磁传动器制造技术

一种磁传动器，在主从转轴上分别与转轴同心固定磁盘，磁盘由磁圈、固定磁圈的圆盘及非磁性套圈组成，磁圈由沿轴向或径向极性交替磁化的磁体沿固定磁圈的圆盘的内圆或外圆拼结而成，主从转轴上的磁盘以不同大小、不同数量，组装成不同的非接触啮合方式，能实现转轴轴线或同心或交叉的等速或变速传动，由于主从磁盘之间的啮合力很大，与现有的磁传动装置相比，本发明专利技术单位体积传递的功率大，因而能实现较大功率的传递，所以本发明专利技术应用广阔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磁传动装置，属传动技术。技术背景磁传动具有非接触、无摩擦、无振动、无噪音、免润滑、免维护、环保 及过载保护等优异特点，因而应用前景广阔，受到人们的重视程度日益增加。 已有许多磁传动技术和磁传动装置诞生，有的已实用和推广。但现有的磁力 传动装置，主从轮之间的啮合力小，不能传递大功率，而且绝大多数是主、 从轴心线同心或平行传动，能实现轴心线交叉和变速传动的很少。有的磁传 动装置，虽然能实现轴心线交叉和变速传动，但由于其磁盘上磁体是离散间 隔装配的，不紧凑，啮合力还不够大，而且磁盘体积大，造成整个磁传动装 置体积胀大，单位ft积传递的功率小。
技术实现思路
本专利技术主要解决现有的磁传动装置主从轮之间的啮合力小，不能传递大 功率问题，从而提高整个磁传动装置单位体积功率传递值；其次，本专利技术不 但能实现两轴心线同心和平行的传动，而且能实现轴心线交叉和变速传动。本专利技术按下述技术方案实现。在圆盘的内圆或外圆固结沿轴向或径向极性交替磁化的磁体组拼成磁 圈，磁圈的磁体的个数为偶数，在磁圈外固套非磁性高电阻率圆环，这样组 合的圆盘称为磁盘；所述磁盘上的磁圈还可用一整体磁环沿周向分区且沿轴 向或径向多极极性交替磁化而成。如果磁圈与所述圆盘联结的机械强度足够， 可免去所述的磁圈外固套的非磁性高电阻率圆环。在一个转轴上沿轴向间隔 固定多个同样的磁盘，转轴穿过磁盘中心，相邻的磁盘上沿轴向或径向的磁 体异极性相对，这个轴及其上的磁盘组成一组传动磁盘，作为传动器中的主 动(或被动)组；按同样的方法制作另一组传动磁盘作为传动器中的被动或 (主动组)，这组磁盘的大小及磁盘上磁体个数可与前一组的相同或不同。将主从磁盘组相互参插入对方的两磁盘的轴向间隔，但互不接触留有间隙，而 且主从磁盘之间的间隙相等，参入的深度以使两组磁盘上的每个磁体的几何 中心线在同一直线，每组的磁盘上的每个磁体的几何中心沿轴向看在同一圆 上，且要求主从磁盘上磁体异极性相对。可用所述的方法组成多级多组磁盘 传动器，实现多级传动。组成多级多组磁盘传动器的轴向最外端的磁盘的外 端面固结一块导磁圆盘，减少漏磁，提高磁体利用率。把磁盘上的磁体的几何中心所在的且与转轴同心的圆称为分度圆，设此分度圆的直径为D，设磁盘上的磁体个数为z，设每个磁体在分度圆上所占 的弧长为p，则有D=zp/or =mz，其中m-p/兀称为模数，这些设定及其关系 式与机械齿轮的相似。两组磁盘按前述方法啮合，传动比的计算方法也与机械齿轮传动相似。 设相啮合的两个磁盘的转数、齿数分别为ni、 n2、 Zl、 z2，设传动比为i12，则iflM/ll2-Z2/Zp因而若Z产Z2，就能实现等速传动，若Z!共Z2，就能实现变 速传动。用所述的方法能组成多级多组磁盘传动器，实现多级传动，其总传 动比等于每个相邻级间的传动比之积。传动原理以两组平磁盘传动为例解说。主动磁盘和从动磁盘(以下简称 主从磁盘)按所述方式啮合时，啮合处的磁体异极性相互靠近，因而主从磁 盘在啮合处的磁体产生沿轴向的引力。