專利名稱：空間磁性齒輪變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)電工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種空間磁性齒輪變速器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有空間齒輪變速器基本都是機(jī)械齒輪咬合直接接觸式，缺點(diǎn)是效率低，噪音大， 需要潤滑，易損壞等?，F(xiàn)有的磁性齒輪是同軸或是平行軸向傳動(dòng)，暫無空間成角度傳動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方案。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械空間齒輪咬合直接接觸式效率低，噪音大，需要潤滑，易損壞等缺點(diǎn)，本發(fā)明應(yīng)用磁場(chǎng)性質(zhì)原理，參考永磁同步電機(jī)的特點(diǎn)，利用永久磁鐵和鐵磁性材料的合理組合，提供了一種非接觸式、成角度傳動(dòng)的空間磁性齒輪變速器。磁性變速器。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種空間磁性齒輪變速器，包括定子和兩個(gè)圓錐形轉(zhuǎn)子，兩轉(zhuǎn)子空間成角度設(shè)置， 定子嵌裝于兩轉(zhuǎn)子之間，兩轉(zhuǎn)子之間、兩轉(zhuǎn)子與定子之間留有間隙的非接觸式結(jié)構(gòu)；所述兩圓錐形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相同，分別由轉(zhuǎn)子軸、圓錐形轉(zhuǎn)子基座和轉(zhuǎn)子磁極組成，兩轉(zhuǎn)子基座的圓錐面一側(cè)平行，兩轉(zhuǎn)子基座上具有至少一副成對(duì)設(shè)置的、永磁體材料的磁極；所述兩轉(zhuǎn)子軸在同一平面成角度設(shè)置；定子采用鐵磁材料，所述兩轉(zhuǎn)子軸分別通過軸承與支撐定子的定子支撐架樞接。所述兩轉(zhuǎn)子基座上設(shè)置多對(duì)磁極時(shí)，其磁極N極和S極相間設(shè)置。兩轉(zhuǎn)子軸根據(jù)所需傳動(dòng)角度不同設(shè)為不同角度，角度范圍為30° 150°。所述定子由多個(gè)兩側(cè)帶有弧形邊的直片導(dǎo)磁條連接構(gòu)成，與兩轉(zhuǎn)子的磁極分別形成映射關(guān)系，每個(gè)定子直片的弧形邊
分別與兩轉(zhuǎn)子面相切，各導(dǎo)磁條間設(shè)有間隙，定子直片的厚度為轉(zhuǎn)子磁極寬度的*，相鄰兩
個(gè)直片間的距離為轉(zhuǎn)子磁極寬度的I。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明采用非接觸式結(jié)構(gòu)，因此磨損小、噪音小、不需要潤滑，對(duì)于需要空間成角度傳動(dòng)的場(chǎng)合，尤為適用，從而克服了機(jī)械式空間變速器效率低，噪音大、需要潤滑、易損壞的缺點(diǎn)。本發(fā)明兩轉(zhuǎn)子軸根據(jù)所需傳動(dòng)角度不同設(shè)為不同角度，以適用不同的應(yīng)用場(chǎng)合。 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易維護(hù)、效率高、使用壽命長。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明90°無定子的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2的俯視圖。
圖4為本發(fā)明兩轉(zhuǎn)子的參數(shù)示意圖。圖5為本發(fā)明30°角無定子結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明150°角無定子結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明45°角無定子結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明135°角無定子結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本發(fā)明60°角無定子結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為本發(fā)明120°角無定子結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.第一轉(zhuǎn)子，11.