專利名稱：新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副，是一種利用磁性齒輪傳動(dòng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速低力矩機(jī)械能與低轉(zhuǎn)速大力矩機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的變速傳動(dòng)裝置，可直接取代常規(guī)的機(jī)械齒輪傳動(dòng)變速系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、電動(dòng)汽車、船艦驅(qū)動(dòng)及其它需要直接驅(qū)動(dòng)的工業(yè)傳動(dòng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在工業(yè)應(yīng)用的許多傳動(dòng)領(lǐng)域往往需要實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速大力矩的機(jī)械能與高轉(zhuǎn)速低力矩機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換，比如:風(fēng)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(fēng)能、水的勢(shì)能轉(zhuǎn)換成高轉(zhuǎn)速的發(fā)電用機(jī)械動(dòng)能，電動(dòng)汽車和潛艇驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域又需要將驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高速機(jī)械功率變換成轉(zhuǎn)速很低而力矩很大的機(jī)械功率。按現(xiàn)有常規(guī)的設(shè)計(jì)技術(shù)，極低轉(zhuǎn)速和大力矩會(huì)使得電機(jī)體積龐大，增加電機(jī)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(jī)械齒輪變速傳動(dòng)技術(shù)來(lái)實(shí)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(zhǎng)期以來(lái)機(jī)械齒輪傳動(dòng)技術(shù)的基本形式?jīng)]有變化，即始終是依靠機(jī)械式齒輪副的兩輪齒的嚙合進(jìn)行傳動(dòng)。這就給齒輪傳動(dòng)帶來(lái)了一些不可消除的問(wèn)題，如機(jī)械疲勞、摩擦損耗、震動(dòng)噪音等，盡管可以采用油脂潤(rùn)滑技術(shù)，但以上問(wèn)題依舊無(wú)法根除，導(dǎo)致使用維護(hù)極其繁瑣，而且機(jī)械式齒輪傳動(dòng)的理論效率最多也只能達(dá)到85%，而常規(guī)高變速比的機(jī)械齒輪變速系統(tǒng)傳動(dòng)效率更低、噪聲更大、可靠性很差，整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)體積大。固定傳動(dòng)速比的機(jī)械式齒輪副傳動(dòng)使得需要在更寬轉(zhuǎn)速范圍的多級(jí)、分檔調(diào)速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無(wú)法適應(yīng)越來(lái)越多的無(wú)級(jí)變速的傳動(dòng)技術(shù)要求。我國(guó)是世界上稀土永磁材料最豐富的國(guó)家，大力發(fā)展稀土材料的應(yīng)用對(duì)我國(guó)有現(xiàn)實(shí)的意義。隨著控制技術(shù)的進(jìn)步，稀土永磁材料在電驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，稀土永磁材料做成的各類電機(jī)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(lái)，隨著風(fēng)力發(fā)電、電動(dòng)汽車等新能源應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展需求，國(guó)內(nèi)外開始在新型磁性傳動(dòng)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)的技術(shù)突破,2004年英國(guó)工程師從理論和樣機(jī)的具體實(shí)踐上完成了一種新型徑向磁場(chǎng)磁性齒輪的設(shè)計(jì)工作，克服了以往永磁齒輪傳動(dòng)扭矩較小的缺點(diǎn)，這給永磁材料在機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了一個(gè)重要的研究方向和未來(lái)的應(yīng)用領(lǐng)域；本案發(fā)明人在之前的多項(xiàng)專利申請(qǐng)案(201110142746.2,201120177813.X,201110170001.7,201120210494.8及201120327120.4)中也分別首次提出了新型橫向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)和斜向磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)的磁性傳動(dòng)齒輪副新結(jié)構(gòu)以及其具體應(yīng)用結(jié)構(gòu)。