一种永磁柔性传动齿轮制造技术

一种永磁柔性传动齿轮，由齿轮、磁耦合副和齿轮毂(轴)等组成，磁耦合副由两组不同直径的永磁体组合构成；第一永磁体组设置在齿轮内圆周面上，第二永磁体组设置在齿轮毂(轴)的外圆周面上。第一永磁体组与第二永磁体组的永磁体圆周布置按照N、S交错排列布置/海尔贝克阵列布置。本永磁柔性传动齿轮不同于单一的传统齿轮，是具有柔性和过载保护功能的齿轮，利用分设于磁耦合副中两组永磁体的磁力传递转矩，两组永磁体组成的磁耦合副在传动过程中会产生一个柔性角，柔性角根据传动齿轮传递力矩的大小而变动，用以缓冲卸载齿轮系在启动或加速时因负载的转动惯量而产生冲击力，有效避免齿轮冲击过载折断、噪声大、齿面点蚀等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁柔性传动齿轮
本专利涉及齿轮传动
，具体地，涉及一种永磁柔性传动齿轮。
技术介绍
机械齿轮是减速、增速的动力传递装置中的重要零件之一，其应用几乎遍及于工农业等各行业中，机械齿轮传动装置的引入解决了动力传动系统中转矩与转速匹配的问题，但齿轮传动也给传动系统带来诸如振动、噪音、可靠性及需经常维护等问题。另外，在大中型增、减速机中，齿轮的冲击还会造成齿轮齿面的点蚀、断齿等严重问题。在有些特殊工况如频繁正反转、突然增速或减速的不匀速的传动过程中，齿轮齿面的硬性冲击会导致齿轮寿命大幅缩短。
技术实现思路
本专利所要解决的技术问题是克服现有技术中齿轮传动存在的易断齿、噪音大、寿命短等问题。为此，本专利提供一种永磁柔性传动齿轮，该永磁柔性传动齿轮包括齿轮、磁耦合副和齿轮毂，其中，磁耦合副由第一永磁体组与第二永磁体组组成，第一永磁体组固定设置在齿轮的内圆周面上，第二永磁体组固定设置齿轮毂的外圆周面上，齿轮与齿轮毂之间固定；齿轮和齿轮毂具有同一轴中心线，带有第一永磁体组的齿轮与带有第二永磁体组的齿轮毂可绕轴中心线相对转动。优选地，该永磁柔性传动齿轮还包括轴承，齿轮与齿轮毂通过轴承做轴向和径向固定；齿轮、轴承及齿轮毂具有同一轴中心线。优选地，齿轮的外圆周面上加工有齿。作为可选地实施方案，第一永磁体组也可固定设置在齿轮的外圆周面上；齿轮的内圆周面上加工有齿。优选地，齿轮毂的内圆周面与传动系的轴系连接。作为可选地实施方案，第二永磁体组也可固定设置在齿轮毂的内圆周面上；轮毂的外圆周面与传动系的轴系连接。优选地，磁耦合副由两组永磁体组圆周均布交错布置形成，两组永磁体组径向方向留有气隙，依靠永磁体组之间的磁力特性传递转矩。作为可选地实施方案，齿轮毂与齿轮可以同步转动，也可以异步转动。作为可选地实施方案，同步或异步取决于磁耦合副，磁耦合副组成可以是两组永磁体，也可以替换为一组永磁体和一组涡流盘组合。作为可选地实施方案，第一永磁体组和/或第二永磁体组的布置方式可以是海尔贝克阵列布置，或普通N/S交错布置通过上述技术方案，本专利具有如下的技术效果：1、本专利中的永磁柔性传动齿轮是柔性的可缓冲齿轮，将原有一个整体齿轮拆分成齿轮及齿轮毂(轴)，在齿轮与齿轮毂(轴)之间增加一对磁耦合副，利用磁耦合副之间的磁力将齿轮毂(轴)与齿轮形成柔性齿轮，动力通过“齿轮毂(轴)--磁耦合副--齿轮”传递至下一级齿轮。2、本专利中的磁耦合副可以由两组永磁体组成，也可由一组永磁体和一组涡流盘组合形成，磁耦合副的两组永磁体之间或一组永磁体和一组涡流盘之间通过磁力传递动力，该永磁柔性传动齿轮的创造性特点是磁耦合副的柔性角，柔性角根据传动齿轮传递力矩的大小而变动，用以缓冲卸载齿轮系在启动或加速时因负载的转动惯量而产生冲击力，有效避免齿轮冲击过载折断、噪声大、齿面点蚀等问题。3、本专利中齿轮的内圆周面上布置有永磁体，外圆周面有齿，内圆周上的永磁体与齿轮毂(轴)外圆周表面上设置的永磁体组成磁耦合副，外圆周面上齿与传动系的下级传动齿轮相互啮合传递转矩动力。4、本专利中的永磁柔性传动齿轮在传动系中传递转矩大于磁耦合副的最大磁力矩时可打滑，即在过载时有打滑保护作用，从而保护齿轮，延长齿轮箱的使用寿命。5、本专利中齿轮径向方向与齿轮毂(轴)的径向方向用轴承或滑动轴承支撑，用于保持磁耦合副的第一组永磁体与第二组永磁的间隙径向均布。6、本专利中轴承支撑固定齿轮与齿轮毂(轴)轴向自由度。保证圆周自由度，磁耦合副柔性角使齿轮毂(轴)与齿轮轴心的相对转动。本专利的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利，但并不构成对本专利的限制。在附图中：图1是本专利的永磁柔性传动齿轮的结构示意图。图2是本专利的永磁柔性传动齿轮的剖视图。图3是本专利的永磁柔性传动齿轮的柔性角示意图。图4是本专利的另一优选实施例的结构示意图。图5是本专利的另一优选实施例的剖视图。附图标记说明1.齿轮；2.磁耦合副；3.轴承；4.齿轮毂(轴)；5.