当主从磁盘发生微小角位移(在啮合 处，主从磁盘上沿轴向正对的一对磁体发生滑转后，相互对应的面积不小于 单个磁体一个端面面积的50%时所产生的角位移)， 一方面此引力方向将偏离 轴线方向而与主动磁盘转动的切向方向相交，这时的引力分解为轴向引力和 切向力引力，另一方面，在啮合处，主从磁盘上沿轴向正对的一对磁体发生 滑转后，这对磁体分别与对面磁盘上另一与原来轴向正对的磁体相邻的磁体 同极性斜对，从而产生与主动磁盘转动的切向方向相交的斥力，此斥力分解 为轴向斥力和切向斥力，前述的轴向引力与这里所述的轴向斥力大小相等方 向相反而相抵销，而作用在从动磁盘磁体端面上的切向斥力和前述的切向力引力方向相同，这两个切向力的合力，将对从动磁盘产生驱动转矩使其跟从 主动磁盘转动，当所述的主从磁盘上的磁体对脱离啮合后，下一对接着进入 啮合，从动磁盘不断被驱转动，从而实现传动以达到传递功率的目的。此原 理就是本专利技术中各种形式磁盘传动的原理。本专利技术的一组磁盘可用低电阻率感应材料(如铜、铝及其合金等)制成 的感应体代替，当磁盘与感应体发生相对转动时，根据电磁感应原理知，如 果磁盘为主动盘，感应体会跟随磁盘，如果感应体主动旋转，磁盘会跟随感 应圆盘，从而实现传动。这种结构的传动器在低温环境或有冷却条件的环境， 能实现高速(磁盘和感应体都高速转动，或者只是磁盘高速转动，或者只是 感应体高速转动)传动；当主从磁盘中有一方磁盘必须置于高温环境中的传 动，高温会使磁体丧失磁性，在此情况下可用感应体代替之，用隔套将感应 体与磁盘隔开，从而实现传动，当然这种情况应保证高温环境的热辐射不会 损坏在隔套外面的另一方磁盘。本专利技术的磁体为永磁体，电磁体，超导磁体等。本专利技术能实现类似于机械圆柱齿轮传动、内齿轮传动、圆锥齿轮传动、 斜齿轮传动、齿轮齿条传动等轴线交叉或平行的变速传动。除了具有现有磁传动技术的优点外，与现有磁传动技术相比，本专利技术还 有以下优点1、 现有磁传动装置，主从磁盘在啮合处其磁体要么只通过切向磁吸力， 要么只通过切向磁斥力产生啮合力，所以啮合力小，而本专利技术由于两磁盘啮 合处的磁体产生沿磁盘切向吸斥力，吸斥力的方向一致，所以啮合力很大，能传递更大的功率；2、 磁体安排紧凑，縮小了磁盘体积，从而使整个传动器体积减小，所以， 整个传动装置单位体积传递的功率比现有的磁力传动装置大的多；3、 能实现轴心线任意交叉和变速传动；4、 由于磁盘上磁体极性交替紧挨拼成磁圈，或者用一整体磁环沿周向分区且沿轴向或沿径向多极极性交替磁化而成磁圈，而且传动器的最外端的 磁圈的外面固结一块导磁体，所以传动器比现有磁传动装置漏磁小的多，因 而磁体利用率很高；5、 由于两磁盘啮合处的磁体产生沿轴向的吸斥力大小相等且方向相反 而抵消，所以主从磁盘之间无轴向力；6、 对于一组磁盘必须置于高温环境的高速(磁盘和感应体都高速转动， 或者只是磁盘高速转动，或者只是感应体高速转动)传动情况，本专利技术实现 传动方法是将必须置于高温环境的一组磁盘用低电阻率感应体代替，而且磁 盘能被防热或不会被感应体因电磁感应产生的涡流热辐射损害、或磁盘处于 低温环境、或磁盘处于有冷却条件的环境。对于一组磁盘必须置于高温环境 的高速传动情况，现有磁传动装置很难做到，甚至无法做到。