以上提出的關(guān)于磁性齒輪各種新結(jié)構(gòu)方案都有一個(gè)共同特點(diǎn)，即都是采用磁場(chǎng)調(diào)制原理來(lái)對(duì)主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的不同極數(shù)的永久磁場(chǎng)進(jìn)行調(diào)制，具體在結(jié)構(gòu)上的方法就是在主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間加設(shè)了一個(gè)具有定向定數(shù)的導(dǎo)磁柵鐵心做導(dǎo)磁極，從而有目的地隔離兩個(gè)不同極數(shù)的傳動(dòng)輪。但是，這種基于磁場(chǎng)調(diào)制技術(shù)而設(shè)計(jì)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(chǎng)調(diào)制作用的導(dǎo)磁柵鐵心極(齒)數(shù)必須滿足約束條件，從而導(dǎo)致磁性齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)傳動(dòng)的任意時(shí)刻都只有不到一半的永磁體處于相互磁場(chǎng)耦合的工作狀態(tài)，有一半以上的永磁體磁極處于閑置的非耦合狀態(tài)，即稀土永磁體的利用率理論上就低于50% ;第二，從結(jié)構(gòu)上看，加設(shè)導(dǎo)磁柵鐵心必然使磁性齒輪副具有了兩個(gè)氣隙，將必然消耗稀土永磁體的大量磁動(dòng)勢(shì)，根據(jù)稀土磁材的退磁特性可知:如果不加厚磁極厚度則必然導(dǎo)致處于耦合工作狀態(tài)的永磁體磁通量降低，從而影響所傳遞的扭矩大小。這兩大缺陷導(dǎo)致基于磁場(chǎng)調(diào)制技術(shù)的磁性齒輪所耗用的昂貴稀土材料的量相對(duì)比較大。所以，要降低磁性齒輪傳動(dòng)技術(shù)的成本，就必須從原理上突破磁場(chǎng)調(diào)制技術(shù)的理論約束，并且從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上跳出雙氣隙的結(jié)構(gòu)制約。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有機(jī)械式齒輪傳動(dòng)技術(shù)存在的問(wèn)題以及目前公知的、基于磁場(chǎng)調(diào)制技術(shù)的磁性傳動(dòng)齒輪副的兩大致命缺陷，本技術(shù)發(fā)明的目的在于提供一種新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副新結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的基本構(gòu)思是，借鑒機(jī)械齒輪傳動(dòng)領(lǐng)域的新型少齒差行星齒輪傳動(dòng)的原理，將輸入給偏心結(jié)構(gòu)的行星轉(zhuǎn)子的公轉(zhuǎn)通過(guò)永磁材料N極與S極異極性相吸引的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)行星轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)，經(jīng)孔銷式輸出結(jié)構(gòu)將行星轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)輸出，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)機(jī)械接觸、無(wú)摩擦的動(dòng)力變速傳動(dòng)。以下結(jié)合圖1來(lái) 說(shuō)明這種新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副的原理及結(jié)構(gòu)特征，圖中:項(xiàng)I為定子永磁體，項(xiàng)2為行星轉(zhuǎn)子永磁體，項(xiàng)3為偏心輸入軸，項(xiàng)4為前端蓋，項(xiàng)5為行星轉(zhuǎn)子鐵芯，項(xiàng)6為機(jī)殼，項(xiàng)7為銷軸，項(xiàng)8為轉(zhuǎn)動(dòng)盤，項(xiàng)9為軸承一，項(xiàng)10為輸出軸，項(xiàng)11為后端蓋，項(xiàng)12為軸承二,項(xiàng)13為軸承三,項(xiàng)14為軸承四；圖中符號(hào)標(biāo)識(shí):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5與機(jī)殼6的偏心距，D1表不定子內(nèi)徑，D2表不行星轉(zhuǎn)子外徑，Ii1 > T1表不偏心輸入軸3的輸入轉(zhuǎn)速和輸入力矩，n2、T2表不輸出軸10的輸出轉(zhuǎn)速和輸出力矩,Zp1表不定子永磁體I的分布極數(shù),2p2表示行星轉(zhuǎn)子永磁體2的分布極數(shù)，d。