一种基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器制造技术

本发明专利技术涉及机械工程中的传动技术领域，具体是一种基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器。其由主动盘总成和从动盘总成组成，其中调速装置安装在主动盘总成上。通过拨动拨块，使与拨块固定连接的拨块销沿主动轴的直槽轴向位移，由于拨块销与大锥齿轮套筒斜槽的接触配合从而驱动大锥齿轮套筒轴向转动，通过若干个小锥齿轮与大锥齿轮套筒上大锥齿轮的啮合将大锥齿轮套筒的转动转变为与小锥齿轮连接的永磁体总成的转动，从而改变永磁体总成部分与导体环之间的平均正对面积及气隙间距，同时也逐渐改变永磁体N、S极交替的排布方式以改变气隙磁密实现调速过程。

A disk speed regulating magnetic coupler based on bevel gear drive

The invention relates to the field of transmission technology in mechanical engineering, in particular to a disc type speed regulating magnetic coupler based on bevel gear transmission. It is composed of a driving disc assembly and a driven disk assembly, wherein the speed regulating device is mounted on the driving disk assembly. The poking block, and the shifting block is fixedly connected with the driving shaft of the shifting block pin along the straight groove axial displacement, the shifting block pin and a large bevel gear sleeve chute contact with the big bevel gear and driven by axial sleeve, a plurality of bevel gear meshing with the big bevel gear sleeve big bevel gear will the rotation transformation of large bevel gear sleeve for rotating permanent magnet connected with the bevel gear assembly, thereby changing the permanent magnet assembly is the average area and gap spacing between the part and the conductor ring, but also gradually change the arrangement of permanent magnets N and S pole alternately with the change of air gap flux density to achieve speed control process.

