磁性齿轮变速器制造技术

本发明专利技术涉及机电工程领域，具体公开一种磁性齿轮变速器。它包括内转子、外转子和定子，径向同心、相嵌式套装，内转子与外转子、外转子与定子之间留有间隙的非接触式结构；所述内转子位于内层，其上具有至少一副成对设置的、永磁体材料的内转子磁极；所述外转子位于中层，具有成对均匀分布的、梳齿结构的、由铁磁材料构成的外转子磁极；定子位于外层，具有连续的梳齿，采用铁磁材料；内、外转子磁极与定子梳齿位于同一平面上。采用本发明专利技术具有效率高，噪声小，易维护，使用寿命长等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机电工程领域，特别涉及一种磁性齿轮的变速器结构。
技术介绍
现有齿轮变速器基本都是机械齿轮咬合直接接触式，缺点是效率低，噪 音大，需要润滑，易损环等。特别是对于大变比要求的场合，机械式齿轮需 要多级变速，这使机械齿轮变速的缺点更加突出。
技术实现思路
针对现有技术中机械齿轮咬合直接接触式效率低，噪音大，需要润滑， 易损环等缺点，本专利技术应用磁场性质原理，参考磁阻电机的转矩产生特点， 利用永久磁铁和铁磁性材料的合理组合，提供了一种效率高，噪声小，易维 护，使用寿命长的非接触式的磁性变速器。为了实现上述目的本专利技术技术方案包括:内转子、外转子和定子，通过基 座径向同心、相嵌式套装，内转子与外转子、外转子与定子之间留有间隙的 非接触式结构；所述内转子位于内层，其上具有至少一副成对设置的、永磁 体材料的内转子磁极；所述外转子位于中层，具有成对均布的、梳齿结构的、 由铁磁材料构成的外转子磁极；定子位于外层，具有连续的梳齿，采用铁磁 材料；内、外转子磁极与定子梳齿位于同一平面上。本专利技术所述内转子由内转子基座、内转子轴、内转子磁极组成，内转子 磁极成对安装在与轴为一体的内转子基座上，所述内转子轴通过轴承与定子 枢接；内转子磁极与外转子磁极相应的极为N极和S极相间设置结构。所述外转子由外转子基座、外转子轴、外转子磁极组成，外转子轴通过 外转子基座与定子枢接，与外转子轴为一体的外转子基座上设有梳齿结构的 外转子磁极；所述外转子极上所带有的梳齿与定子梳齿具有相同电角度的梳 齿结构，外转子的磁极宽度大于内转子的磁极宽度。所述外转子轴与内转子轴在定子中相对设置。本专利技术所述外转子磁极极距 由如下计算公式得出4其中p^为外转子磁极对数； 所述定子梳齿距"。'"由如下计算公式得出2/V("士——)所述外转子梳齿齿距^由如下计算公式得出其中7V《为定子梳齿数；所述外转子的一个磁极极距所对应的定子的梳齿数目^p由如下计算公 式得出""—"i/V ;其中"是可人为设定的正整数，土决定外转子的旋转方向； 所述外转子磁极的角度宽度为w ，计算公式如下其中《为定子梳齿齿宽角度，《为定子梳齿槽宽角度，M'为每个外转子磁极上的梳齿数。所述定子内轭径D2 ，计算公式为"2=A + 2& ;其中^为定子齿高； 所述外转子外径D3 ，计算公式为A=A-2《；其中《为定子与外转子之间的间隙；所述定子与外转子的齿高相同时，所述外转子轭径D4 ，计算公式为O本专利技术具有如下优点采用非接触式结构，因此磨损小、噪音小、不需 要润滑，对于大转速比的场合，尤为适用，从而克服了机械式变速器效率低， 噪音大、需要润滑、易损环的缺点。 附图说明图1是本专利技术一个的实施例结构示意图。图1是图2的A-A剖视图。 具体实施例方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细说明。所谓齿轮变速器是指当一个齿轮以一个速度旋转时，另一个齿轮会以不 同的速度旋转。本专利技术是以磁场的理论实现不同转速的变化。参见图1和图2 ， 本专利技术所述内转子包括由永久磁铁材料构成的磁极；定子上有^个梳齿；外 转子上有^p个磁极。参见图1和2 ，本实施例包括内转子、外转子和定子，通过基座径向同 心、相嵌式套装，内转子与外转子、外转子与定子之间留有间隙的非接触式 结构；所述内转子位于内层，其上具有至少一副成对设置的、永磁体材料的 内转子磁极；所述外转子位于中层，具有成对均匀分布的、梳齿结构的、由 铁磁材料构成的外转子磁极；定子位于外层，具有连续的梳齿，采用铁磁材 料；内、外转子磁极与定子梳齿位于同一平面上。