表示銷軸7的外徑，Dh表示行星轉(zhuǎn)子鐵芯5上的銷軸孔的內(nèi)徑。從圖1的工作原理拓?fù)鋱D可知，新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副的工作原理與機(jī)械式的K-H-V型少齒差行星齒輪類似:偏心輸入軸3帶動(dòng)行星轉(zhuǎn)子鐵芯5繞旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)，偏心公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子鐵芯5上的行星轉(zhuǎn)子永磁體2與定子永磁體I通過(guò)磁場(chǎng)耦合驅(qū)使行星轉(zhuǎn)子鐵芯5繞自身軸線反向自轉(zhuǎn)，再通過(guò)孔銷式輸出結(jié)構(gòu)將行星轉(zhuǎn)子鐵芯5的低速自轉(zhuǎn)輸出。從圖1可知:第一，從理論上突破了磁場(chǎng)調(diào)制技術(shù)的約束，取消了導(dǎo)磁柵鐵心，兩磁齒輪副上的永磁體呈少極差特征，通過(guò)少極差磁場(chǎng)耦合把基于磁場(chǎng)調(diào)制技術(shù)的磁性齒輪小于50%的磁極耦合面積提高到了 70%左右，理論上可以達(dá)到85% ’第二，采用徑向磁場(chǎng)單氣隙結(jié)構(gòu)，比磁場(chǎng)調(diào)制技術(shù)的磁性齒輪減少一個(gè)氣隙，從而在達(dá)到相同磁通量的條件下可大大減小永磁體的厚度。新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副的結(jié)構(gòu)特征是:—、新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)f禹合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副:由機(jī)殼6和其內(nèi)圓上分布的2Pl個(gè)定子永磁體I所組成的定子、由行星轉(zhuǎn)子鐵芯5和其外圓上分布的2p2個(gè)行星轉(zhuǎn)子永磁體2所組成的行星轉(zhuǎn)子、以及偏心輸入軸3、軸承二 12、軸承三13構(gòu)成一對(duì)磁性傳動(dòng)齒輪副，永久磁場(chǎng)通過(guò)定子與轉(zhuǎn)子之間的徑向偏心氣隙而相互耦合，形成磁性傳動(dòng)齒輪副的偏心徑向磁場(chǎng)；定子永磁體I的分布極數(shù)2Pl與行星轉(zhuǎn)子永磁體2的分布極數(shù)2p2之間極數(shù)差較小，極對(duì)數(shù)P1和P2為正整數(shù)對(duì)，并滿足以下關(guān)系約束:P1 > P2，且 1≤ p1-p2 < 4 ；二、新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副的定子與行星轉(zhuǎn)子呈偏心分布結(jié)構(gòu)，由套裝有軸承二 12、軸承三13的偏心輸入軸3將定子與少極差的行星轉(zhuǎn)子連接成偏心結(jié)構(gòu)；其中，行星轉(zhuǎn)子鐵芯5與機(jī)殼6的偏心距a、定子內(nèi)徑D1、行星轉(zhuǎn)子外徑D2、以及極對(duì)數(shù)P1和P2滿足以下結(jié)構(gòu)關(guān)系式約束:D1÷D2 = P1÷P2,且 a = 0.5 X (D1-D2)；三、繞偏心輸入軸3中心軸線公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子鐵芯5通過(guò)其銷軸孔與銷軸7、轉(zhuǎn)動(dòng)盤8、輸出軸10連接，將偏心距為a的行星轉(zhuǎn)子鐵芯5的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到輸出軸10旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的孔銷式結(jié)構(gòu)尺寸必須滿足以下結(jié)構(gòu)關(guān)系約束:Dh = d0+2a ；四、新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副由螺栓將前端蓋4、后端蓋11與機(jī)殼6緊固裝配為整體結(jié)構(gòu),其輸出方式分為兩種:第一,為機(jī)殼6固定而輸出軸
10旋轉(zhuǎn)輸出力矩T2和轉(zhuǎn)速n2，該狀態(tài)的傳動(dòng)關(guān)系滿足約束T2/T1=n1/n2=-p2/p1-p2，其輸入和輸出的旋轉(zhuǎn)方向彼此相反；第二，為輸出軸10固定而機(jī)殼6旋轉(zhuǎn)輸出力矩T2和轉(zhuǎn)速n2，該