【技术实现步骤摘要】
一种基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器
本专利技术涉及机械工程中的传动
，是一种通过非接触性连接实现力矩传递的传动装置，具体是一种基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器。它可应用于大振动的电机和负载之间，作为动力传递和调速的传动系统。
技术介绍
磁力耦合器利用永磁体产生的磁场传递力和运动，利用磁力耦合器对风机、泵类进行调速可以弥补特定场合下变频器的不足，一方面，磁力耦合器中主、从动盘物理上分开的结构特性可使其在各种恶劣环境中正常工作，在火力发电厂、煤矿等煤粉、炉灰、腐蚀性气体充斥的恶劣场合，磁力耦合器仍能带动风机、泵类变负载稳定运行，可靠性强，维护成本低，生产效率高；另一方面，使用磁力耦合器也可大幅度降低功率消耗，当风机、泵类的工作转速和流量控制在额定值的80％时，消耗的能量额定功率的64％，大大节约了能源和生产成本。除却节能、适合恶劣工作环境和可靠性高之外，磁力耦合器应用于风机、泵类变负载时普遍还具有以下优点：(1)主、从动盘分离，具有良好的隔震和过载保护性能，可实现软启动；(2)零部件结构简单，制造、装配和设备维护成本低；(3)没有高频率电流，不存在高次谐波和电磁干扰等问题；(4)调速机构是纯机械的非电子装置，可容忍一定的对中误差，可靠性高，系统寿命长。江苏大学在专利201210434367.5中公开了一种啮合面积可调式异步磁力变矩器及其调速方法，通过微型电机控制一对啮合的锥齿轮，并通过输出的锥齿轮驱动螺纹丝杠旋转将电机的旋转转变为内转子基体的轴向位移，从而调节永磁体与铜条之间的啮合面积而实现调速，而本专利技术通过大锥齿轮套筒将拨块的轴向位移转变为大锥齿轮套筒的周向旋转，并通过锥齿轮啮合最终实现N极(或S极)永磁体的旋转运动，改变了部分永磁体与导体环之间的平均正对面积及气隙间距，同时也改变了N、S极交替排布的方式，从而调节气隙磁密以实现调速作用。
技术实现思路
一种基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器，由主动盘总成和从动盘总成组成，其中调速装置安装在从动盘总成上。从动盘总成包括从动轴、从动盘和导体环，从动轴右端通过键与从动盘连接，在从动盘的右侧安装有导体环。主动盘总成包括主动轴、主动盘、永磁体总成、小齿轮轴、小锥齿轮、大锥齿轮套筒、拨块和拨块销，主动盘左侧固定安装有与永磁体总成上的磁体充磁方向相反的的永磁体且每两个永磁体之间有一轴向通孔用于安放永磁体总成，从而使主动盘总成上的永磁体呈N、S极交替排布，其中永磁体总成为一永磁体与同等面积的轭铁固定安装的结构，小齿轮轴通过主动盘侧面两径向圆形通孔安装在主动盘上，在小齿轮轴的上端固定连接有永磁体总成，下端固定连接有小锥齿轮，另有大锥齿轮套筒与小锥齿轮啮合，同时主动盘右侧通过键连接有主动轴，主动轴外侧又套有大锥齿轮套筒，将与拨块固定连接的拨块销插入大锥齿轮套筒的斜槽与主动轴的直槽中，并保持拨块销与大锥齿轮套筒的斜槽壁与主动轴的直槽壁的接触配合。工作原理：通过拨动拨块，使拨块连同拨块销沿从动轴的直槽产生轴向滑移，由于拨块销与大锥齿轮套筒的斜槽壁的接触配合，驱动大锥齿轮套筒产生周向转动，发生转动的大锥齿轮套筒通过与小锥齿轮的啮合作用驱动小齿轮轴连同永磁体总成同时转动，从而改变了永磁体总成部分与导体环之间的平均正对面积及气隙间距，同时也逐渐改变永磁体N、S极交替排布的方式，进而调节气隙磁密以实现调速作用。本专利技术中磁力耦合器中的调速方式不同于传统磁力耦合器调速方式，传统磁力耦合器调速时仅仅是通过调整永磁体与导体层之间的气隙间距或正对面积，而在本专利的调速过程中，不仅改变了部分永磁体(永磁体总成部分)与导体层之间的平均正对面积及气隙间距，同时也逐渐改变永磁体N、S极交替排布的方式，以破坏N、S极磁路的方式实现调速，通过这种方式可以大大减小调速过程中所做的功(特别是盘式磁力耦合器)，以实现简易调速的目的。本专利技术的优点(1)主动盘与从动盘之间为非接触性配合，通过主从动盘之间的气隙磁密传递转矩可以有效解决转动过程中的对中、软启动、过载保护及隔震等多方面问题。(2)在本专利技术中并没有完全使用传统的改变永磁体与导体环的气隙间距或正对面积的方式，而是在改变部分永磁体(永磁体总成部分)与导体环之间的平均正对面积及气隙间距的同时，逐渐改变永磁体N、S极交替的排布方式，通过这种方式，可以在调速的同时不改变主从动盘的整体相对位置，有效利用了空间。附图说明以下结合附图及实施例对专利技术作进一步说明图1为实施例的基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器工作原理及结构剖切示意图。图2为实施例的基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器三维结构的1/4剖面图。图3为实施例的主动盘总成三维爆炸图图4为实施例的主动盘的三维结构示意图图5为实施例的永磁体总成的三维结构示意图图6为实施例的大锥齿轮套筒的三维结构示意图图7为实施例的主动轴的三维结构示意图图8为实施例的基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器的调速原理示意图具体实施方式如图1所示，它是由主动盘总成I与从动盘总成II组成，其中，调速机构安装在主动盘总成I中。如图1和图2所示，从动盘总成包括从动轴2、从动盘1、键3和导体环4，在所述从动轴2右端通过键3连接从动盘1，并在从动盘1右侧端面上安装有导体环4；如图1、图2和图4所示，主动盘总成包括主动轴10、主动盘5、永磁体总成6、小齿轮轴7、小锥齿轮11、大锥齿轮套筒9、键8、拨块13和拨块销12，所述主动盘5左侧外圈固定安装有同一充磁方向的永磁体(N极或S极)且每两个永磁体之间有一轴向通孔，通孔的径向两侧又加工有两圆孔，如图5所示，同时主动盘5内圈上加工有与圆孔位置对应且大小配合于小锥齿轮大小11的通孔；所述小齿轮轴7穿过主动盘5外圈上的两圆孔且上端安装有永磁体总成6，下端安装有小锥齿轮11，所述小锥齿轮11位于主动盘5的内圈中并与小齿轮轴7、永磁体总成6保持固定；所述永磁体总成6由永磁体与轭铁安装组成且一侧加工有通孔，并在两侧倒有圆角以保持旋转时与主动盘5的间隙配合，且永磁体充磁方向为S极(或N极)，如图5所示；所述主动盘5右侧通过键8安装有主动轴10；所述主动轴10上套有大锥齿轮套筒9且大锥齿轮套筒与小锥齿轮11保持啮合；所述大锥齿轮套筒9左端为大锥齿轮，右端为一长套筒，且在套筒上对称加工有两斜槽，如图6所示；所述主动轴10上对称加工有两直槽，且右端加工有更大的半径以保持大锥齿轮套筒9的轴向固定，如图7所示；在所述拨块13的两通孔上安装有两拨块销12，且拨块13套在大锥齿轮套筒9上并且可以左右滑动；所述拨块销12安装在主动轴10的直槽与大锥齿轮套筒9的斜槽上且同时与直槽、斜槽保持接触配合并可以实现轴向滑动。工作原理：当拨块13位于大锥齿轮套筒9的最右端且保持轴向固定时，主动盘总成I由动力源带动并旋转，与主动盘5上N、S极交替安装的永磁体产生相对运动，通过电磁感应原理，导体环4中产生感应涡流，感应涡流产生的感应磁场与主动盘5及永磁体总成6上的永磁体上产生的原磁场耦合并产生电磁转矩，带动从动盘总成II整体转动。调速原理：磁力耦合器主从动轴之间的电磁转矩大小与其气隙磁密的大小相关，在本实施例中，通过拨动拨块13，使其产生轴向位移，而拨块13与拨块销12固定连接，拨块销12又与主动轴10的直槽及大锥齿轮套筒9的斜槽同时接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器，由主动盘总成和从动盘总成组成，其中调速装置安装在主动盘总成上，从动盘总成包括从动轴、从动盘和导体环，从动轴右端与从动盘通过键连接，导体环安装在从动盘右侧端面，其特征在于：主动盘总成包括主动轴、主动盘、小齿轮轴、永磁体总成、小锥齿轮、大锥齿轮套筒、拨块和拨块销，主动盘左侧固定安装有与永磁体总成上的磁体充磁方向相反的永磁体且每两个永磁体之间有一轴向通孔用于安放永磁体总成，从而使主动盘总成上的永磁体呈N、S极交替排布，其中永磁体总成为一永磁体与同等面积的轭铁固定安装的结构，小齿轮轴通过主动盘侧面两径向圆形通孔安装在主动盘上，在小齿轮轴的上端固定连接有永磁体总成且永磁体总成可在主动盘的轴向通孔中以小齿轮轴为中心旋转，在小齿轮轴下端固定连接有小锥齿轮，另有大锥齿轮套筒与小锥齿轮啮合，同时主动盘右端与主动轴通过键连接，而主动轴外侧套有大锥齿轮套筒，将与拨块固定连接的拨块销插入大锥齿轮套筒的斜槽及主动轴的直槽中，并保持拨块销与大锥齿轮套筒的斜槽壁与主动轴的直槽壁的接触配合。