附图说明图1为具体实施方式一的结构示意图； 图2为图1的A-A剖视图； 图3为图1的B-B剖视图；图4为图3的I区放大图1;图5为假设图3中主从磁盘相互发生角位移后的I区放大图2; 图6为具体实施方式二的结构示意图；图7为图6的C-C剖视图；图8为具体实施方式三的结构示意图；图9为图8的D-D剖视图； 图10为图8的E-E剖视图；图11为具体实施方式四的结构示意图-,图12为图11的F-F剖视图；图13为具体实施方式五的结构示意图； 图14为图13的G-G剖视图；图15为具体实施方式六的结构示意图；图16为图15的俯视图；图17为具体实施方式七的结构示意图；图18为图17的俯视图；图19为具体实施方式八的结构示意图；图20为图19的俯视图；图21为具体实施方式九的结构示意图；图22为图21的俯视图；图23为具体实施方式十的一种结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁传动器，其特征是：在圆盘的内圆或外圆固结沿轴向或径向极性交替磁化的磁体组拼成磁圈，磁圈的磁体的个数为偶数，在磁圈外固套非磁性高电阻率圆环，这样组合的圆盘称为磁盘；所述磁盘上的磁圈还可用一整体磁环沿周向分区且沿轴向或径向多极极性交替磁化而成；如果磁圈与所述圆盘联结的机械强度足够，可免去所述的磁圈外固套的非磁性高电阻率圆环；在一个转轴上沿轴向间隔固定多个同样的磁盘，转轴穿过磁盘中心，相邻的磁盘上沿轴向或径向的磁体异极性相对，这个轴及其上的磁盘组成一组传动磁盘，作为传动器中的主动或被动组；按同样的方法制作另一组传动磁盘作为传动器中的被动或主动组，这组磁盘的大小及磁盘上磁体个数可与前一组的相同或不同；将主从磁盘组相互参插入对方的两磁盘的轴向间隔，但互不接触留有间隙，而且主从磁盘之间的间隙相等，参入的深度以使两组磁盘上的每个磁体的几何中心线在同一直线，每组的磁盘上的每个磁体的几何中心沿轴向看在同一圆上，且要求主从磁盘上磁体异极性相对；可用所述的方法组成多级多组磁盘传动器，实现多级传动；磁传动器轴上的磁盘的数量、磁盘的大小及磁盘组数，根据传递功率、传动比及空间等实际要求设计确定；组成多级多组磁盘传动器的轴向最外端的磁盘的外端面固结一块导磁圆盘；本磁传动器的主动磁盘组和从动磁盘组的任一组可用低电阻率感应材料如铜、铝及其合金等制成的感应体代替，而另一组不变；本磁传动器的磁体为永磁体，电磁体，超导磁体等；　　　　主从磁盘组间隙中设置非磁性高电阻率包套，此包套包围从动磁盘组或者包围主动磁盘组，且不与主从磁盘接触，此包套固定在支承从动磁盘组轴或者包围主动磁盘组轴的静止部件上。...

【技术特征摘要】
1. 一种磁传动器，其特征是在圆盘的内圆或外圆固结沿轴向或径向极性交替磁化的磁体组拼成磁圈，磁圈的磁体的个数为偶数，在磁圈外固套非磁性高电阻率圆环，这样组合的圆盘称为磁盘；所述磁盘上的磁圈还可用一整体磁环沿周向分区且沿轴向或径向多极极性交替磁化而成；如果磁圈与所述圆盘联结的机械强度足够，可免去所述的磁圈外固套的非磁性高电阻率圆环；在一个转轴上沿轴向间隔固定多个同样的磁盘，转轴穿过磁盘中心，相邻的磁盘上沿轴向或径向的磁体异极性相对，这个轴及其上的磁盘组成一组传动磁盘，作为传动器中的主动或被动组；按同样的方法制作另一组传动磁盘作为传动器中的被动或主动组，这组磁盘的大小及磁盘上磁体个数可与前一组的相同或不同；将主从磁盘组相互参插入对方的两磁盘的轴向间隔，但互不接触留有间隙，而且主从磁盘之间的间隙相等，参入的深度以使两组磁盘上的每个磁体的几何中心线在同一直线，每组的磁盘上的每个磁体的几何中心沿轴向看在同一圆上，且要求主从磁盘上磁体异极性相对；可用所述的方法组成多级多组磁盘传动器，实现多级传动；磁传动器轴上的磁盘的数量、磁盘的大小及磁盘组数，根据传递功率、传动比及空间等实际要求设计确定；组成多级多组磁盘传动器的轴向最外端的磁盘的外端面固结一块导磁圆盘；本磁传动器的主动磁盘组和从动磁盘组的任一组可用低电阻率感应材料如铜、铝及其合金等制成的感应体代替，而另一组不变；本磁传动器的磁体为永磁体，电磁体，超导磁体等；主从磁盘组间隙中设置非磁性高电阻率包套，此包套包围从动磁盘组或者包围主动磁盘组，且不与主从磁盘接触，此包套固定在支承从动磁盘组轴或者包围主动磁盘组轴的静止部件上。