狀態(tài)的傳動(dòng)關(guān)系滿足約束T2/T1=n1/n2=p1/p1-p2，其輸入和輸出的旋轉(zhuǎn)方向相同。
采用上述技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果:與普通機(jī)械式齒輪傳動(dòng)副相比，本發(fā)明涉及的新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副具有如下明顯的優(yōu)勢(shì):①能量損耗小，傳動(dòng)效率高:由于消除了普通機(jī)械式齒輪傳動(dòng)副的接觸摩擦,傳動(dòng)損耗僅僅包括一些鐵心損耗，理論上最高傳動(dòng)效率可達(dá)到96%，比機(jī)械齒輪傳動(dòng)普遍提高10% ；②單位體積傳送的轉(zhuǎn)矩密度高，比基于磁場(chǎng)調(diào)制技術(shù)的磁性齒輪傳遞的力矩提高接近一倍；③可靠性高，壽命長(zhǎng):由于無(wú)機(jī)械接觸，故無(wú)機(jī)械摩損，無(wú)需潤(rùn)滑，清潔、無(wú)油污、防塵防水等；④不存在機(jī)械齒輪傳動(dòng)時(shí)因齒部嚙合接觸而產(chǎn)生的震動(dòng)噪音，也不存在機(jī)械齒輪在設(shè)計(jì)加工上常常需要變位修正的設(shè)計(jì)加工繁瑣；⑤具有過(guò)載保護(hù)作用，在過(guò)載時(shí)因主、從動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)而隨時(shí)切斷傳動(dòng)關(guān)系，不會(huì)損壞負(fù)載或者原動(dòng)機(jī)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；⑥轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比恒定，轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)瞬時(shí)穩(wěn)定度高，運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)機(jī)械齒輪因加工精度的間隙而導(dǎo)致的回差問(wèn)題；另外，與基于磁場(chǎng)調(diào)制技術(shù)的磁性齒輪相比也具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì):⑦傳動(dòng)比可設(shè)計(jì)得更大，一級(jí)磁性齒輪副的傳動(dòng)比就可以達(dá)到100以上，多級(jí)少極差磁性齒輪副串聯(lián)可以達(dá)到1000以上，沒(méi)有磁場(chǎng)調(diào)制技術(shù)的磁性齒輪副的磁場(chǎng)調(diào)制導(dǎo)磁柵鐵芯的機(jī)械強(qiáng)度制約；
⑧結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、更緊湊，體積小、重量輕，比磁場(chǎng)調(diào)制技術(shù)的磁性齒輪副減輕重量可以達(dá)到35%以上⑨節(jié)省稀土永磁材料的單臺(tái)消耗，提高單位力矩密度和功率密度達(dá)一倍以上，極大地節(jié)省了單臺(tái)裝置的成本。


圖1是新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副的軸向結(jié)構(gòu)全剖面圖。圖2是新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副的徑向結(jié)構(gòu)全剖面圖。以上圖中:1.定子永磁體，2.行星轉(zhuǎn)子永磁體，3.偏心輸入軸，4.前端蓋，5.行星轉(zhuǎn)子鐵芯，6.機(jī)殼，7.銷軸，8.轉(zhuǎn)動(dòng)盤，9.軸承一，10.輸出軸，11.后端蓋，12.軸承二，13.軸承三，14.軸承四；圖中符號(hào)標(biāo)識(shí):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5與機(jī)殼6的 偏心距，D1表不定子內(nèi)徑，D2表不行星轉(zhuǎn)子外徑，Ii1 > T1表不偏心輸入軸3的輸入轉(zhuǎn)速和輸入力矩，n2、T2表示輸出軸10的輸出轉(zhuǎn)速和輸出力矩Jp1表示定子永磁體I的分布極數(shù)，2p2表示行星轉(zhuǎn)子永磁體2的分布極數(shù)，d。表示銷軸7的外徑，Dh表示行星轉(zhuǎn)子鐵芯5上的銷軸孔的內(nèi)徑。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明:圖1是新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副的軸向結(jié)構(gòu)全剖面圖，圖2是新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副的徑向結(jié)構(gòu)全剖面圖?！?