一种形状记忆合金驱动的圆筒圆盘磁流变传动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种形状记忆合金驱动的圆筒圆盘磁流变传动装置，包括主动轴、从动壳体和从动轴；所述从动壳体包括依次相连的左端盖、外壳、透盖以及右端盖；在传动段与外壳之间的间隙或传动段与左端盖和透盖之间的间隙内填充有磁流变液；在主动轴的传动段的两侧设有两滑槽，在所述滑槽内设有半圆筒；在半圆筒内侧设有形状记忆合金弹簧，在滑槽的底面的靠近两侧边缘处沿传动段的轴向设有导向凸沿，在半圆筒的两侧对应导向凸沿的位置设有导向卡槽。本发明专利技术能够传递的转矩最大值更大，并且能够根据实时温度自动调节传递的转矩，使能耗更低，并保证传动过程的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种形状记忆合金驱动的圆筒圆盘磁流变传动装置
本专利技术涉及传动装置
，尤其涉及一种形状记忆合金驱动的圆筒圆盘磁流变传动装置。
技术介绍
磁流变液是一种磁智能材料，其主要由磁性颗粒和基液(通常为硅油)构成，受外加磁场的控制，在无外加磁场时，表现出牛顿流体的性质；加入磁场后，磁流变液表现出Bingham塑性流体的性质；整个变化过程迅速，可逆，操作简便。形状记忆合金(SMA)是新型智能材料，具有一定初始形状的形状记忆合金在一定条件下进行一定程度的变形之后，通过适当地改变温度又会发生逆变形，使材料恢复成初始形状，在形状恢复的过程中，形状记忆合金若受到约束就会产生很大的回复力，可利用其回复力可对外做功。由于形状记忆合金和磁流变液这类智能材料所具有独特的特性与优异的性能，使其在机械领域中具有广泛的应有前景。如专利CN105288876A公开的“一种永磁变长度磁流变液与摩擦复合软着陆装置”，利用永磁体产生磁场激励磁流变液产生磁流变效应，从而控制软着陆装置的制动力矩，同时还利用了弹簧与摩擦盘之间的摩擦力矩进行辅助减速着陆。如CN103591234A公开的“基于磁流变液和形状记忆合金的楔形挤压软启动装置”，该装置利用了磁流变液的挤压强化效应，提高了软启动装置的传递功率；同时通过记忆合金协助传递转矩，使软启动装置的传递性能更加可靠。又如CN107763109A公开的“一种温控变面磁流变传动装置”，通过形状记忆合金弹簧推动主动盘使磁流变液工作面由一个变为两个，能够传递更大的转矩，并且能够根据实时温度自动调节传递的转矩，并保证了传动过程的稳定性。研究人员针对磁流变液在传动方面开展了广泛的应用，但磁流变液在传动方面也存在如下缺陷：磁流变液在通常条件下屈服应力较小，不能满足传递大功率动力的需要，通过提高磁流变液中磁性颗粒的体积分数可以显著提升磁流变液的剪切屈服应力，但磁流变液中磁性颗粒的体积分数过高会导致传动装置空载转矩较大，并且在磁场作用下转矩可控范围将会变小，因此如何提高磁流变液转矩传递性能以及降低空载转矩是目前磁流变传动亟待解决的问题；同时，磁流变液随环境温度的升高性能会下降，不能满足在不同温度环境下的工作需求，而形状记忆合金的形状记忆效应可以用于弥补磁流变液在传动方面存在的缺陷，虽然研究人员对形状记忆合金和磁流变液在传动工程领域的单独应用作了大量研究，但是对于形状记忆合金和磁流变液在传动装置中的联合应用，特别在利用形状记忆合金的形状记忆效应改变磁流变液工作间隙增强传动装置性能的专利技术研究还很少。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于解决现有磁流变传动装置传递的转矩最大值较小，可控传动比较小，传递效率低，不能根据实时温度进行自动调节，并且热稳定性差的问题，提供一种形状记忆合金驱动的圆筒圆盘磁流变传动装置，能够传递的转矩最大值更大，通过形状记忆合金改变磁流变液工作间隙实现较大的可控传动比，并且能够根据实时温度自动调节传递的转矩，使能耗更低，并保证传动过程的稳定性。