第一永磁体组；6第二永磁体组；a.柔性角；δ.磁耦合副气隙。具体实施方式以下结合附图对本专利的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利，并不用于限制本专利。实施例一如图1、2所示，本专利的永磁柔性传动齿轮由齿轮1、磁耦合副2、轴承3、齿轮毂(轴)4组成。其中，磁耦合副2由第一永磁体组5与第二永磁体组6组成，第一永磁体组5均布设置在齿轮1的内圆周面上，第二永磁体组6均布设置在齿轮毂(轴)4的外圆周周面上，第一永磁体组5与第二永磁体组6之间有间隙，磁耦合副2的两组永磁体组具有自有磁力特性，隔空相互耦合传递力矩与动力。其中，齿轮1两端面与齿轮毂(轴)4之间通过轴承3支撑，轴承3可以是滚动轴承也可是滑动轴承，轴承3的作用使固定在齿轮毂(轴)1上的第一永磁体组5与固定齿轮毂(轴)4上的第二永磁体组6之间的耦合气隙δ均匀；同时保证齿轮1外圆轴心与齿轮毂(轴)4的轴心同心。轴承3还限制齿轮1轴向与齿轮毂(轴)4轴向移动错位。此外轴承3还保证磁耦合副2柔性角a绕齿轮1与齿轮毂(轴)4绕轴心的转动。具体参考图2所示，磁耦合副2由第一永磁体组5与第二永磁体组6组成，第一永磁体组5固定设置在齿轮1的内圆周面上，第一永磁体组5由若干永磁体圆周均布交错布置形成。第二永磁体组6固定设置在齿轮毂(轴)4的外圆周面上，第二永磁体组6由若干永磁体圆周均布交错布置形成。第一永磁体组5与第二永磁体组6之间留有气隙δ，此气隙为磁力转矩气隙，依靠永磁体产生的磁力传递转矩。图3示出了本专利的磁耦合副柔性角a示意图。磁耦合副柔性角α说明：第一永磁体组5的永磁体第二永磁体组6的永磁体一一对应，每个磁块对应的角度为“360°/磁块数量”，在不受转矩力矩时内外永磁体N极、S极一一对应，当受到转矩力矩时，内外永磁体会形成一个错位转角，错位转角的大小根据转矩力的大小而定，转矩力越大，错位角越大，当转矩力大于磁极之间的最大磁力矩时，就会产生打滑，在内外磁极不受力时与受最大磁拉力之间的可以转动的角度为柔性角α。柔性角α根据传动齿轮传递力矩的大小而变动，当齿轮传递的力矩突然加大或启动时，柔性角α可以缓冲的齿轮一瞬间的冲击力，起到保护齿轮整个齿轮系的作用，有效避免齿轮冲击过载折断、点蚀等问题。本专利技术的齿轮系的传动过程说明：齿轮系传动的力矩从齿轮毂(轴)4—磁耦合副2—齿轮1，齿轮1通过外圆的齿传递到齿轮系传动的下一级齿轮，从而实现力矩的传递。齿轮毂(轴)4可以通过孔键组合将柔性齿轮安装固定在传动系中的轴上，亦可是齿轮毂(轴)4加工成齿轮轴。传统齿轮一般都是通过键或过盈配合安装在传动轴上，是一个整体的刚性齿轮，在齿轮箱启动或突然加载时有很大的冲击力，对齿轮的冲击较大，容易造成齿面折断。与传统的传动齿轮结构相比，本专利在齿轮毂(轴)与齿轮之间增加磁耦合副，利用永磁体的磁力传递转矩，属于柔性齿轮，可以有效的卸载冲击力，避免断齿，提高齿轮动力箱的使用寿命。本专利的永磁柔性齿轮不同于单一的传统齿轮及磁齿轮，而是介于两者之间，既弥补了传统齿轮冲击时的断齿、噪音、寿命等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁柔性传动齿轮，其特征在于：该永磁柔性传动齿轮包括齿轮、磁耦合副和齿轮毂，其中，磁耦合副由第一永磁体组与第二永磁体组组成，第一永磁体组固定设置在齿轮的内圆周面上，第二永磁体组固定设置齿轮毂的外圆周面上，齿轮与齿轮毂之间固定；齿轮和齿轮毂具有同一轴中心线，带有第一永磁体组的齿轮与带有第二永磁体组的齿轮毂可绕轴中心线相对转动。

【技术特征摘要】
1.一种永磁柔性传动齿轮，其特征在于：该永磁柔性传动齿轮包括齿轮、磁耦合副和齿轮毂，其中，磁耦合副由第一永磁体组与第二永磁体组组成，第一永磁体组固定设置在齿轮的内圆周面上，第二永磁体组固定设置齿轮毂的外圆周面上，齿轮与齿轮毂之间固定；齿轮和齿轮毂具有同一轴中心线，带有第一永磁体组的齿轮与带有第二永磁体组的齿轮毂可绕轴中心线相对转动。2.如权利要求1所述的一种永磁柔性传动齿轮，其特征在于：该永磁柔性传动齿轮还包括轴承，齿轮与齿轮毂通过轴承固定；齿轮、轴承及齿轮毂具有同一轴中心线。3.如权利要求2所述的一种永磁柔性传动齿轮，其特征在于：齿轮的外圆周面上加工有齿。4.如权利要求2所述的一种永磁柔性传动齿轮，其特征在于：第一永磁体组也可固定设置在齿轮的外圆周面上；齿轮的内圆周面上加工有齿。5.如权利要求2所述的一种永磁柔性传动齿轮，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨可银，徐俊峰，
申请(专利权)人：江苏磁谷科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32