[发明专利]多层磁啮轮及磁性传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种传动部件和装置，特别涉及一种磁啮轮和以磁体间的相吸和相斥作用来代替机械力作为啮合力的磁性变速传动装置。

背景技术

机械齿轮是目前应用最广泛性能最优良的传动装置。但齿轮有磨损，需润滑，无过载保护功能，其最高线速度不能超过250m/s，且在高速下噪音很大，制造要求也高。

与机械齿轮相比，磁性齿轮具有高机械效率、不接触、噪声低和无磨损等一系列的优点。公开于2001年1月1 7日英国专利EP1069671和公开于1996年10月29日的美国专利5569967两项揭示了两种磁性齿轮结构。其中，EP1069671揭示了一种以同性磁极间的斥力作为啮合来传递力矩的磁性齿轮。但是这种结构的磁齿轮，其最大磁性啮合力甚小。这里的术语啮合力F定义为啮合力乘齿轮半径等于转矩，当负载大时，磁体就相接触，变成机械传动而非磁传动，此时非但传动性能很差，而且会引起不合理的摩擦，甚至撞碎脆性的磁体。美国专利USP5569967揭示了一种靠磁体间的吸力来传递转矩的磁性齿轮，但是最大啮合力也甚小。中国专利申请CN85103467A也提到用磁体间斥力来实现啮合的磁性齿轮，其最大啮合力也是很小的。由上可见，上述专利的共同缺点都是最大啮合力太小，不能应用于较大功率的传输。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种采用多个多层平面磁啮轮的磁性传动装置，其最大啮合力远远大于前述专利所揭示的磁性齿轮。

按照本发明的这种磁性传动装置包含多个多层平面磁啮轮，每个所述多层平面磁啮轮包含：

层叠在一起的多片磁片轮，每片磁片轮包括：

    一块平面圆形基底，所有磁片轮的基底都互相平行；以及

    等间隔地排布在一分度圆上的偶数个磁体，该分度圆位于基底上并且

与基底同心，所有磁体的磁轴都垂直于所述基底平面，并且分度圆上磁

体的极性交替排布，而在平行层叠的两片相邻磁片轮上，所述磁体沿垂

直于基底的方向互相对齐，并且相互对齐的磁体的磁轴方向相同；

多片位于相邻两片层叠的所述磁片轮之间的间隔片；以及

贯穿每片磁片轮中基底的圆心和所述间隔片并且垂直于基底和间隔片的转轴，所属基底和间隔片都固定于转轴上，

两个多层平面磁啮轮相互啮合的方式为，它们的转轴互相平行，其中一个多层平面磁啮轮中的两个相邻磁片轮之间的间隙内都插入有另一个多层平面磁啮轮中的一个磁片轮，并且每个所述多层平面磁啮轮中磁片轮上的所有磁体在各自所属分度圆上具有相同的磁弧距。

本发明的另一个目的是提供一种采用多个多层球面磁啮轮的磁性传动装置，其最大啮合力远远大于前述专利所揭示的磁性齿轮。

按照本发明的这种磁性传动装置包含：

多个多层球面磁啮轮，每个多层球面磁啮轮包含：

层叠在一起的多片磁片轮，其中，每片磁片轮包括：

    球壳形基底，所有磁片轮的球壳形基底都具有相同的球心；以及

    等间隔地排布在一分度圆上的偶数个磁体，该分度圆位于球壳形基底

上并且其圆心位于球壳形基底中心与球心的连线上，所有磁体的磁轴都

指向或反向指向所述基底球心，并且位于分度圆上的磁体的极性交替排

布，而在两片相邻磁片轮上，所述磁体沿指向或反向指向所述基底球心

的方向互相对齐，并且相互对齐的磁体的磁轴方向相同；

多片位于相邻两片层叠的所述磁片轮之间的间隔片；以及

指向所述基底球面的球心并且贯穿各片磁片轮基底球壳中心和所述球壳形间隔片的转轴，所属基底和间隔片都固定于转轴上，

两个多层球面磁啮轮相互啮合的方式为，所有球面基底具有同一球心并且两个转轴的轴线的交点位于该球心，其中一个多层球面磁啮轮中的两个相邻磁片轮之间的间隙内都插入有另一个多层球面磁啮轮中的一个磁片轮。

本发明的另一个目的是提供一种用于在直线运动与圆周运动之间进行转换的磁性传动装置，其最大啮合力远远大于前述专利所揭示的磁性齿轮。

按照本发明的这种磁性传动装置包含：

多层平面磁啮轮，它包含：

    层叠在一起的多片磁片轮，每片磁片轮包括：

        一块平面圆形基底，所有磁片轮的基底都互相平行；以及

        等间隔地排布在一分度圆上的偶数个磁体，该分度圆位于基底上

    并且与基底同心，所有磁体的磁轴都垂直于所述基底平面，并且分度