[发明专利]一种可变磁极对数的盘式磁力齿轮

说明书

本发明涉及机械工程中的传动技术领域，具体是一种可变磁极对数的盘式磁力齿轮，由永磁体盘总成Ⅰ，永磁体盘总成Ⅱ及调磁装置组成，调磁装置安装于永磁体盘总成Ⅰ与永磁体盘总成Ⅱ之间，调磁装置包括调磁极片与调磁块支架，调磁极片配合安装固定与支架上。将永磁体部分铸成的圆台形状并径向充磁，同时在永磁体末端套上软磁材料的永磁体套筒以减少漏磁。部分永磁体套筒后连接小锥齿轮，与大锥齿轮套筒啮合。大锥齿轮发生相对转动就可以改变永磁体盘的等效磁极对数，进而改变盘式磁力齿轮的传动比。

技术领域

本发明涉及机械工程中的传动技术领域，是一种非接触式传动方式，具体是一种可变磁极对数的盘式磁力齿轮，它可以通过旋转永磁体来改变正对调磁装置面的磁性，从而改变永磁体盘总成Ⅰ，永磁体盘总成Ⅱ的永磁体等效磁极对数，实现对传统比的改变。

背景技术

近年来，随着铁钕硼等新型永磁材料的提出与发展，磁力传动结构也得到了巨大的进步，如磁力耦合器与磁力齿轮被提出以代替传统的调速设备，磁力齿轮可以应用于永磁同步电机中。

机械齿轮通常用于工业传动领域。但是，在操作过程中会出现摩擦磨损和过热。此外，在过载条件下，它很容易损坏，需要润滑和定期维护。近年来，随着永磁材料的发展，磁力齿轮的结构被提出用来代替传统的调速设备。磁性齿轮的出现大大改变了上述情况。与机械齿轮相比，磁性齿轮具有显著的潜在优势，例如降低噪音及过载保护。

在IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS期刊上发表的文献“Design and Analysisof Electromagnetic Gears With Variable Gear Ratios”中提出了具有可变传动比的电磁齿轮。通过对直流磁场绕组进行适当的励磁，可以获得不同的极对或传动比，同时还可以根据不同的应用调整其传输扭矩。同时，与传统的机械变速齿轮相比，具有过载保护的优点。但是近年文献中没有对轴向磁力齿轮变传动比的研究，且文献多集中于电磁激励改变磁性，没有从机械结构考虑。

在IEEE ROBOTICS AND AUTOMATION LETTERS期刊上发表的文献“MechanicalVariable Magnetic Gear Transmission:Concept and Preliminary Research”本文提出了机械可变传动比的同轴式磁力齿轮，没有讨论相关的盘式磁力齿轮结构。

发明内容

本发明提出了一种可变磁极对数的盘式磁力齿轮，它可以通过旋转永磁体来改变永磁体的正对调磁装置面的磁性，将紧密排布的同磁性的小永磁体块等效为大永磁体块后，可以得到永磁体盘的等效磁极对数。同时改变永磁体盘总成Ⅰ，永磁体盘总成Ⅱ的等效磁极对数即可改变磁力齿轮的传动比。在主动与从动盘轭铁中同时设有凹槽，可以将圆台状永磁体嵌入其中，同时在永磁体末端套上套筒以减少漏磁，部分套筒上连接有小锥齿轮，可以通过与大锥齿轮套筒的啮合进行转动，从而带动永磁体转动。

一种可变磁极对数的盘式磁力齿轮，由永磁体盘总成Ⅰ，永磁体盘总成Ⅱ与调磁装置组成；其中永磁体盘总成Ⅰ包括主动盘轭铁、永磁体Ⅰ、小锥齿轮、永磁体Ⅰ套筒、主动轴、大锥齿轮套筒、小锥齿轮旋转支架、铝合金支架；永磁体Ⅰ嵌入主动盘轭铁中形成主动永磁体盘，主动永磁体盘通过键与主动轴连接，永磁体Ⅰ末端套有永磁体Ⅰ套筒，永磁体Ⅰ套筒中设有凸起可以与永磁体Ⅰ末端凹槽配合作花键使用传递扭矩，在需要旋转的永磁体套筒上通过键连接到小锥齿轮转轴，小锥齿轮转轴还通过键连接有小锥齿轮，小锥齿轮与大锥齿轮套筒啮合，大锥齿轮套筒连接在主动轴上。同时为了减少永磁体Ⅰ旋转所需的力，在需要旋转的永磁体Ⅰ嵌入的主动盘轭铁槽中焊接有铝合金支架。并在主动盘轭铁后通过螺钉连接有小锥齿轮旋转支架用以支撑小锥齿轮，可以使小锥齿轮绕永磁体Ⅰ轴心转动。

永磁体盘总成Ⅰ，永磁体盘总成Ⅱ与调磁装置同轴心安装，调磁装置安装在永磁体盘总成Ⅰ与永磁体盘总成Ⅱ之间并与永磁体盘总成Ⅰ与永磁体盘总成Ⅱ无接触，调磁装置通过外圈螺栓与外界基座固定。永磁体盘总成Ⅰ与调磁装置之间间隔2-4mm，调磁装置与永磁体盘总成Ⅱ间隔2-4mm。