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是这样的：一种形状记忆合金驱动的圆筒圆盘磁流变传动装置，包括主动轴、从动壳体和从动轴；所述从动壳体包括依次相连的左端盖、外壳、透盖以及右端盖，所述从动轴与左端盖固定连接，主动轴的左端穿过右端盖和透盖后伸入从动壳体内，并通过轴承与左端盖和右端盖相连，且主动轴位于从动壳体内的部分扩大形成传动段；在外壳的内侧两端处，分别开设有绕其一周的线圈槽，在该线圈槽内绕设有励磁线圈；在线圈槽的内侧同轴设有一隔磁环，该隔磁环套的外侧嵌入线圈槽内，并将励磁线圈封闭在线圈槽内，其内侧与外壳的内侧平齐；其特征在于：所述传动段与外壳之间以及与左端盖和透盖之间均具有间隙，在传动段与外壳之间的间隙或传动段与左端盖和透盖之间的间隙内填充有磁流变液；在主动轴的传动段的两侧，对称设有两断面呈半圆形或半圆环形的滑槽，在所述滑槽内设有断面呈半圆环形的半圆筒；所述半圆筒的两端与滑槽的两端贴合并滑动配合相连，其两侧延伸至靠近滑槽的两侧壁的边缘；在半圆筒内侧设有形状记忆合金弹簧，所述形状记忆合金弹簧位于滑槽的中部，其轴向与传动段的径向一致，且形状记忆合金弹簧的两端分别与半圆筒和滑槽的槽底固定连接；初始状态，在形状记忆合金弹簧的作用下，半圆筒的两侧与滑槽的两侧壁贴合；在滑槽的底面的靠近两侧边缘处沿传动段的轴向设有导向凸沿，且所述导向凸沿的两端延伸至滑槽的两端；在半圆筒的两侧对应导向凸沿的位置设有导向卡槽，半圆筒通过导向卡槽与导向凸沿滑动配合相连；当形状记忆合金弹簧伸长时，能够推动半圆筒沿传动段的径向移动，且移动过程中，导向凸沿与导向卡槽始终贴合在一起。进一步地，所述外壳的中部绕其一周均匀分布的数个螺纹通孔，该螺纹通孔内配合设有定位螺钉，所述定位螺钉的顶杆伸入从动壳体内，且顶杆位于从动壳体内的长度小于等于传动段与外壳之间的间隙的一半。进一步地，在从动轴上还套设有电刷滑环，所述左端励磁线圈的导线经穿过左端盖后与电刷滑环相连，右端励磁线圈的导线穿过外壳后进入左端线圈槽并与左端励磁线圈并联。进一步地，在传动段与左端盖之间以及传动段与右端盖之间均设有密封圈，所述密封圈与传动端同轴设置，并与传动段固定连接。进一步地，在半圆筒的两端分别设有第一密封槽，在半圆筒两侧的导向卡槽与导向凸沿接触的一侧分别设有第二密封槽，所述第一密封槽和第二密封槽相连通形成一环形槽，在该环形槽内设有密封条，且所述密封条部分凸出于环形槽。进一步地，在外壳中部还开设有注液孔，在该注液孔内配合设有注液螺塞。进一步地，所述从动轴的右端扩大形成一安装座，所述导电滑环套设在该安装座上，并与左端盖固定连接。进一步地，在右端盖与主动轴之间设有毛毡圈。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、传动装置结构简单，传动装置初始状态下在离心力的作用下单一的筒式磁流变液工作间隙内储存着全部的磁流变液，从而实现了在空载状态下的低空载转矩，起到了节能环保的效果。2、通过安装在主动轴传动轴段的形状记忆合金弹簧，在形状记忆合金的形状记忆效应的驱动下改变磁流变液的工作间隙，通过形状记忆合金改变磁流变液工作间隙实现较大的可控传动比；随着温度超过70℃，形状记忆合金谈话推动轴瓦能够将单一的工作间隙(为2mm)的圆筒磁流变液改变成工作间隙分别(为1mm)的圆筒和圆盘式磁流变传动装置，在磁饱和情况下，即使考虑温度升高，磁流变液性能下降，也能提高装置传递的转矩42.4％，从而使传递的转矩最大值更大，并且能够根据实时温度自动调节传递的转矩，使能耗更低，并保证传动过程的稳定性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为图1沿A—A向的剖视图。图3为本专利技术中磁流变液工作间隙为圆筒状态时的局部放大示意图。图4为本本专利技术中磁流变液工作间隙为圆筒和圆盘组合状态时的局部放大示意图。。