[发明专利]压电挤压式磁流变离合器及其传递扭矩计算方法

权利要求书

1.压电挤压式磁流变离合器，其特征在于：包括设有圆柱形通孔的壳体(1)，所述壳体(1)的两端分别设有封闭通孔的外端盖(4)，所述壳体(1)内设有线圈(2)，所述通孔内设有主动盘(5)和从动盘(14)，所述主动盘(5)与从动盘(14)之间设有磁流变液(10)，所述主动盘(5)的工作面设有至少两圈同心凸条，所述凸条与主动盘(5)同圆心，所述从动盘(14)的工作面开有至少两圈与凸条相适配的凹槽，所述主动盘(5)上连有穿出一侧外端盖(4)的主动轴(9)，所述从动盘(14)上连有穿出另一侧外端盖(4)的从动轴(12)，所述从动盘(14)上设有驱动从动盘(14)沿轴向朝向主动盘(5)运动的叠堆型压电驱动器(13)，所述主动轴(9)上设有当主动盘(5)与从动盘(14)之间空间变小时容纳多余磁流变液(10)的微调装置。

2.如权利要求1所述的压电挤压式磁流变离合器，其特征在于：所述主动盘(5)的直径大于从动盘(14)直径，所述从动盘(14)的外圈套有一圈隔磁环(3)，所述隔磁环(3)与从动盘(14)侧壁之间还设有密封装置(15)，所述隔磁环(3)的一侧平面侧壁与主动盘(5)之间通过螺栓固定连接，所述隔磁环(3)的另一侧平面侧壁通过螺栓与辅助环(16)的一侧平面侧壁固定连接，所述辅助环(16)的另一侧平面上固定有内端盖(11)，所述叠堆型压电驱动器(13)设置在从动盘(14)与内端盖(11)之间。

3.如权利要求1所述的压电挤压式磁流变离合器，其特征在于：所述主动轴(9)为空心轴，所述主动轴(9)的空心部分由外至内依次设有固定螺母(8)、复位弹簧(7)、活塞(6)，所述活塞(6)的一侧与磁流变液(10)接触。

4.如权利要求1所述的压电挤压式磁流变离合器，其特征在于：所述从动盘(14)相邻两条凹槽之间凸出的部分也与主动盘(5)相邻两条凸条之间下凹的部分相适配。

5.如权利要求1所述的压电挤压式磁流变离合器，其特征在于：所述凸条的横截面为梯形。

6.一种如权利要求1所述压电挤压式磁流变离合器的传递扭矩计算方法：其特征在于：离合器传递转矩T_挤为：

式中：

τ1=9πμ0μfβ2r3(H(1-αβ))2Φ2d3Σk(iμ+γk)(4k-(iμ+γk)2-(jμ)2)((iμ+γk)2+(jμ)2+k2)7/2;]]>

τ2=K2Mka(Vnd33-x)A;]]>

β=μp-μfμp+2μf;α=-2er3·4πμ0μfm2;]]>

R³=R₁³-R₂³+R₃³-R₄³+…+R_N-1³-R_N³，

R₁～R_N为离合器主、从动盘圆心分别到不同锥形位置的半径；K₁、K₂分别为τ₁、τ₂的影响因子，为离合器主／从动盘的圆锥顶角的一半，μ₀为真空磁导率，μ_f为基体相对磁导率，μ_p为颗粒相对磁导率，r为颗粒半径，H为外加磁场强度，Φ为颗粒体积比浓度，i、j、k为整数且从1到∞，m为磁偶极矩，γ为剪切应变，a为相邻链与链之间的间隔，d为链内颗粒间距，M为磁性颗粒被挤压后摩擦引起的摩擦角的正切值，k_a为压电叠堆刚度，V为压电叠堆输入电压(其范围为0～150V)，n为压电叠堆层数，d₃₃为压电叠堆的压电常数，x为压电叠堆位移，A为活塞的面积。