【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及永磁传动，尤其涉及一种多轴径向平衡环板式永磁齿轮。
技术介绍
1、机械齿轮通过轮齿连续啮合传递转速和动力，是目前应用最广泛的变速传动装置，但由于其直接接触的传动方式，传动过程(特别是在低速大转矩工况下)中易出现齿面胶合、点蚀、脱落及表面压溃等问题，直接影响整个机电系统的传动效率及其安全稳定性，因此需增加定期维护成本，以保证传动系统的稳定可靠运行。
2、永磁齿轮通过在输入轴与输出轴的转子表面安装磁极交错排列的永磁体，从而依靠转子之间气隙中的空间耦合磁场来传递力和转矩，可解决机械齿轮冲击碰撞、振动、磨损及润滑系统漏油等问题。
3、现有永磁齿轮主要有同心式永磁齿轮及摆线式永磁齿轮两种。同心式永磁齿轮可利用调磁环将高速及低速永磁转子调制成相同次数的谐波磁场，进而形成具有传动比特性的输入与输出运动。同心式永磁齿轮的主要缺点是结构复杂，其调磁环由导磁及非导磁材料交替组成，不仅机械强度低，而且制造难度大。
4、摆线式永磁齿轮利用内、外永磁圈形成的偏心气隙磁场，并通过特定的输出机构将所需运动输出。现有摆线式永磁齿轮的主要缺点是转臂轴承位于内永磁圈内部，使转臂轴承与输出轴的中心距过小，导致转臂轴承所承受的径向总载荷偏大；当内永磁圈作摆线运动时，加剧恶化了转臂轴承的工作环境，缩短了转臂轴承的使用寿命。
5、环板式永磁齿轮可将偏心高速轴及转臂轴承移至低速永磁圈外侧，使轴承不受空间尺寸限制，以此增加偏心高速轴及转臂轴承的数量，并分散转臂轴承所受载荷。因此，环板式永磁齿轮转臂轴承的使用寿命比现
6、现有环板式永磁齿轮的主要缺点是：
7、(1)环板式永磁齿轮仍为偏心式气隙磁场，其转臂轴承仍需承受由偏心气隙磁场所产生的径向交变载荷，且该载荷是转臂轴承失效的主要原因。
8、(2)环板式永磁齿轮的转臂轴承移至低速永磁圈外侧后，虽然增加了偏心高速轴及转臂轴承的数量，提高了转臂轴承的使用寿命，但环板永磁圈与低速永磁圈的永磁体所在内径也有较大幅度地减小，使其转矩密度也有较大幅度地降低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对现有环板式永磁齿轮的问题，提出一种多轴径向平衡环板式永磁齿轮，该齿轮通过将轴向及径向永磁体相互组合，以平衡现有环板式永磁齿轮的径向交变载荷，减小或消除偏心磁场在转臂轴承上的作用力，提高转臂轴承的使用寿命及环板式永磁齿轮的转矩密度。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种多轴径向平衡式环板永磁齿轮，包括：动力输入总成、动力输出总成和n组环板总成；所述n为大于等于1的自然数；
3、所述动力输入总成包括偏心轴、偏心轴左支撑轴承、偏心轴右支撑轴承、转臂轴承和机架；所述动力输出总成包括动力输出轴、左动力输出板、左动力永磁体、n个中动力输出板、n个中动力永磁体、右动力输出板、右动力永磁体、动力输出左支撑轴承和动力输出右支撑轴承；所述环板总成包括径向环板、径向充磁永磁体、左轴向环板，左轴向充磁永磁体、右轴向环板和右轴向充磁永磁体；
4、所述偏心轴为阶梯轴结构并含有n个偏心轴颈；所述偏心轴的偏心轴径通过转臂轴承与径向环板相连；所述偏心轴左支撑轴承的外圆与机架固连，所述偏心轴左支撑轴承的内圆与偏心轴的左端配合；所述偏心轴右支撑轴承的外圆与机架固连，所述偏心轴右支撑轴承的内圆与偏心轴的右端配合；所述转臂轴承的外圆与径向环板固连，所述转臂轴承的内圆与偏心轴的偏心轴颈配合；所述机架为多轴径向平衡式环板永磁齿轮的固定部分；
5、所述动力输出轴为阶梯轴结构，其左端外圆与动力输出左支撑轴承配合，其右端外圆与动力输出右支撑轴承配合；所述左动力输出板为圆盘式结构并固连在动力输出轴的左侧；所述左动力永磁体为轴向式充磁，并以磁极交错式排列结构固连在左动力输出板(靠近中动力输出板一侧)的轴向端面上；所述中动力输出板为圆柱形结构并固连在动力输出轴的中间部位；所述中动力永磁体为径向式充磁，并以磁极交错式排列结构固连在中动力输出板的外圆柱面上；所述右动力输出板为圆盘式结构并固连在动力输出轴的右侧；所述右动力永磁体为轴向式充磁，并以磁极交错式排列结构固连在右动力输出板(靠近中动力输出板一侧)的轴向端面上；所述动力输出左支撑轴承的外圆与机架固连，所述动力输出左支撑轴承的内圆与动力输出轴的左端配合；所述动力输出右支撑轴承的外圆与机架固连，所述动力输出右支撑轴承的内圆与动力输出轴的右端配合；
6、所述径向环板为盘式结构；所述径向环板的中心孔表面上安装有磁极交错分布的径向充磁永磁体；所述径向充磁永磁体为径向式充磁；所述左轴向环板为圆环式结构并固连在径向环板的左侧，所述左轴向环板的圆环表面上安装有磁极交错分布的左轴向充磁永磁体；所述左轴向充磁永磁体为轴向式充磁；所述右轴向环板的圆环表面上安装有磁极交错分布的右轴向充磁永磁体；所述右轴向充磁永磁体为轴向式充磁；
