專利名稱：一種永磁離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械類傳動(dòng)裝置，特別是一種利用磁力傳動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)主從動(dòng) 件運(yùn)動(dòng)的永磁離合器。 二
背景技術(shù)：
磁力傳動(dòng)技術(shù)是利用主動(dòng)件與從動(dòng)件共同建立起來(lái)的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的作用力來(lái)傳遞 運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的。它具有傳動(dòng)效率高和傳動(dòng)平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)，隨著高性能永磁材料的 研發(fā)應(yīng)用，使得磁力傳動(dòng)的性能得到了極大的提高。如利用磁力傳動(dòng)技術(shù)的永磁聯(lián)軸器 目前已經(jīng)得到了較多的研究與應(yīng)用，但對(duì)永磁離合器的研究尚極少見(jiàn)到。國(guó)外有人在相 關(guān)文獻(xiàn)如A. Wallace, A. von Jouanne, A. Ramme, and A. Smith. A permanent magnet coupling with rapid disconnect capability[J]. Power Electronics, Machines and Drives. April 2002, 16-18中曾提出了一種永磁離合器方案，它是通過(guò)連接在主動(dòng)軸 兩邊的導(dǎo)磁盤(pán)和從動(dòng)軸上的可移動(dòng)永磁體盤(pán)，在主從動(dòng)件間產(chǎn)生軸向磁場(chǎng)，其傳動(dòng)是通 過(guò)一個(gè)外力如撥叉機(jī)構(gòu)操縱，使主從動(dòng)件相對(duì)位移來(lái)改變磁場(chǎng)的強(qiáng)度，直至主從動(dòng)件結(jié) 合或分離。這種永磁離合器存在的不足是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主從動(dòng)件間軸向力大，且需移動(dòng) 較長(zhǎng)行程才能實(shí)現(xiàn)主從動(dòng)件的結(jié)合或分離，從而難以得到實(shí)際應(yīng)用。如何進(jìn)一步提高永 磁離合器的傳動(dòng)性能、以及通過(guò)改變主從動(dòng)件間相對(duì)位置使其間磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生改變，從 而實(shí)現(xiàn)結(jié)合或分離是永磁離合器得到實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題之一；此外，在傳遞動(dòng)力時(shí)， 要求傳動(dòng)平穩(wěn)、效率高，結(jié)合或脫離時(shí)所需操縱力小等也是設(shè)計(jì)永磁離合器中亟需解決 的技術(shù)問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不但傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)平穩(wěn)， 主從動(dòng)件穩(wěn)態(tài)工作時(shí)不耗能且結(jié)合或分離所需操縱力小的永磁離合器。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，永磁離合器，它主要由主動(dòng)軸、 主動(dòng)件、從動(dòng)件、軸承以及永磁體構(gòu)成，其特征是主動(dòng)軸的一端通過(guò)軸承裝在一個(gè)從動(dòng) 軸聯(lián)接件的中心孔內(nèi)并軸向定位，主動(dòng)件為筒狀，它套裝在主動(dòng)軸另一端的軸上，并通過(guò)其一端與主動(dòng)軸固連；從動(dòng)件套裝在從動(dòng)軸聯(lián)接件的軸上，并可在外力作用下沿軸向 運(yùn)動(dòng)，且由從動(dòng)軸聯(lián)接件兩端的定位塊和連接盤(pán)對(duì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)限位；在主動(dòng)件另一端 的內(nèi)側(cè)和從動(dòng)件外側(cè)沿圓周方向，均固接有不同極性交錯(cuò)排列的瓦片狀組成的內(nèi)磁體和 外磁體；外磁體隨從動(dòng)件軸向運(yùn)動(dòng)至定位塊時(shí)，應(yīng)與內(nèi)磁體相對(duì)應(yīng)，其間留有縫隙，軸 向運(yùn)動(dòng)至連接盤(pán)時(shí)，與內(nèi)磁體完全分離；主動(dòng)軸、主動(dòng)件、從動(dòng)軸聯(lián)接件及從動(dòng)件為同 軸安裝。
