磁能变矩传动机构制造技术

一种由主动部件和从动部件构成的磁能变矩传动机构，属于机械传动技术领域。传动机构的主、从动轴分别设带多对磁极的磁片，主、从动轴同心，磁片与轴成径向或轴向排列。磁片中设有可绕轴心摆动的控制片或通过磁片与轴可相对位移，控制磁片间的吸、排力大小，达到主动部件控制从动部件运转、调速、制动的目的。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械传动中主、从动部件利用磁能变矩传动的机构、属于机械
在机械传动中需要改变传递力矩的场合目前常用的是齿轮变矩传动形式、皮带变矩传动形式、摩擦变矩传动形式、液力变矩传动形式等。齿轮变矩传动受档次影响，不能达到无级调整。皮带变矩传动结构庞大而传递功率小。摩擦变矩传动的轴向结合力很大，由于摩擦发热温升高，把很大部份机械能转换成热能，还需通过冷却系统才能把热能散发，并且需经调整因摩擦易损带来的间隙。液力变矩传动是以液体为工作介质来传递动力的一种装置，以离心力使液体产生作用力，通过剪切流体形成变矩传动，这种传动方式在等扭矩传递时工况持性差，效率降低，最大功率损失为14.8%，且需庞大的油箱和冷却系统。本专利技术的目的就是克服上述变矩传动机构之不足，突破现有传动机构的结构形式，提供一种磁能变矩传动机构。本专利技术的磁能变矩传动机构是在主、从动轴上分别装有多对(简称N对)磁极的磁片组成主动部件与从动部件。根据磁场具有保守能量，磁极间具有的吸引或排斥力无须通过任何媒介作用而能够通过一切非超导状态的物质直接产生作用力的原理，使主动部件带动从动部件运转。其传递力矩计算的基本方法从理论力学可知一体系在某一方向的力或力矩等于在该方向的能量梯度，可表达为T总＝ΣK = 1TK]]>TK= (αW)/(αθi)T总-机构传递总力矩。TK-磁片间传递作用在θ方向的力矩。K-磁片总数减一。W-体系的能量。θ-i方向旋转角。在主动部件与从动部件之间形成的磁体作用力公式为 = (μo)/(4π) × (QM1×QM2)/(R2) -机构各磁片间作用力总和。 -磁片间作用力。K-磁片总数减一。R-两磁片间磁极距离。(本专利技术作用力轴对称磁能变矩传动机构的各磁极间距离相等)μO-真空绝对磁导率QM1，QM2-磁极强度(本专利技术各相等的磁极的磁极强度匀相等)QM1，QM2均为正，主动轴和从动轴磁片上N与N极相对，S与S极相对，是排斥力，为负责。如QM1，QM2为一正一负，也就是N与S极相对，是吸引力，为正值。从库仑定律可知，排斥力在数值上与吸引力相等。本专利技术有三种实施方案。一是作用力轴对称磁能变矩传动机构，采用磁片相对于主、从动轴为轴向排列，以排列磁片中心为对称轴，控制磁片经向旋转达到变矩目的，如附图说明图1、图3。二是径向磁能变矩传动机构，采用磁片相对于主、从动轴为径向排列，控制磁片径向旋转达到变矩目的，如图8、图10。三是轴向位移磁能变矩传动机构，采用磁片相对于主、从动轴为径向排列，控制磁片轴向位移达到变矩目的，如图8，图11。作用力轴对称磁能变矩传动机构的特征在于主动轴与从动轴同心，各磁片安装均与轴同心，主动轴和从动轴分别设有带N对磁极的磁片，主、从动轴的磁片总数为奇数，以磁片排列中心为对称轴，且至少有一片磁片能够绕轴心摆动，能够绕轴心摆动的磁片称控制片，磁片总数是控制片数四倍加一。主动轴和从动轴分别设有两块以上的磁片，且主、从动轴的磁片数的相互之差为一。主、从动轴的磁片相间穿插排列。当主动轴在动力驱动下运转，由于主、从动轴的磁片的磁极间有吸引力或排斥力或吸、排力相抵消，从动轴受到主动轴的控制进行运转或变速或停止。附图1、图3为本专利技术作用力轴对称磁能变矩传动机构的结构原理图。图中1非导磁材料防护层。2主动轴。3、5、8从动轴磁片、6控制片的控制杆。4、7主动轴磁片。9从动轴。附图2、4、5、6、7为本专利技术的作用力轴对称磁能变矩传动机构中的磁片结构示意图。当控制杆6在图2的Ⅰ位置，如图1、图5所示，磁片3与4，4与5，5与7，7与8均N与S极相对，磁片总数为5故K＝5-1＝4，其作用力 ，主动部件带动从动部件工作。