、從圖2可知新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)稱合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副的工作原理為:偏心輸入軸3帶動(dòng)行星轉(zhuǎn)子鐵芯5繞旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)，偏心公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子鐵芯5上的行星轉(zhuǎn)子永磁體2與定子永磁體I通過(guò)磁場(chǎng)耦合驅(qū)使行星轉(zhuǎn)子鐵芯5繞自身軸線反向自轉(zhuǎn)，再通過(guò)孔銷式輸出結(jié)構(gòu)將行星轉(zhuǎn)子鐵芯5的低速自轉(zhuǎn)輸出。從圖1、圖2可以看出新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征如下:二、新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)I禹合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副:由機(jī)殼6和其內(nèi)圓上分布的2Pl個(gè)定子永磁體I所組成的定子、由行星轉(zhuǎn)子鐵芯5和其外圓上分布的2p2個(gè)行星轉(zhuǎn)子永磁體2所組成的行星轉(zhuǎn)子、以及偏心輸入軸3、軸承二 12、軸承三13構(gòu)成一對(duì)磁性傳動(dòng)齒輪副，永久磁場(chǎng)通過(guò)定子與轉(zhuǎn)子之間的徑向偏心氣隙而相互耦合，形成磁性傳動(dòng)齒輪副的偏心徑向磁場(chǎng)；定子永磁體I的分布極數(shù)2Pl與行星轉(zhuǎn)子永磁體2的分布極數(shù)2p2之間極數(shù)差較小，極對(duì)數(shù)P1和P2為正整數(shù)對(duì)，并滿足以下關(guān)系約束:P1 > P2，且 1≤ P1-P2 < 4 ；三、新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副的定子與行星轉(zhuǎn)子呈偏心分布結(jié)構(gòu)，由套裝有軸承二 12、軸承三13的偏心輸入軸3將定子與少極差的行星轉(zhuǎn)子連接成偏心結(jié)構(gòu)；其中，行星轉(zhuǎn)子鐵芯5與機(jī)殼6的偏心距a、定子內(nèi)SD1、行星轉(zhuǎn)子外徑D2、以及極對(duì)數(shù)P1和P2滿足以下結(jié)構(gòu)關(guān)系式約束:
權(quán)利要求
1.新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副，其特征是: 一、新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)I禹合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副:由機(jī)殼(6)和其內(nèi)圓上分布的2Pl個(gè)定子永磁體(I)所組成的定子、由行星轉(zhuǎn)子鐵芯(5)和其外圓上分布的2 2個(gè)行星轉(zhuǎn)子永磁體⑵所組成的行星轉(zhuǎn)子、以及偏心輸入軸(3)、軸承二(12)、軸承三(13)構(gòu)成一對(duì)磁性傳動(dòng)齒輪副，永久磁場(chǎng)通過(guò)定子與轉(zhuǎn)子之間的徑向偏心氣隙而相互稱合，形成磁性傳動(dòng)齒輪副的偏心徑向磁場(chǎng)；定子永磁體(I)的分布極數(shù)2Pl與行星轉(zhuǎn)子永磁體(2)的分布極數(shù)2p2之間極數(shù)差較小，極對(duì)數(shù)P1和P2為正整數(shù)對(duì)，并滿足以下關(guān)系約束:P1 > P2,且 I 彡 p「p2 < 4 ； 二、新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副的定子與行星轉(zhuǎn)子呈偏心分布結(jié)構(gòu)，由套裝有軸承二(12)、軸承三(13)的偏心輸入軸(3)將定子與少極差的行星轉(zhuǎn)子連接成偏心結(jié)構(gòu)；其中，行星轉(zhuǎn)子鐵芯(5)與機(jī)殼￠)的偏心距a、定子內(nèi)SD1、行星轉(zhuǎn)子外徑D2、以及極對(duì)數(shù)P1和P2滿足以下結(jié)構(gòu)關(guān)系式約束:D1^-D2 = P1^-P2, a = 0.5 X (D1-D2)； 三、繞偏心輸入軸(3)中心軸線公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子鐵芯(5)通過(guò)其銷軸孔與銷軸(7)、轉(zhuǎn)動(dòng)盤(8)、輸出軸(10)連接，將偏心距為a的行星轉(zhuǎn)子鐵芯(5)的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到輸出軸(10)旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的孔銷式結(jié)構(gòu)尺寸必須滿足以下結(jié)構(gòu)關(guān)系約束:Dh = d0+2a ； 四、新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副由螺栓將前端蓋(4)、后端蓋(11)與機(jī)殼(6)緊固裝配為整體結(jié)構(gòu)，其輸出方式分為兩種:第一，為機(jī)殼(6)固定而輸出軸(10)旋轉(zhuǎn)輸出力矩T2和轉(zhuǎn)速n2，該狀態(tài)的傳動(dòng)關(guān)系滿足約束:| = 1 =^ 1I n2 Pi ~ Pi輸入和輸出的旋轉(zhuǎn)方向彼此相反；第二，為輸出軸(10)固定而機(jī)殼(6)旋轉(zhuǎn)輸出力矩T2和轉(zhuǎn)速n2,該狀態(tài)的傳動(dòng)關(guān)系滿足約束.