一种应用侧边正弦调磁装置的气隙可调式磁力齿轮制造方法及图纸

本发明专利技术涉及机械工程中的传动技术领域，具体是一种应用侧边正弦调磁装置的气隙可调式磁力齿轮。其包括低速转子总成、高速转子总成和可移动调磁总成；其特征在于：(1)伺服电机通过丝杠与支撑架连接，伺服电机运动带动丝杠运动，进而实现支撑架的轴向移动；(2)外转子永磁体与内转子永磁体均都倾斜设置，调磁装置由侧边正旋型调磁极片叠加而成，并卡设在支撑架上的卡槽中；(3)支撑架的轴向移动带动调磁装置轴向移动，实现了改变内、外气隙大小的目的，且调磁装置上下表面分别与外转子永磁体表面和内转子永磁体表面平行，从而内、外气隙变化均匀；本发明专利技术通过改变内、外气隙大小，最终达到提高传动效率以及转矩密度的目的。

An air gap adjustable magnetic gear applied to the side sinusoidal magnetic transfer device

The invention relates to the field of transmission technology in mechanical engineering, in particular to an air gap adjustable magnetic gear applied to a side sinusoidal magnetic flux regulating device. The rotor assembly comprises a low-speed, high-speed rotor assembly and a movable adjustable magnetic assembly; which is characterized in that: (1) the servo motor through the screw connected with the support frame, servo motor drive screw motion, and then realize the axial movement of the support frame; (2) the outer rotor permanent magnet and rotor permanent magnet are tilted magnetic field regulating device by side rotation type adjustable pole pieces are superposed, and clamped on the support slot; (3) support axial movable rack drive magnetic field regulating device of axial movement, realizes the change of inner and outer air gap size, and adjustable magnetic device under the surface. And the outer rotor permanent magnet rotor surface and the inner surface of the permanent magnet parallel changes of air gaps, which is uniform; the present inside and outside the air gap size, to improve the transmission efficiency and torque density.