当控制杆6在图2的Ⅱ位置，如图3、图5所示，磁片3与4，7与8的N与S极相对，为吸引力，正值 。如图3、图4所示，磁片4与5，5与7的N与N极相对，为排斥力，负值 ，则总作用力为 。则主动部件不能带动从动部件旋转。在从动轴转速为零或主、从动轴有相对滑差时，如果每片磁片设n对磁极，主动轴每旋转 (π)/(n) 弧度，则磁片间有排斥力与吸引力交替变化过程，其曲线呈正弦波状，频率为转/秒×n。由于磁片间的作用力是以控制片为中心的对称。如图1、图3，所以主动轴与从动轴的轴向力是平衡的。如果控制片旋转的角度如图6，θ在区间内。磁片3与4，7与8如图5所示，是级引力，与控制杆在Ⅰ位置的作用力不变。而磁片间4与5，5与7如图7所示。当θ＝ 1/2 π/n时，磁片间4与5，5与7作用力均为零。当θ＝0时，磁片间4与5，5与7如图5所示，吸引力最大。当θ＝π/n时，磁片间4与5，5与7作用力如图4所示，排斥力最大。也就是说当 (π)/(2n) ≥θ≥0时，是吸引力最大到零的变化值。 (π)/(n) ≥θ≥ (π)/(2n) 时，是排斥力最大到零的变化值。因此控制θ值的大小也就控制了磁能力矩变化的大小。当改变力矩形成滑差，主动轴与从动轴磁片间的吸、排作用力不断交替，也就是蓄能和释放能量的过程，从而达到主动轴控制从动轴运转、变速;离合的目的。附图8、10为本专利技术的径向磁能变矩传动机构的结构原理图，图中10主动轴、11、12主动轴磁片、13、14从动轴磁片、15从动轴、16法兰盘磁片架。附图9为本专利技术的径向磁能变矩传动机构的磁片断面结构示意图。附图11为本专利技术的轴向位移磁能变矩传动机构的结构示意图，图中10主动轴、11、12主动轴磁片、13、14从动轴磁片、15从动轴、16法兰盘磁片架、附图12、13为本专利技术的径向和轴向位移磁能变矩传动机构的主、从动轴法兰盘磁片架的示意图。径向磁能变矩传动机构和轴向位移磁能变矩传动机构的工作原理与作用力轴对称磁能变矩传动机构完全相同。径向磁能变矩传动机构的特征也是主、从动轴同心，且磁片安装同心。磁片作用力和上述相同，只不过轴向作用力改变为径向作用力，磁片排列如图12。其中至少有一片磁片为控制片，能够绕轴心摆动，且能够绕轴心摆动的控制片所形成的传递力矩等于其余力矩。见图8，其中11与14间形成的力矩为控制片14形成，须等于11与13和13与12所形成的力矩之和。由于磁片结构如图8、9所示，在非导磁材料壳体内圆周上均匀安装n对磁极，S与N极相间排列，按此结构安装两层以上，层与层之间均为S与N极相间排列、固定。如图8所示，此时作用力最大，当控制片旋转π/n时，如图10所示，11与14排斥力所形成的力矩等于11与13和13与12所形成的吸引力力矩。总作用力矩等于零。其原理和图1、图3相同。轴向位移磁能变矩传动机构的特征与经向磁能变矩传动机构基本相同，所不同的是不需控制片，而采用控制主、从动轴磁片的轴向位移来达到变矩的目的，如图11所示，法兰盘磁片架与轴采用花键轴结构形式连接。位移区间为。当位移达到最大长度时，吸引力等于排斥力，总作用力为零。变矩范围从零到设计值在位移区间内调整。本专利技术结构新颖、紧凑合理，制造工艺简单，使用操作方便，无振动、噪音、发热、磨损、功率损耗现象，传动效率高，使用寿命长，可广泛应用于传动、制动控制领域中。下面参照附图，分别叙述本专利技术的三种实施方案的实施案例。作用力轴对称磁能变矩传动机构，如图1，主动轴2设在从动轴9内，主、从动轴同心，主动轴与从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由主动部件和从动部件构成的磁能变矩传动机构，其特征在于主、从动部件的主、从动轴同心，主、从动轴分别设有二片以上（包括二片）的带多对磁极的磁片，磁片相间穿插排列，磁片相对于主、从动轴为轴向设置，至少有一片磁片（控制片）能够绕轴心摆动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张志坚，丁常森，
申请(专利权)人：张志坚，丁常森，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]