[实用新型]少极差偏心盘形磁齿轮的行星轮平衡对称布置新结构

说明书

技术领域

本发明是少极差偏心盘形磁齿轮的行星轮平衡对称布置新结构，是一种质心平衡偏移、结构对称布置的少极差偏心盘形磁齿轮新结构，适用于横向磁场的永磁耦合式和异步感应式的两类少极差磁性传动偏心齿轮副，它是利用磁性齿轮传动技术来实现高转速低力矩机械能与低转速大力矩机械能相互转换的变速传动装置，可直接取代常规的机械齿轮传动变速系统，广泛应用于风力发电、水力发电、电动汽车、船舰驱动及其它需要直驱传动的工业领域。 

背景技术

近年来，随着风力发电、电动汽车等新能源应用领域的发展需求，国内外开始在新型磁性传动技术上实现对机械传动的技术突破，2004年英国和丹麦的学者K.Atallah、D.Howe 和S.D.Calverley提出了磁场调制理论，并基于磁场调制技术具体完成了一种新型径向磁场磁性齿轮样机的设计工作，克服了以往永磁齿轮传动扭矩较小的缺点, 这给永磁材料在机械传动领域的应用开辟了一个重要的研究方向和未来的应用领域；但是，英国人提出的基于磁场调制技术的磁性齿轮新结构采用传递力矩相对较小的径向磁场结构，这种径向磁场结构的磁性齿轮所传递的功率密度和力矩密度都不及横向磁场结构的磁性齿轮。 

针对目前已知的基于磁场调制技术的径向磁场结构的磁性传动齿轮副的缺陷，本案发明人在近期首次提出了“新型横向磁场的少极差磁性传动偏心盘形齿轮副”(201110277432.3和201120350893.4)和“横向磁场的异步感应式少极差磁性传动偏心齿轮副”(201110280089.8和201120353364.X)，以上技术发明对已知的磁性传动从结构到技术原理进行了革命性的突破：第一，结构上突破了径向磁场结构，采用了横向磁场结构，使磁性传动齿轮副更适合于传递更大的力矩；第二，突破了磁场调制技术理论制约，借鉴少齿差行星齿轮传动的技术原理，在国内外首次提出少极差磁场耦合的原理和结构，不仅可取消导磁栅铁芯采用单气隙结构，而且使两轮的磁极耦合度比基于磁场调制技术的磁性齿轮大幅度提高，使得磁性材料在单位体积内所传递的力矩密度成倍提高；第三，进一步突破了主动轮与从动轮纯粹的永久磁场耦合的理论约束，借鉴感应式异步电机的电磁场理论，在国内外首次提出了两轮间的永久磁场与感应电流磁场相互耦合的原理和结构，首次引入异步转矩来实现磁性传动，可极大地节省稀土材料消耗量。 

但就以上两种“少极差磁性传动偏心盘形齿轮副”而言，由于结构上采用少极差的行星轮偏心结构，导致其变速传动时存在不可避免的质量偏心并引发变速机构的振动问题，虽然从工艺上可采取动平衡措施予以改善，但无法从根本上解决其偏心结构的质心偏移问题，故该型结构的磁性传动齿轮副要获得广泛的工业化应用，就必须得解决其偏心结构导致的质量偏移和由此引发的振动问题。 

发明内容

针对业已提出的以上两种“少极差磁性传动偏心盘形齿轮副”的偏心结构缺陷，本技术发明的目的在于提供一种质心平衡偏移、结构对称布置的少极差偏心盘形磁齿轮的行星轮平衡对称布置新结构。本发明的基本构思是：将两副“少极差磁性传动偏心盘形齿轮副”进行结构上的对称组合，将其两个行星轮关于旋转中心轴线对称地安装于偏心轴上，这样就达到利用两副相同的行星轮对称偏心来相互平衡彼此的质量偏移，从而彻底解决其运行时的振动问题。 

以下结合图1来说明这种少极差偏心盘形磁齿轮的行星轮平衡对称布置新结构的原理及结构特征，图中：  1.输入轴，2.轴承一，3.前端盖，4.机壳，5.隔磁环 ，6. 定子磁轭铁芯， 7.定子永磁体，  8.后端盖，  9.轴承二，10.输出轴，11.轴承三，12.芯轴，13.偏心轴 ，14. 轴承四，15. 后浮动转盘，16. 定位销轴， 17.轴承五，18.行星轮一，19. 行星轮二， 20. 轴承六 ，21.前浮动转盘， 22.行星轮磁轭铁芯，23. 行星轮导体栅，24.行星轮永磁体，25. 不锈钢隔磁栅。图中符号标识：N表示极性为N的永磁体，S表示极性为S的永磁体， n₁表示输入轴1的输入转速，n₂表示输出轴10的输出转速，2p₁表示定子永磁体7的分布极数，2p₂表示行星轮永磁体24的分布极数。