【技术实现步骤摘要】
一种应用侧边正弦调磁装置的气隙可调式磁力齿轮
本专利技术涉及机械工程中的传动
，是一种非接触式传动的磁力齿轮，具体是一种应用侧边正弦调磁装置的气隙可调式磁力齿轮。它可应用于大振动、无泄漏、大转矩和高低速传动的非接触变速系统。
技术介绍
在工农业生产、国防、航空、航天等领域，需要传动机构实现动力的传递，同时实现变速。根据应用场合的不同，人们开发出各种变换装置或设备来满足上述要求，例如链条、钢丝绳、传动带、丝杆、曲柄连杆、滑块机构、凸轮顶杆机构等。在这些变换装置中，各传动机构相互接触，带来了摩擦、震动、噪音等问题，降低了系统的传递效率和传动机构的稳定性。磁力齿轮是一种非接触式的传动装置，具有可靠性好、传动平稳、寿命长、无摩擦损耗、无需润滑和无油污等特点，逐渐被应用于变速驱动的领域。现有的同心式磁力齿轮内外气隙大小根据有限元分析和理论计算确定一个固定值，但在现实条件影响下，磁力齿轮很难达到期望的传动效率，这就需要气隙能够根据现实条件的变化改变大小，使磁力齿轮的传动效率达到期望值，另外，调磁装置在变化的磁场中受到电磁力的作用，从而调磁装置需要足够大的结构强度，现有的调磁装置均都采用连接桥提高调磁装置的结构强度，但连接桥同时使涡流损耗增大，降低了磁力齿轮的传递效率。江苏大学在专利技术专利201010161362.0提到了一种应用鼠笼式调磁装置的同心磁力齿轮，且鼠笼式调磁装置由软磁材料制成，提高了调磁装置的结构强度，但同时也增加了调磁装置切割磁感线产生的涡流损耗，从而降低了磁力齿轮的传动效率，另外，该同心式磁力齿轮调磁装置轴向位置固定，无法调节同心磁力齿轮的内外气隙。在专利技术专利200810036390.2中提到一种把导磁材料和非导磁材料沿圆周方向紧密排列的调磁装置，其非导磁材料为环氧树脂，但以环氧树脂为衬底的调磁装置却存在整体冲击强度低，耐热性不好，不宜在户外使用等缺点。在专利技术专利201210432030.0中提到一种工字型复合式调磁装置，其调磁极片制造成工字型结构，增加与非导磁材料的接触面积，但工字型结构调磁装置在结构过渡处采用大角度过渡，在调磁装置受到电磁力的作用下容易造成应力集中，从而造成调磁装置结构的变形或破坏。
技术实现思路
一种应用侧边正弦调磁装置的气隙可调式磁力齿轮包括低速转子总成、高速转子总成、可移动调磁总成；低速转子总成包括低速转轴、外转子基体和外转子永磁体，其中低速转轴右侧通过普通平键与外转子基体连接，外转子基体右侧内表面相对于外转子基体右侧外表面倾斜设置，倾斜角度为β，β取值范围为5°—15°，同时在外转子基体右侧内表面粘装有扇形外转子永磁体，外转子永磁体按N极、S极相互交替紧密排列，磁极对数为P1。高速转子总成包括内转子永磁体、内转子基体和高速转轴，其中内转子基体外表面相对于高速转轴倾斜设置，倾斜角度与外转子基体右侧内表面倾斜角度大小相同且为β，同时在内转子基体外表面粘装有扇形内转子永磁体，且内转子永磁体按N极、S极相互交替紧密排列，磁极对数为P2，同时内转子基体右侧通过普通平键与高速转轴连接，高速转轴右侧与高速轴轴承连接。可移动调磁总成包括支撑架、丝杠、高速轴轴承壳体、伺服电机、直线导轨、卡套、限位块和卡槽，在高速轴轴承壳体上方和下方均都设置有伺服电机，且上方与下方的伺服电机关于高速转轴对称，伺服电机通过丝杠与支撑架连接，支撑架由低磁导率材料制成，支撑架左侧连接有卡套，且卡套与支撑架之间属于过盈连接，卡套同样由低磁导率材料(如尼龙、环氧树脂和奥氏体不锈钢等)制成，同时支撑架右侧与直线导轨连接，直线导轨设置在高速轴轴承壳体上，直线导轨左侧通过螺钉连接有限位块。支撑架上设置有均匀分布的卡槽，卡槽中卡设有调磁装置，调磁装置数量为ns，ns等于外转子永磁体磁极对数P1与内转子永磁体磁极对数P2之和，调磁装置外侧与支撑架外侧形成的锥面与外转子永磁体内侧形成的锥面平行，同时调磁装置内侧与支撑架内侧形成的锥面与内转子永磁体外侧形成的锥面平行，调磁装置由调磁极片沿轴向叠加而成，调磁极片由高磁导率材料(如硅钢片、铁氧体等)制成，且调磁极片侧边形状为1/2周期的正弦曲线。需要说明的是，支撑架上设置的卡槽可以贯穿支撑架，并在支撑架上形成卡槽口，每个卡槽口通过螺栓连接有紧固块，紧固块左侧与调磁装置紧密接触，夹紧调磁装置，从而可将调磁装置密封，在耐高温磁力传动中既具有调磁功能又具有隔离套的作用。工作原理：高速转轴带动内转子基体转动，内转子基体外表面设置的内转子永磁体产生的磁力线沿径向经过内气隙进入调磁装置中，经过调磁装置调制后，沿径向经过外气隙到达外转子永磁体，最后再次经过调磁装置回到内转子永磁体，从而形成闭合的磁回路，进而带动外转子基体转动；调磁装置内、外侧表面分别与内转子永磁体外侧表面和外转子永磁体内侧表面平行，而外转子永磁体和内转子永磁体均倾斜设置，从而调磁装置左右两侧不同高，进而调磁装置左右移动能够改变磁力齿轮的内外气隙；工作时，伺服电机启动，带动丝杠运动，丝杠的运动进而带动支撑架与调磁装置左右移动，从而改变调磁齿轮内外气隙的大小。现有磁力齿轮中调磁装置由带有连接桥的调磁极片叠加而成，连接桥主要是用来提高调磁装置的结构强度，而磁力齿轮工作时，调磁装置切割磁感线会产生涡流损耗，连接桥的存在使得涡流损耗增大，本专利技术中的调磁装置由侧边正旋的调磁极片沿轴向叠加而成，侧边正旋的调磁极片与支撑架接触面积增大，从而提高了调磁装置的结构强度，避免使用连接桥，从而进一步减小磁力齿轮的涡流损耗，同时，调磁极片的侧边正旋结构提高了调磁极片的结构可变性；本专利技术中的调磁装置两端不同高，调磁装置内、外侧表面分别与内转子永磁体外侧表面和外转子永磁体内侧表面平行，而外转子永磁体和内转子永磁体均倾斜设置，进而调磁装置左右移动能够改变磁力齿轮的内外气隙大小，而内外气隙大小的改变能够改变磁场能量的损耗，从而进一步影响磁力齿轮的传动性能，而现有的磁力齿轮主要是依靠有限元分析与计算确定内外气隙的大小，没有充分考虑现实生产条件以及环境对磁力齿轮的传动效率的影响，本专利技术中调磁装置的左右移动改变内外气隙大小，提高了磁力齿轮面向不同使用环境及条件的能力。本专利技术的优点本专利技术中调磁装置由调磁极片轴向叠加而成，能够减小调磁装置的涡流损耗，同时，调磁极片侧边设置成正弦型，从而调磁极片能够通过自身结构提高调磁装置结构强度，避免使用连接桥增加强度，能够进一步减小调磁装置的涡流损耗，提高磁力齿轮的传动效率；直线导轨提高了支撑架的移动精度，并提高了支撑架的稳定性，同时，调磁装置的左右移动改变调磁装置与外转子永磁体形成外气隙以及调磁装置与内转子永磁体形成的内气隙的大小，而内、外气隙的改变能够改变磁力齿轮的传动效率，从而通过调磁装置的左右移动确定传动效率最高的位置；限位块能够限制支撑架移动距离，从而保证调磁装置不与内转子永磁体和外转子永磁体接触，而且可以通过松开限位块上的螺钉，沿直线导轨移动限位块至理想位置。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为应用侧边正弦调磁装置的气隙可调式磁力齿轮的总成示意图。图2为应用侧边正弦调磁装置的气隙可调式磁力齿轮实施例1的结构示意图。图3为应用侧边正弦调磁装置的气隙可调式磁力齿轮实施例1的A-A剖视图。图4为内外转子基体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用侧边正弦调磁装置的气隙可调式磁力齿轮，包括低速转子总成、高速转子总成、可移动调磁总成；低速转子总成包括低速转轴、外转子基体和外转子永磁体，其中低速转轴右侧通过普通平键与外转子基体连接，同时在外转子基体右侧内表面粘装有扇形外转子永磁体，外转子永磁体按N极、S极相互交替紧密排列，磁极对数为P1；高速转子总成包括内转子永磁体、内转子基体和高速转轴，同时在内转子基体外表面粘装有扇形内转子永磁体，且内转子永磁体按N极、S极相互交替紧密排列，磁极对数为P2，同时内转子基体右侧通过普通平键与高速转轴连接，高速转轴右侧与高速轴轴承连接；可移动调磁总成包括支撑架、丝杠、高速轴轴承壳体、伺服电机、直线导轨、卡套、限位块和卡槽，其特征在于：在高速轴轴承壳体上方和下方均都设置有一个伺服电机，且上方与下方的伺服电机关于高速转轴对称，伺服电机通过丝杠与支撑架连接，支撑架左侧连接有卡套，且卡套与支撑架之间属于过盈连接，同时支撑架右侧与直线导轨连接，直线导轨设置在高速轴轴承壳体上，直线导轨左侧通过螺钉连接有限位块；支撑架上设置有均匀分布的卡槽，卡槽中卡设有调磁装置，调磁装置数量为ns，ns等于外转子永磁体磁极对数P1与内转子永磁体磁极对数P2之和。...