本专利技术所述内转子由内转子基座、内转子轴、内转子磁极组成，内转子 磁极成对安装在与内转子轴为一体的内转子基座上，所述内转子轴通过轴承 与定子枢接；内转子磁极为N极和S极相间设置结构。所述外转子由外转子基座、外转子轴、外转子磁极组成，外转子轴(通 过外转子基座)与定子枢接，与外转子轴为一体的外转子基座上设有梳齿结 构的转子磁极；所述外转子极上所带有的梳齿与定子梳齿具有相同电角度的 梳齿结构。所述外转子轴与内转子轴在定子中相对设置。 外转子磁极极距 由如下计算公式得出其中为外转子磁极对数。 所述定子梳齿距"。'"由如下计算公式得出<formula>formula see original document page 7</formula>所述外转子梳齿齿距A由如下计算公式得出360°其中^为定子梳齿数。所述外转子的一个磁极极距所对应的定子的梳齿数目由如下计算公 式得出;其中"是可人为设定的正整数，±决定外转子的旋转方向。 所述外转子磁极的角度宽度为w,计算公式如下其中《为定子梳齿齿宽角度，《为定子梳齿槽宽度角度，^'为每个外 转子磁极上的梳齿数。所述定子梳齿的宽度Tt ，计算公式如下'360 1 2; A为定子内径。所述定子内轭径D2 ，计算公式为A=A+";其中A为定子齿高。 所述外转子外径D3 ，计算公式为A=A_2《；其中《为定子与外转 子之间的间隙。假设所述定子与外转子的齿高相同时，所述外转子轭径D4 ，计算公式为:<formula>formula see original document page 7</formula><formula>formula see original document page 7</formula>具体举例如下设内转子永磁体的极对数^"=1 ，外转子极对数A^^3 ，也就是说，当内 转子转过^P-3个定子磁极，外转子转动一个梳齿，所以， 一个外转子的极 距所对应的定子梳齿数^p应该满足'& 3其中选"=8 ,符号取"+ ':定子的梳齿数必须满足下式TV, 二6x("土丄)如果选"=8和上式中的正号，则^=6><(8 + ^ = 5()，则所述外转子梳齿齿距^和定子梳齿齿距"。'"由如下计算公式得出3 600 "，。设梳齿齿宽角度《为34° ，则槽宽角度《为7.2°_3.4°=3^ ;如果选每个外 转子磁极上有五个梳齿，则外转子磁极的角度宽度为w:w = 5x3.4 + 4x3.8 = 32,2Q。设定子齿高/'为8mm ，则定子内轭径D2为276mm.取定子外径为 300mmc设定子与外转子之间的间隙和外转子与内转子之间的间隙都为《=1 mm。 外转子外径D3为258mm ，设外转子齿高与定子齿高相同，则外转子轭 径D4为242mm。外转子内径设为226mm ，则内转子的外径D 5是224mm。 内转子磁极的宽度计算26。 =50 823600 mm，取为51mm。 内转子磁极的高度选为40mm ，两面合成的高度为80mm。 如果中心轴直径为30mm ，其他的长度空间的材料由导磁材料构成。 本专利技术的工作原理是永磁电机和反应式磁阻电机的综合，利用了磁通力 图走磁阻最小路径的特点。工作时，同时工作的磁极总是成对起作用，外层 产生的转矩主要是磁阻式电机的原理，即转矩电角度的位置与内转子永久磁 极方向无关，内转子旋转内转子磁极的一个极距时，外转子旋转一个梳齿。8权利要求1. 一种磁性齿轮变速器，其特征是包括内转子、外转子和定子，向同心、相嵌式套装，内转子与外转子、外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性齿轮变速器，其特征是：包括内转子、外转子和定子，向同心、相嵌式套装，内转子与外转子、外转子与定子之间留有间隙的非接触式结构；所述内转子位于内层，其上具有至少一副成对设置的、永磁体材料的内转子磁极；所述外转子位于中层，具有成对均布的、梳齿结构的、由铁磁材料构成的外转子磁极；定子位于外层，具有连续的梳齿，采用铁磁材料；内、外转子磁极与定子梳齿位于同一平面上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：满永奎，
申请(专利权)人：满永奎，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]