~ψ = ~~= ，其輸入和輸出的旋轉(zhuǎn)方向相同。1I n2 Pl ~ Pl
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪畐0，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(dòng)輪，它由2ρ2個(gè)行星轉(zhuǎn)子永磁體(2)、行星轉(zhuǎn)子鐵芯(5)組成；行星轉(zhuǎn)子永磁體(2)用公知的永磁材料制成瓦片形的磁體形式，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(5)的外圓上，行星轉(zhuǎn)子鐵芯(5)由導(dǎo)磁的硅鋼板經(jīng)常規(guī)的沖壓加工成片形并疊壓、鉚焊成整體鐵芯，在行星轉(zhuǎn)子鐵芯(5)的磁軛部位加工有將其自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到輸出軸(10)旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的孔銷式結(jié)構(gòu)所需要的圓周均布銷孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪畐0，其特征是:驅(qū)使偏心且繞旋轉(zhuǎn)中心軸線公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子同時(shí)產(chǎn)生自轉(zhuǎn)的從動(dòng)機(jī)構(gòu)是定子，它由Zp1個(gè)定子永磁體(I)、機(jī)殼(6)組成；定子永磁體(I)用公知的永磁材料制成瓦片形的磁體形式，且按N極S極間隔排列分布的方式安裝緊固于機(jī)殼(6)的內(nèi)孔圓弧面上，機(jī)殼(6)由導(dǎo)磁的鋼板經(jīng)常規(guī)的機(jī)械切削加工制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪畐0，其特征是:輸出機(jī)構(gòu)采用孔銷軸式輸出行星轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)，由銷軸(7)、轉(zhuǎn)動(dòng)盤(8)、輸出軸(10)、軸承一(9)、軸承四(14)組成，插入行星轉(zhuǎn)子鐵芯(5)磁軛部位均布銷孔的銷軸(7)通過(guò) 軸承四(14)與轉(zhuǎn)動(dòng)盤(8)連接，為滾動(dòng)摩擦結(jié)構(gòu)；與轉(zhuǎn)動(dòng)盤(8)相連的輸出軸(10)通過(guò)軸承一(9)與后端蓋(11)定位并連接。
全文摘要
新型徑向磁場(chǎng)的少極差磁場(chǎng)耦合式磁性傳動(dòng)偏心齒輪副，可廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、電動(dòng)汽車、船艦驅(qū)動(dòng)等工業(yè)傳動(dòng)領(lǐng)域。其特征是由機(jī)殼6的內(nèi)孔分布有2p1個(gè)定子永磁體1的定子、行星轉(zhuǎn)子鐵芯5的外圓上分布有2p2個(gè)行星轉(zhuǎn)子永磁體2的行星轉(zhuǎn)子構(gòu)成一對(duì)磁性傳動(dòng)齒輪副，磁極數(shù)2p1與2p2間數(shù)差較小，兩磁齒輪副上的永磁體通過(guò)徑向偏心的氣隙磁場(chǎng)耦合，并由套裝有軸承二12、軸承三13的偏心輸入軸3將少極差的兩磁齒輪副連成偏心結(jié)構(gòu)，偏心輸入軸3帶動(dòng)行星轉(zhuǎn)子鐵芯5繞旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)，偏心公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子永磁體2與定子永磁體1通過(guò)徑向磁場(chǎng)耦合驅(qū)使行星轉(zhuǎn)子繞自身軸線反向自轉(zhuǎn)，再通過(guò)孔銷式輸出結(jié)構(gòu)將行星轉(zhuǎn)子的低速自轉(zhuǎn)輸出。
文檔編號(hào)H02K51/00GK103107676SQ20111035586
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者余虹錦 申請(qǐng)人:余虹錦