图5为本专利技术工作过程中单一的圆筒式和圆筒圆盘组合式工作间隙在不同电流下所传递的转矩的示意图。图中：1-主动轴，2-从动轴，3-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形状记忆合金驱动的圆筒圆盘磁流变传动装置，包括主动轴、从动壳体和从动轴；所述从动壳体包括依次相连的左端盖、外壳、透盖以及右端盖，所述从动轴与左端盖固定连接，主动轴的左端穿过右端盖和透盖后伸入从动壳体内，并通过轴承与左端盖和右端盖相连，且主动轴位于从动壳体内的部分扩大形成传动段；在外壳的内侧两端处，分别开设有绕其一周的线圈槽，在该线圈槽内绕设有励磁线圈；在线圈槽的内侧同轴设有一隔磁环，该隔磁环套的外侧嵌入线圈槽内，并将励磁线圈封闭在线圈槽内，其内侧与外壳的内侧平齐；其特征在于：所述传动段与外壳之间以及与左端盖和透盖之间均具有间隙，在传动段与外壳之间的间隙或传动段与左端盖和透盖之间的间隙内填充有磁流变液；/n在主动轴的传动段的两侧，对称设有两断面呈半圆形或半圆环形的滑槽，在所述滑槽内设有断面呈半圆环形的半圆筒；所述半圆筒的两端与滑槽的两端贴合并滑动配合相连，其两侧延伸至靠近滑槽的两侧壁的边缘；在半圆筒内侧设有形状记忆合金弹簧，所述形状记忆合金弹簧位于滑槽的中部，其轴向与传动段的径向一致，且形状记忆合金弹簧的两端分别与半圆筒和滑槽的槽底固定连接；初始状态，在形状记忆合金弹簧的作用下，半圆筒的两侧与滑槽的两侧壁贴合；在滑槽的底面的靠近两侧边缘处沿传动段的轴向设有导向凸沿，且所述导向凸沿的两端延伸至滑槽的两端；在半圆筒的两侧对应导向凸沿的位置设有导向卡槽，半圆筒通过导向卡槽与导向凸沿滑动配合相连；当形状记忆合金弹簧伸长时，能够推动半圆筒沿传动段的径向移动，且移动过程中，导向凸沿与导向卡槽始终贴合在一起。/n...

【技术特征摘要】
1.一种形状记忆合金驱动的圆筒圆盘磁流变传动装置，包括主动轴、从动壳体和从动轴；所述从动壳体包括依次相连的左端盖、外壳、透盖以及右端盖，所述从动轴与左端盖固定连接，主动轴的左端穿过右端盖和透盖后伸入从动壳体内，并通过轴承与左端盖和右端盖相连，且主动轴位于从动壳体内的部分扩大形成传动段；在外壳的内侧两端处，分别开设有绕其一周的线圈槽，在该线圈槽内绕设有励磁线圈；在线圈槽的内侧同轴设有一隔磁环，该隔磁环套的外侧嵌入线圈槽内，并将励磁线圈封闭在线圈槽内，其内侧与外壳的内侧平齐；其特征在于：所述传动段与外壳之间以及与左端盖和透盖之间均具有间隙，在传动段与外壳之间的间隙或传动段与左端盖和透盖之间的间隙内填充有磁流变液；
在主动轴的传动段的两侧，对称设有两断面呈半圆形或半圆环形的滑槽，在所述滑槽内设有断面呈半圆环形的半圆筒；所述半圆筒的两端与滑槽的两端贴合并滑动配合相连，其两侧延伸至靠近滑槽的两侧壁的边缘；在半圆筒内侧设有形状记忆合金弹簧，所述形状记忆合金弹簧位于滑槽的中部，其轴向与传动段的径向一致，且形状记忆合金弹簧的两端分别与半圆筒和滑槽的槽底固定连接；初始状态，在形状记忆合金弹簧的作用下，半圆筒的两侧与滑槽的两侧壁贴合；在滑槽的底面的靠近两侧边缘处沿传动段的轴向设有导向凸沿，且所述导向凸沿的两端延伸至滑槽的两端；在半圆筒的两侧对应导向凸沿的位置设有导向卡槽，半圆筒通过导向卡槽与导向凸沿滑动配合相连；当形状记忆合金弹簧伸长时，能够推动半圆筒沿传动段的径向移动，且移动过程中，导向凸沿与导向卡槽始终贴合在一起。


2.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金驱动的圆筒圆盘磁流变传动装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄金，熊洋，杨岩，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50