本實(shí)用新型所述的永磁離合器，是由布置在主從動(dòng)件間的高性能永磁體產(chǎn)生徑向間 磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)離合器的結(jié)合和分離。在結(jié)合的狀態(tài)下，永磁離合器的主動(dòng)件及內(nèi)磁體與從 動(dòng)件及外磁體之間形成磁場(chǎng)產(chǎn)生作用力并傳遞轉(zhuǎn)矩。離合器的分離狀態(tài)則通過(guò)主動(dòng)件與 從動(dòng)件間產(chǎn)生相對(duì)位移來(lái)實(shí)現(xiàn)。操縱永磁離合器的結(jié)合或分離是由外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供給 從動(dòng)件作用力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在結(jié)合狀態(tài)需要分離時(shí)，使從動(dòng)件上的外磁體隨從動(dòng)件軸向移 動(dòng)一定距離，使主從動(dòng)件之間的磁場(chǎng)被削弱甚至基本消除，則主動(dòng)件與從動(dòng)件之間的動(dòng) 力傳遞被隔斷，離合器即處于分離狀態(tài)；在分離狀態(tài)需要結(jié)合時(shí)，使從動(dòng)件上的外磁體 隨從動(dòng)件軸向反方向移動(dòng)一定距離，使主從動(dòng)件之間的磁場(chǎng)增強(qiáng)，則實(shí)現(xiàn)主動(dòng)件與從動(dòng) 件之間的動(dòng)力傳遞，離合器即處于結(jié)合狀態(tài)。設(shè)計(jì)時(shí)，可通過(guò)有限元分析對(duì)主要設(shè)計(jì)參 數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，既要滿足空載轉(zhuǎn)矩在一定范圍之內(nèi)，又要使離合器分離距離盡量小，使之
在有限的總體尺寸限制下能傳遞最大的轉(zhuǎn)矩和徹底分離。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比其顯著的優(yōu)點(diǎn)是1、利用磁力傳動(dòng)技術(shù)采用高性能永 磁材料實(shí)現(xiàn)永磁離合器的傳動(dòng)(結(jié)合或分離)，因此具有穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)時(shí)不耗能，同時(shí)， 結(jié)合或脫離所需操縱力小，便于應(yīng)用各種形式結(jié)合或分離的執(zhí)行機(jī)構(gòu)2、永磁離合器 主從動(dòng)件間無(wú)直接接觸，不存在摩擦，還可以有一定的隔振、減振功能。同時(shí)利用該特 點(diǎn)，可通過(guò)在主從動(dòng)件之間增加一絕緣材料制造的隔板，取消軸承部分，將主從動(dòng)部分 分別與原動(dòng)機(jī)和負(fù)載連接，實(shí)現(xiàn)靜密封；3、本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高， 傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)合迅速、分離徹底，可作為各類自動(dòng)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，有著良好的 應(yīng)用前景。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的附圖和實(shí)施例給出。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型所述永磁離合器在結(jié)合狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是永磁離合器在分離狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。 五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，
參見(jiàn)附圖，根據(jù)本實(shí)用新型制作的永磁離合器，主要由主動(dòng)軸1、定位塊2、內(nèi)磁 體3、主動(dòng)件4、從動(dòng)件5、外磁體6、從動(dòng)軸聯(lián)接件7、軸承8、以及定位卡環(huán)10組成。 主從動(dòng)件同軸線安裝，由布置在主從動(dòng)件間的永磁體(內(nèi)磁體3和外磁體6)產(chǎn)生徑向 間磁場(chǎng)。內(nèi)磁體3與外磁體6均是采用16件瓦型磁體拼接成的圓環(huán)狀磁體構(gòu)成，磁體 材料選用高性能永磁材料如燒結(jié)釹鐵硼(Nd-Fe-B)材料。各瓦型磁體沿徑向磁化，以 不同極性沿圓周方向交替排列，且采用粘接方式固定接于筒狀主動(dòng)件4大徑的內(nèi)側(cè)和從 動(dòng)件5相應(yīng)的外側(cè)，以建立徑向間磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)離合器的結(jié)合和分離。主動(dòng)件4的小徑與主 動(dòng)軸l外徑吻合，它由主動(dòng)軸l上的凸臺(tái)軸向定位，并通過(guò)螺釘徑向固定。主動(dòng)軸l的 一端通過(guò)兩個(gè)軸承8裝入從動(dòng)軸聯(lián)接件7的中心孔內(nèi)并通過(guò)主動(dòng)軸1上的凸臺(tái)和定位卡 環(huán)10軸向定位，從動(dòng)軸聯(lián)接件7頂端定位塊2是與之旋接的螺母，位于從動(dòng)軸聯(lián)接件7 尾端的連接盤(pán)9與從動(dòng)軸聯(lián)接件7為一體結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)中通過(guò)有限元分析對(duì)主要設(shè)計(jì)參數(shù) 進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)在有限的總體尺寸限制下能傳遞最大的轉(zhuǎn)矩和徹底分離。