【技术特征摘要】
1.一种应用侧边正弦调磁装置的气隙可调式磁力齿轮，包括低速转子总成、高速转子总成、可移动调磁总成；低速转子总成包括低速转轴、外转子基体和外转子永磁体，其中低速转轴右侧通过普通平键与外转子基体连接，同时在外转子基体右侧内表面粘装有扇形外转子永磁体，外转子永磁体按N极、S极相互交替紧密排列，磁极对数为P1；高速转子总成包括内转子永磁体、内转子基体和高速转轴，同时在内转子基体外表面粘装有扇形内转子永磁体，且内转子永磁体按N极、S极相互交替紧密排列，磁极对数为P2，同时内转子基体右侧通过普通平键与高速转轴连接，高速转轴右侧与高速轴轴承连接；可移动调磁总成包括支撑架、丝杠、高速轴轴承壳体、伺服电机、直线导轨、卡套、限位块和卡槽，其特征在于：在高速轴轴承壳体上方和下方均都设置有一个伺服电机，且上方与下方的伺服电机关于高速转轴对称，伺服电机通过丝杠与支撑架连接，支撑架左侧连接有卡套，且卡套与支撑架之间属于过盈连接，同时支撑架右侧与直线导轨连接，直线导轨设置在高速轴轴承壳体上，直线导轨左侧通过螺钉连接有限位块；支撑架上设置有均匀分布的卡槽，卡槽中卡设有调磁装置，调磁装置数量为ns，ns等于外转子永磁体磁极对数P1与内转子永磁体磁极对数P2之和。2.如权利要求1所述的一种应用侧边正弦调磁装置的气隙可调式磁力齿轮，其特征在于：外转子基体右侧内表面相对于外转子基体右侧外表面倾斜设置，倾斜角度为β，β取值范围为5°-15°，内转子基体外表面相对于高速转轴倾斜设置，倾斜角度与外转子基体右侧内表面倾斜角度大小相同且为β。3.如权利要求1所述的一种应用侧边正弦调磁装置的气隙可调式磁力齿轮，其特征在于：支撑架由低磁导率材料制成，卡套同样由低磁导率材料制成，所述的低磁导率材料为尼龙、环氧树脂或奥氏体不锈钢。4.如权利要求1所述的一种应用侧边正弦调磁装置的气隙可调式磁力齿轮，其特征在于：调磁...

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