2. 根据权利要求1所述的磁传动器，其特征是在轴(4)上间隔设置两个相同的磁盘，磁盘由非磁性圆盘(1)、磁圈(2)及非磁性套圈(3)组成， 圆盘(1)与轴(4)同心固定，磁圈(2)的磁块沿轴向磁化并沿周向极性交替地固结在非磁性圆盘(1)的外圆，磁圈(2)还可用一整体磁环沿周向分区且沿轴向多极极性交替磁化而成，非磁性套圈(3)固套在磁圈(2)的外 圆，圆盘(1)、磁圈(2)及非磁性套圈(30的端面齐平；在轴(5)上等间 隔设置三个相同的磁盘，磁盘的大小与轴(4)上的磁盘不同或相同，磁盘的 组成方法及与轴(5)的固定方法同轴(4)上的磁盘与轴(4)的固定方法， 件(8)为非磁性圆盘，件(7)为磁圈，件(6)为非磁性套圈；在轴(5) 上的左右磁盘的外端面，分别固结导磁圆盘(9)，以减少漏磁，提高磁体利 用率；让轴(4)和轴(5)的轴线平行，两轴上的磁盘的磁圈(2)和磁圈(7) 互相参插且使磁圈的磁体端面异极性隔一等间隙平行正对；将所述主从磁盘 组中的任意一组磁盘的半径无限增大，并去掉其轴，那么就成为类似于机械 齿轮齿条传动的直线磁传动装置；将轴(5)及其上的磁盘，用铜、铝及其合金等感应材料作成类似圆柱的 整体件(10)，其它不变。3.根据权利要求1或2所述的磁传动器，其特征是磁盘与轴(20)同 心固定，磁盘由非磁性圆盘(16)、磁圈(19)及非磁性套圈(18)组成，磁 圈(19)的制作方法及磁盘的制作方法同权利要求2所述磁盘的制作方法； 在轴(15)上同心固定导磁圆盘(17)，在导磁圆盘(17)右端面同心固定非 磁性圆环(14)，圆环(14)的内圆中部有一环槽，其宽度比轴(20)上磁盘 厚度大，即让轴(20)上磁盘的端面离开所述环槽端面一间隙，在圆环(14) 环槽两边的内圆固结磁圈(12)，磁圈(12)的制作方法同权利要求2所述磁 盘的磁圈制作方法，在磁圈(12)的内圆固结非磁性圆环(11)以加固磁圈 (12);磁圈(19)的端面与磁圈(12)的端面平行相对，且在啮合处两磁圈 的磁体异极性正对；在圆环(14)的右端面及与这个面齐平的圆环(11)和 磁圈(12)的端面固结导磁圆盘(13)，圆盘(13)的内圆与圆环(11)的内 圆相同。4. 根据权利要求1或3所述的磁传动器，其特征是将权利要求3所述的磁圈(12)、圆环(11)、圆盘(13)、圆环(14)及圆盘(17)用铜、铝及 其合金等感应材料作成类似圆筒的整体件(21)，其它同权利要求3所述。5. 根据权利要求1或3所述的磁传动器，其特征是将权利要求3所述 轴(20)上的磁盘用铜、铝及其合金等感应材料制作成件(22)，其它同权利 要求3所述。6. 根据权利要求1或2所述的磁传动器，其特征是在非磁性轴(23) 上同心固定轴向充磁的锥形磁圈(26)，锥形磁圈(26)的制作方法同权利要 求2所述磁盘磁圈的制作方法，在锥形磁圈(26)的外圆固套非磁性套圈(25) 组成锥磁盘(24);磁盘(27)由磁圈(28)、磁圈(31)、非磁性高电阻率垫 碗(29)、非磁性垫圈(30)及导磁圆盘(32)固结组成，磁圈(28)、磁圈(31)均由若干块磁体拼成，磁圈(28)的磁块沿径向磁化并沿周向极...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新广，
申请(专利权)人：刘新广，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]