本實(shí)用新型在結(jié)合的狀態(tài)下，永磁離合器的主動(dòng)件4及內(nèi)磁極3與從動(dòng)件5及外磁 極6之間形成磁場(chǎng)產(chǎn)生作用力并傳遞轉(zhuǎn)矩。離合器的分離狀態(tài)則通過(guò)主動(dòng)件4與從動(dòng)件 5間產(chǎn)生相對(duì)位移來(lái)實(shí)現(xiàn)。操縱永磁離合器的接合或分離的機(jī)構(gòu)可采用撥叉機(jī)構(gòu)，使外 磁極6及從動(dòng)件軸向移動(dòng)一定距離使主從動(dòng)件之間的磁場(chǎng)被削弱甚至基本消除，主動(dòng)件 4與從動(dòng)件5之間的動(dòng)力傳遞被完全隔斷。離合器即處于分離狀態(tài)。
權(quán)利要求1、一種永磁離合器，它主要由主動(dòng)軸[1]、主動(dòng)件[4]、從動(dòng)件[5]、軸承[8]以及永磁體構(gòu)成，其特征是主動(dòng)軸[1]的一端通過(guò)軸承[8]裝在一個(gè)從動(dòng)軸聯(lián)接件[7]的中心孔內(nèi)并軸向定位，主動(dòng)件[4]為筒狀，它套裝在主動(dòng)軸[1]另一端的軸上，并通過(guò)其一端與主動(dòng)軸[1]固連；從動(dòng)件[5]套裝在從動(dòng)軸聯(lián)接件[7]的軸上，并可在外力作用下沿軸向運(yùn)動(dòng)，且由從動(dòng)軸聯(lián)接件[7]兩端的定位塊[2]和連接盤(pán)[9]對(duì)從動(dòng)件[5]的運(yùn)動(dòng)限位；在主動(dòng)件[4]另一端的內(nèi)側(cè)和從動(dòng)件[5]外側(cè)沿圓周方向，均固接有不同極性交錯(cuò)排列的瓦片狀組成的內(nèi)磁體[3]和外磁體[6]；外磁體[6]隨從動(dòng)件[5]軸向運(yùn)動(dòng)至定位塊[2]時(shí)，應(yīng)與內(nèi)磁體[3]相對(duì)應(yīng)，其間留有縫隙，軸向運(yùn)動(dòng)至連接盤(pán)時(shí)，與內(nèi)磁體[3]完全分離；主動(dòng)軸[1]、主動(dòng)件[4]、從動(dòng)軸聯(lián)接件[7]及從動(dòng)件[5]為同軸安裝。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述永磁離合器，其特征是上述用于對(duì)從動(dòng)件[5]運(yùn)動(dòng)限位的 定位塊[2]是旋接在從動(dòng)軸聯(lián)接件[7]頂端的螺母，位于從動(dòng)軸聯(lián)接件[7]尾端的 連接盤(pán)[9]與從動(dòng)軸聯(lián)接件[7]為一體結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述永磁離合器，其特征是主動(dòng)軸[1]與從動(dòng)軸聯(lián)接件[7] 之間的軸承[8]采用卡環(huán)[10]軸向定位。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種利用磁力傳動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)主從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的永磁離合器。它主要是利用磁力傳動(dòng)技術(shù)，采用不同極性交錯(cuò)排列的瓦片狀高性能永磁材料組成環(huán)狀內(nèi)、外磁體，并通過(guò)外力作用使外磁體在軸向限位運(yùn)動(dòng)，形成內(nèi)、外磁體間的結(jié)合或分離，從而實(shí)現(xiàn)永磁離合器的傳動(dòng)。本實(shí)用新型在穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)時(shí)不耗能，同結(jié)合或脫離所需操縱力小，能夠適用于各種形式結(jié)合或分離的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；同時(shí)，從動(dòng)件間無(wú)直接接觸，不存在摩擦，可以起到一定的隔振、減振功能。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)合迅速、分離徹底，可作為各類自動(dòng)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，有著良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)H02K49/10GK201134745SQ20072012999
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者梁 劉, 劉雪洪 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)