管加工而成，或通過3D打印技術完成，調磁體由調磁體支架固定于基座I上。
[0019]所述的輸出轉子部分主要由輸出軸28、輸出軸支架20和25、輸出軸轉盤17以及永磁體16組成。輸出轉盤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通過軸承21和27固定于輸出軸支架20和25上，通過擋板22、24、26和套筒23實現軸向固定，輸出軸支架通過螺栓固定于基座I上。輸出軸轉盤17通過鍵19實現周向固定，通過軸端擋板18實現軸向固定，軸端擋板18通過螺栓固定于輸出軸28上。
[0020]所述的調磁體為直線型橢圓管，調磁體中導磁條和非導磁條的數目相等，且等于輸入軸及輸出軸上永磁體極對數N1、N2之和，S卩Ni+N2。橢圓形調磁體中導磁條和非導磁條按照見+他份將整個橢圓管等分。
[0021 ] 工作原理
[0022]調磁體直線型相交軸磁齒輪傳動裝置采用磁場調制機理，利用調磁體實現不同極對數永磁體間的磁場耦合傳動。輸入轉子隨輸入軸一起回轉時，將在輸入轉子永磁體11和調磁體14間的氣隙內形成主諧波次數為見的磁場，該磁場經調磁極片數為NdN2的調磁體14調制后，在調磁體14與輸出轉子永磁體16間的氣隙內形成主諧波次數為犯的磁場，與輸出轉子17端面上永磁體16的極對數相等，從而實現等磁極耦合傳動，實現輸出軸回轉和運動、動力的傳遞。
[0023]磁齒輪傳動裝置中輸入軸和輸出軸間的速度之比，即傳動比為
[0024]i =N2/Ni
[0025]通過改變輸入轉盤和輸出轉盤上永磁體11、16的極對數，并調整調磁體中導磁條和非導磁條的數目，可改變傳動裝置的傳動比大小，實現輸出軸速度的調整。
[0026]調磁體直線型相交軸磁齒輪傳動采用勾股定理實現調磁體截面尺寸與兩相交軸間的參數調整，改變調磁體兩端面角度即可實現兩軸的相互關系。
【主權項】
1.一種調磁體直線型相交軸磁齒輪傳動裝置，包括直線型調磁體、輸入轉子和輸出轉子，其特征在于: a.所述的輸入轉子端面上見塊~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，輸入轉子通過輸入軸固定于輸入軸支架上，其中，Ni—般為I?5的正整數； b.所述的輸出轉子端面上犯塊~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，輸出轉子通過輸出軸固定于輸出軸支架上，其中，N2—般為I?50的正整數； c.所述的直線型調磁體由見+他個導磁條和NdN2個非導磁條間隔均勻布置呈橢圓環(huán)形，調磁體通過支架固定于基座上，其中N1+N2—般為小于50的正整數； d.所述的輸入轉子和調磁體一端面相對且同心，輸出轉子和調磁體另一端面相對且同心，輸入、輸出轉子上扇形永磁體的徑向厚度相等，且與調磁體端面的徑向厚度相等。2.根據權利要求1所述的調磁體直線型相交軸磁齒輪傳動裝置，其特征在于:所述磁齒輪傳動具有兩層氣隙，即輸入轉子永磁體與調磁體之間形成的氣隙和輸出轉子永磁體與調磁體之間形成的氣隙。3.根據權利要求1所述的調磁體直線型相交軸磁齒輪傳動裝置，其特征在于:改變輸入轉子、輸出轉子上永磁體的極對數，以及調磁體中導磁條和非導磁條的數目，可以改變輸出軸和輸入軸的轉速比值。4.根據權利要求1所述的調磁體直線型相交軸磁齒輪傳動裝置，其特征在于:改變調磁體兩端面的相對角度可改變輸入、輸出軸之間的夾角。
【文檔編號】F16H49/00GK205715535SQ201620578691
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】郝秀紅, 門繼德, 李海濱
【申請人】燕山大學