轉(zhuǎn)子軸，12.轉(zhuǎn)子基座，13.磁極，2.第二轉(zhuǎn)子，3.定子， 31.定子支撐架。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例1 如圖1所示，本發(fā)明包括定子3和兩個(gè)圓錐形轉(zhuǎn)子，兩轉(zhuǎn)子空間成角度設(shè)置，定子3嵌裝于兩轉(zhuǎn)子之間，兩轉(zhuǎn)子之間、兩轉(zhuǎn)子與定子3之間留有間隙的非接觸式結(jié)構(gòu)；所述兩圓錐形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相同，分別由轉(zhuǎn)子軸11、圓錐形轉(zhuǎn)子基座12和轉(zhuǎn)子磁極13組成，兩轉(zhuǎn)子基座12的圓錐面一側(cè)平行，兩轉(zhuǎn)子基座12上具有至少一副成對(duì)設(shè)置的、永磁體材料的磁極13，設(shè)置多對(duì)磁極時(shí)，其磁極N極和S極相間設(shè)置；所述兩轉(zhuǎn)子軸11根據(jù)所需傳動(dòng)角度不同在同一平面設(shè)為不同角度，角度范圍為30° 150° ；定子3采用鐵磁材料， 所述兩轉(zhuǎn)子軸11分別通過軸承與支撐定子的定子支撐架31樞接。所述定子3由多個(gè)兩側(cè)帶有弧形邊的直片導(dǎo)磁條構(gòu)成，直片兩側(cè)厚度分別為所對(duì)
應(yīng)轉(zhuǎn)子磁極寬度的* ,相鄰兩個(gè)直片間的距離為轉(zhuǎn)子磁極寬度的|。定子直片與兩轉(zhuǎn)子的
磁極形成映射關(guān)系，起到轉(zhuǎn)子的磁極導(dǎo)磁作用。每個(gè)定子直片的弧形邊分別與兩轉(zhuǎn)子面相切。本發(fā)明中的定子支撐架31沿定子及兩轉(zhuǎn)子周邊設(shè)置，定子3的直片導(dǎo)磁條分別通過支桿固定在定子支撐架31上。本發(fā)明所述轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)比即為傳動(dòng)變比。第一轉(zhuǎn)子1極對(duì)數(shù)為P1，第二轉(zhuǎn)子2
的極對(duì)數(shù)為P2,則實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)變比T = ZT。
Pi如圖3所示，第一轉(zhuǎn)子1的頂角為2 θ工，第二轉(zhuǎn)子2的頂角為2 θ 2，則有第一轉(zhuǎn)子 1的轉(zhuǎn)子軸和第二轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)子軸所成角度θ。= θ1+θ2，本例為90°。第一轉(zhuǎn)子1的底面圓半徑為隊(duì)，則第一轉(zhuǎn)子1的高Ii1 = R1COt θ第二轉(zhuǎn)子2的底面圓半徑為隊(duì)，則第二轉(zhuǎn)子2的高t!2 = R2Cot θ 2。兩轉(zhuǎn)子切面的等長且平行，其間隙為δ，邊長為《 = —^" = 一^"，氣隙切面為長
sin U1 sin U2
為a，寬為δ的矩形。本發(fā)明的工作原理利用了同極互斥異極相吸引特點(diǎn)。工作時(shí)，兩轉(zhuǎn)子相切的部分是由兩轉(zhuǎn)子直接作用的；在定子直片導(dǎo)磁條間接連接部分，與主動(dòng)輪連接的轉(zhuǎn)子磁極通過定子直片導(dǎo)磁條作用于與從動(dòng)輪連接的轉(zhuǎn)子磁極。兩轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)過程一直保持N極對(duì)應(yīng)S 極，兩轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行。
實(shí)施例1 本例所述兩轉(zhuǎn)子軸在同一平面內(nèi)的角度為90°，適用于實(shí)際問題中需要30°角傳動(dòng)情況，替代現(xiàn)有30°角機(jī)械齒輪傳動(dòng)。如圖2所不。實(shí)施例2 本例與實(shí)施例1結(jié)構(gòu)相同，不同的是本例所述兩轉(zhuǎn)子軸在同一平面內(nèi)的角度為30°，適用于實(shí)際問題中需要30°角傳動(dòng)情況，替代現(xiàn)有30°角機(jī)械齒輪傳動(dòng)。實(shí)施例3 本例與實(shí)施例1結(jié)構(gòu)相同，不同的是本例所述兩轉(zhuǎn)子軸在同一平面內(nèi)的角度為150°，適用于實(shí)際問題中需要150°角傳動(dòng)情況，替代現(xiàn)有150°角機(jī)械齒輪傳動(dòng)。