[发明专利]一种磁力齿轮传动结构

说明书

本发明针对传统磁力齿轮采用两个齿轮外圆径向磁力线耦合区间太小而存在导致传递扭矩小的缺点，提供了一种具有较高传动扭矩、可高速运转、同时保留传统磁力齿轮其它特点的磁力齿轮传动结构。传动结构由一对基本结构相同的磁力齿轮组成，其基本结构在于磁力齿轮本身由多种功能材料组合而成，所述磁力齿轮的内园基体部分为非磁性材料制成，所述磁力齿轮的次外圆部分为均匀排布的多块强永磁材料，其全部永磁材料的磁力线均为轴向，但排布的每一块永磁材料与其相邻另一块永磁材料的磁场方向正好相反，所述磁力齿轮的外圆部分为高强度材料制成的保护套。工作时，所述磁力齿轮的主动轮与被动轮进行传动时，主动轮的侧面与被动轮的侧面靠近但不接触，所述的两个磁力齿轮在其靠近的侧面形成一定区间的磁力耦合区，通过较大的磁力耦合区间实现所述增大磁力齿轮传动扭矩的目的。

技术领域

本发明属于机械动力传动领域，涉及一种适用于非接触式永磁力齿轮传动结构，特别是用于不同轴线的齿轮传动结构。

背景技术

工业应用中，很多需要传动变速或者换向的场合，一般都是采用常用的齿轮进行变速或者换向传动，这类常规的齿轮传动装置虽然结构简单，但由于其需要接触传动，导致一是需要外加润滑剂改善其磨损，二是工作时的冲击噪音等问题，同时还存在磨损和破损等需要定期维护等问题，在一些需要高真空、高洁净、高可靠性的环境中还不适合使用。

相较而言，磁传动是通过强磁体磁场来传递动力的一种非接触式传动装置，不存在噪声、震动、摩擦损耗以及润滑等问题，而且能够实现输入与输出之间的物理隔离。在机械传动的主要指标中，转矩传递能力一直是磁传动机构的重要性能指标，长期以来，传动方式的基本结构、永磁材料性能及结构的限制，导致磁传动的转矩相对较低。近年来，随着高性能钕铁硼永磁材料的出现，为了能够实现磁传动转矩传递能力的突破，有关磁传动新型结构的探索再次成为国内外学者的研究热点，并且在同轴线磁传动方面已经取得了较大的突破，并在各领域上获得广泛的应用。但是，在不同轴线的磁齿轮传动方面，目前采用几乎都是由多块具有径向磁场磁块组成的磁力齿轮，依靠磁力齿轮外圆表面径向磁场的磁力线耦合进行传动，由于进行传动的两个圆形磁齿轮之间磁力线耦合的区间很小，因而能传递的扭矩自然不可能太大。因此，研究开发一种新型不同轴的磁力齿轮传动结构、特别是可应用在工业传动上具有较大扭矩和高速传动的场合上具有重要的理论意义和实用工程价值。

发明内容

技术问题：本发明针对传统磁力齿轮采用两个齿轮外圆径向磁力线耦合区间太小而存在导致传递扭矩小的缺点，提供了一种具有较高传动扭矩、可高速运转、同时保留传统磁力齿轮其它特点的磁力齿轮传动结构。

技术方案：本发明的一种磁力齿轮传动结构，由一对基本结构相同的磁力齿轮组成，其基本结构在于磁力齿轮本身由多种功能材料组合而成，所述磁力齿轮的内园基体部分为非磁性材料制成，所述磁力齿轮的次外圆部分为均匀排布的多块强永磁材料，其全部永磁材料的磁力线均为轴向，但排布的每一块永磁材料与其相邻另一块永磁材料的磁场方向正好相反，所述磁力齿轮的外圆部分为高强度材料制成的保护套。

工作时，所述磁力齿轮的主动轮与被动轮进行传动时，主动轮的侧面与被动轮的侧面靠近但不接触，所述的两个磁力齿轮在其靠近的侧面形成一定区间的磁力耦合区，通过较大的磁力耦合区间实现所述增大磁力齿轮传动扭矩的目的。

在本发明的使用基本方案中，以平行轴齿轮传动机构为例：由两个基本结构相同的磁力齿轮组成一个传动单元，其中主动轮与被动轮的侧面尽量靠近但不接触。工作时，当外力带主动轮旋转时，通过主动轮次外圆侧面均匀分布永磁体的轴向磁力线，与被动轮次外圆侧面均匀分布永磁体的轴向磁力线耦合作用，推动被动轮旋转，实现了两个磁力齿轮在不直接接触的情况下传动扭矩的目的。