7、所述左轴向充磁永磁体与左动力永磁体在轴向方向上留有均匀空隙；所述右轴向充磁永磁体与右动力永磁体在轴向方向上留有均匀空隙；
8、所述径向充磁永磁体与左轴向充磁永磁体及右轴向充磁永磁体的中心线重合；所述中动力永磁体与左动力永磁体及右动力永磁体的中心线重合；所述径向充磁永磁体与中动力永磁体之间为偏心布置；
9、当n大于1时，相邻环板总成的右轴向充磁永磁体与左轴向充磁永磁体13之间设置有附加右动力永磁体(21)、附加右动力输出板(22)及附加左动力永磁体(23)，所述附加右动力永磁体(21)为轴向式充磁，并以磁极交错式排列结构固连在附加右动力输出板(22)一侧，所述附加左动力永磁体(23)为轴向式充磁，并以磁极交错式排列结构固连在附加右动力输出板(22)另一侧，以组成多个多轴径向平衡式环板永磁齿轮。
10、进一步地，所述左动力输出板、中动力输出板和右动力输出板均由导磁性材料构成。
11、进一步地，所述径向环板、左轴向环板和右轴向环板均由导磁性材料构成。
12、进一步地，所述径向充磁永磁体与左轴向充磁永磁体及右轴向充磁永磁体的磁极对数相等，均为ph；所述中动力永磁体与左动力永磁体及右动力永磁体的磁极对数相等，均为pl；所述pl与ph满足1≤ph-pl≤3。
13、进一步地，所述n优选为1、2或3。即，所述环板总成为一组或多组，即所述多轴径向平衡式环板永磁齿轮既可由动力输入总成、动力输出总成及一组环板总成组成(图1和图2所示)的单环板传动装置；也可将两组环板总成串联成(如图3何图4所示)双环板装置；还可将三组或三组以上环板总成串联成三组或三组以上环板装置。
14、进一步的，将图1(图2)所示的单环板传动装置串联成图3(图4)所示的双环板传动装置后，所述偏心轴有两个偏心轴颈且其相位差为180度，此时环板总成为两组；组成三环板传动装置后，偏心轴应有三个偏心轴颈且其相位差为120度，此时环板总成为三组；组成n个环板装置后，偏心轴有n个偏心轴颈且其相位差本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多轴径向平衡式环板永磁齿轮，其特征在于，包括：动力输入总成、动力输出总成和N组环板总成；所述N为大于等于1的自然数；
2.根据权利要求1所述多轴径向平衡式环板永磁齿轮，其特征在于，所述左动力输出板(15)、中动力输出板(10)和右动力输出板(5)均由导磁性材料构成。
3.根据权利要求1所述多轴径向平衡式环板永磁齿轮，其特征在于，所述径向环板(1)、左轴向环板(18)和右轴向环板(19)均由导磁性材料构成。
4.根据权利要求1所述多轴径向平衡式环板永磁齿轮，其特征在于，所述径向充磁永磁体(12)与左轴向充磁永磁体(13)及右轴向充磁永磁体(9)的磁极对数相等，均为Ph；所述中动力永磁体(11)与左动力永磁体(14)及右动力永磁体(6)的磁极对数相等，均为Pl；所述Pl与Ph满足1≤Ph-Pl≤3。
5.根据权利要求1所述多轴径向平衡式环板永磁齿轮，其特征在于，所述N优选为1、2或3。
6.根据权利要求1所述多轴径向平衡式环板永磁齿轮，其特征在于，环板总成为N组，组成N个环板装置后，偏心轴(3)有N个偏心轴颈且其相位
7.根据权利要求1所述多轴径向平衡式环板永磁齿轮，其特征在于，所述多轴径向平衡式环板永磁齿轮也可取消径向充磁永磁体(12)及中动力永磁体(11)，形成多轴轴向式环板永磁齿轮。
...【技术特征摘要】
1.一种多轴径向平衡式环板永磁齿轮，其特征在于，包括：动力输入总成、动力输出总成和n组环板总成；所述n为大于等于1的自然数；
2.根据权利要求1所述多轴径向平衡式环板永磁齿轮，其特征在于，所述左动力输出板(15)、中动力输出板(10)和右动力输出板(5)均由导磁性材料构成。
3.根据权利要求1所述多轴径向平衡式环板永磁齿轮，其特征在于，所述径向环板(1)、左轴向环板(18)和右轴向环板(19)均由导磁性材料构成。
4.根据权利要求1所述多轴径向平衡式环板永磁齿轮，其特征在于，所述径向充磁永磁体(12)与左轴向充磁永磁体(13)及右轴向充磁永磁体(9)的磁极对数...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛研军，刘东宁，董法强，陈冰，杨均悦，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：发明
国别省市：
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