實(shí)施例4 本例與實(shí)施例1結(jié)構(gòu)相同，不同的是本例所述兩轉(zhuǎn)子軸在同一平面內(nèi)的角度為45°，適用于實(shí)際問題中需要45°角傳動(dòng)情況，替代現(xiàn)有45°角機(jī)械齒輪傳動(dòng)。實(shí)施例5 本例與實(shí)施例1結(jié)構(gòu)相同，不同的是本例所述兩轉(zhuǎn)子軸在同一平面內(nèi)的角度為135°，適用于實(shí)際問題中需要135°角傳動(dòng)情況，替代現(xiàn)有135°角機(jī)械齒輪傳動(dòng)。實(shí)施例6 本例與實(shí)施例1結(jié)構(gòu)相同，不同的是本例所述兩轉(zhuǎn)子軸在同一平面內(nèi)的角度為60°，適用于實(shí)際問題中需要60°角傳動(dòng)情況，替代現(xiàn)有60°角機(jī)械齒輪傳動(dòng)。實(shí)施例7 本例與實(shí)施例1結(jié)構(gòu)相同，不同的是本例所述兩轉(zhuǎn)子軸在同一平面內(nèi)的角度為120°，適用于實(shí)際問題中需要120°角傳動(dòng)情況，替代現(xiàn)有120°角機(jī)械齒輪傳動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種空間磁性齒輪變速器，其特征在于包括定子和兩個(gè)圓錐形轉(zhuǎn)子，兩轉(zhuǎn)子空間成角度設(shè)置，定子嵌裝于兩轉(zhuǎn)子之間，兩轉(zhuǎn)子之間、兩轉(zhuǎn)子與定子之間留有間隙的非接觸式結(jié)構(gòu)；所述兩圓錐形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相同，分別由轉(zhuǎn)子軸、圓錐形轉(zhuǎn)子基座和轉(zhuǎn)子磁極組成，兩轉(zhuǎn)子基座的圓錐面一側(cè)平行，兩轉(zhuǎn)子基座上具有至少一副成對(duì)設(shè)置的、永磁體材料的磁極；所述兩轉(zhuǎn)子軸在同一平面成角度設(shè)置；定子采用鐵磁材料，所述兩轉(zhuǎn)子軸分別通過軸承與支撐定子的定子支撐架樞接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間磁性齒輪變速器，其特征在于所述兩轉(zhuǎn)子基座上設(shè)置多對(duì)磁極時(shí)，其磁極N極和S極相間設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述空間磁性齒輪變速器，其特征在于兩轉(zhuǎn)子軸根據(jù)所需傳動(dòng)角度不同設(shè)為不同角度，角度范圍為30° 150°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述空間磁性齒輪變速器，其特征在于所述定子由多個(gè)兩側(cè)帶有弧形邊的直片導(dǎo)磁條連接構(gòu)成，與兩轉(zhuǎn)子的磁極分別形成映射關(guān)系，每個(gè)定子直片的弧形邊分別與兩轉(zhuǎn)子面相切，各導(dǎo)磁條間設(shè)有間隙，定子直片的厚度為轉(zhuǎn)子磁極寬度的*，相鄰兩個(gè)直片間的距離為轉(zhuǎn)子磁極寬度的1。
全文摘要
一種空間磁性齒輪變速器，屬于機(jī)電工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括定子和兩個(gè)圓錐形轉(zhuǎn)子，兩轉(zhuǎn)子空間成角度設(shè)置，定子嵌裝于兩轉(zhuǎn)子之間，兩轉(zhuǎn)子之間、兩轉(zhuǎn)子與定子之間留有間隙的非接觸式結(jié)構(gòu)；所述兩圓錐形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相同，分別由轉(zhuǎn)子軸、圓錐形轉(zhuǎn)子基座和轉(zhuǎn)子磁極組成，兩轉(zhuǎn)子基座的圓錐面一側(cè)平行，兩轉(zhuǎn)子基座上具有至少一副成對(duì)設(shè)置的、永磁體材料的磁極；所述兩轉(zhuǎn)子軸在同一平面成角度設(shè)置；定子采用鐵磁材料，所述兩轉(zhuǎn)子軸通過軸承與支撐定子的定子樞接。本發(fā)明采用非接觸式結(jié)構(gòu)，因此磨損小、噪音小、不需要潤滑，對(duì)于需要空間成角度傳動(dòng)的場(chǎng)合，尤為適用，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易維護(hù)、效率高、使用壽命長。
文檔編號(hào)H02K51/00GK102315755SQ20111027497
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者張峻峰, 張益盛, 張碩, 滿永奎, 郝文升 申請(qǐng)人:東北大學(xué)