【技术特征摘要】
1.一种基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器，由主动盘总成和从动盘总成组成，其中调速装置安装在主动盘总成上，从动盘总成包括从动轴、从动盘和导体环，从动轴右端与从动盘通过键连接，导体环安装在从动盘右侧端面，其特征在于：主动盘总成包括主动轴、主动盘、小齿轮轴、永磁体总成、小锥齿轮、大锥齿轮套筒、拨块和拨块销，主动盘左侧固定安装有与永磁体总成上的磁体充磁方向相反的永磁体且每两个永磁体之间有一轴向通孔用于安放永磁体总成，从而使主动盘总成上的永磁体呈N、S极交替排布，其中永磁体总成为一永磁体与同等面积的轭铁固定安装的结构，小齿轮轴通过主动盘侧面两径向圆形通孔安装在主动盘上，在小齿轮轴的上端固定连接有永磁体总成且永磁体总成可在主动盘的轴向通孔中以小齿轮轴为中心旋转，在小齿轮轴下端固定连接有小锥齿轮，另有大锥齿轮套筒与小锥齿轮啮合，同时主动盘右端与主动轴通过键连接，而主动轴外侧套有大锥齿轮套筒，将与拨块固定连接的拨块销插入大锥齿轮套筒的斜槽及主动轴的直槽中，并保持拨块销与大锥齿轮套筒的斜槽壁与主动轴的直槽壁的接触配合。2.如权利要求1所述的一种基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器，其特征在于：在主动盘左侧外圈上固定安装有与...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超君，柳康，吴盈志，张威风，刘明，袁爱仁，吴立，周志明，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32