本實用新型涉及一種傳動裝置，尤其涉及一種溫控式弓形磁流變液與形狀記憶合金擠壓傳動裝置。

背景技術(shù)：

磁流變液和形狀記憶合金是兩種可由外加磁場和溫度場控制的新型功能材料?；诖帕髯円旱牧髯兲匦院托螤钣洃浐辖鸬男螤钣洃浶?yīng)，使其在機(jī)械傳動工程領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。如CN202220651U公開的“形狀記憶合金控制的發(fā)動機(jī)風(fēng)扇”，它利用形狀記憶合金彈簧的感溫特性來實現(xiàn)對磁力大小的控制，進(jìn)而控制風(fēng)扇的風(fēng)量；如CN1210509C公開的“離心式磁流變液離合器”，它利用通電下產(chǎn)生的磁流變效應(yīng)和滑塊離心力的作用輸出轉(zhuǎn)矩；如CN103277471A公開的“磁流變液與形狀記憶合金交替?zhèn)鲃友b置”，它利用形狀記憶合金彈簧可在高溫條件下實現(xiàn)磁流變液和形狀記憶合金交替協(xié)同傳動；如CN103591234A公開的“基于磁流變液和形狀記憶合金的楔形擠壓軟啟動裝置”，它利用磁流變液的擠壓強(qiáng)化效應(yīng)和形狀記憶合金的感溫驅(qū)動效應(yīng)實現(xiàn)了軟啟動裝置在不同溫度條件下的轉(zhuǎn)矩傳遞。

但現(xiàn)有的磁流變液和形狀記憶合金組合傳動裝置，在高溫工況下的傳遞轉(zhuǎn)矩依然較低，并且，隨溫度的變化，傳遞轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定性也較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實用新型的目的在于怎樣解決現(xiàn)有傳動裝置高溫工況傳遞扭矩低，并且隨溫度變化，傳遞轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性差的問題，提供一種溫控式弓形磁流變液與形狀記憶合金擠壓傳動裝置，能夠根據(jù)環(huán)境溫度實時控制勵磁線圈產(chǎn)生的磁場大小和形狀記憶合金彈簧驅(qū)動的磁流變擠壓強(qiáng)化效應(yīng)，從而達(dá)到溫度對傳遞轉(zhuǎn)矩的智能調(diào)控，保證不同溫度環(huán)境下的傳動穩(wěn)定性。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是這樣的：一種溫控式弓形磁流變液與形狀記憶合金擠壓傳動裝置，包括左端蓋、右端蓋、外圓筒、主動軸、從動軸、主動盤以及從動盤，其中，左端蓋和有端蓋分別與外圓筒的兩端固定連接形成殼體，所述主動軸的一端穿過主動盤后伸入殼體內(nèi)，并伸入左端蓋內(nèi)，且通過軸承分別與左端蓋和右端蓋相連，所述從動軸與左端蓋固定連接；所述主動盤和從動盤均套設(shè)于主動軸上，其中，主動盤通過定位螺母與軸肩的配合實現(xiàn)軸向定位，在主動盤與從動軸之間設(shè)有鍵Ⅰ，使主動軸能夠帶動主動盤轉(zhuǎn)動；所述從動盤位于主動盤和左端蓋之間，并能夠沿主動軸移動，在從動盤與外圓筒之間設(shè)有鍵Ⅱ，使從動盤能夠帶動外圓筒轉(zhuǎn)動；其特征在于：在從動盤靠近主動盤的一側(cè)設(shè)有一環(huán)形凸臺，主動盤靠近從動盤的一側(cè)對應(yīng)該環(huán)形凸臺的位置設(shè)有一環(huán)形凹槽，使主動盤靠近從動盤的一側(cè)形成外圓環(huán)和內(nèi)圓環(huán)結(jié)構(gòu)，且主動盤與從動盤之間形成弓形間隙，在該弓形間隙內(nèi)填充有磁流變液；

在主動盤的外圓環(huán)外周面和內(nèi)圓環(huán)外周面上分別設(shè)有外線圈槽和內(nèi)線圈槽，所述外線圈槽和內(nèi)線圈槽分別繞外圓環(huán)和內(nèi)圓環(huán)一周，在外線圈槽和內(nèi)線圈槽內(nèi)分別設(shè)有外勵磁線圈和內(nèi)勵磁線圈；在主動軸的另一端上設(shè)有形狀記憶合金開關(guān)和碳刷滑環(huán)，所述外勵磁線圈和內(nèi)勵磁線圈分別通過導(dǎo)線與形狀記憶合金開關(guān)一端的接線柱相連，所述形狀記憶合金開關(guān)另一端的接線柱通過導(dǎo)線與碳刷滑環(huán)相連；

在從動盤與左端蓋之間設(shè)有數(shù)個形狀記憶合金彈簧。

進(jìn)一步地，在從動軸與左端蓋之間設(shè)有導(dǎo)向裝置，所述導(dǎo)向裝置包括底座和導(dǎo)向軸，其中，所述底座與左端蓋固定連接，其具有導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)向軸的一端與從動盤固定連接，另一端伸入該導(dǎo)向孔內(nèi)；所述形狀記憶合金彈簧套設(shè)于導(dǎo)向軸上，其兩端分別于底座和從動盤固定連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫控式弓形磁流變液與形狀記憶合金擠壓傳動裝置，其特征在于：在主動盤與外圓筒之間、從動盤與外圓筒之間、主動盤與主動軸之間以及從動盤與主動軸之間均設(shè)有密封圈；其中，從動盤移動的過程中，從動盤與外圓筒之間的間隙以及從動盤與從動軸之間的間隙始終由密封圈密封隔斷。

進(jìn)一步地，在從動盤靠近左端蓋的一側(cè)設(shè)有一油封，所述油封套設(shè)于與主動軸上；在從動盤上對應(yīng)該油封設(shè)有一油封槽，該油封通過一密封環(huán)固定在所述油封槽內(nèi)。

進(jìn)一步地，在外勵磁線圈和內(nèi)勵磁線圈之間設(shè)有隔磁環(huán)，所述隔磁環(huán)為兩個，分別嵌入式設(shè)置于環(huán)形凸臺和環(huán)形凹槽底部，當(dāng)環(huán)形凸臺與環(huán)形凹槽底部接觸時，兩隔磁環(huán)能夠接觸，并將外勵磁線圈和內(nèi)勵磁線圈隔開。

進(jìn)一步地，在主軸上延其軸向設(shè)有一中心孔，所述中心孔的一端貫穿主軸靠近左端蓋的一端，另一端延伸至與碳刷滑環(huán)對應(yīng)位置；在主軸位于殼體內(nèi)的部分以及與形狀記憶合金開關(guān)的接線柱和碳刷滑環(huán)相對應(yīng)位置處分別設(shè)有導(dǎo)線孔，與外勵磁線圈和內(nèi)勵磁線圈相連的導(dǎo)線穿過主動盤后從殼體內(nèi)的導(dǎo)線孔進(jìn)入中心孔，然后與形狀記憶合金開關(guān)一端的接線柱相連，形狀記憶合金開關(guān)另一端的接線柱通過導(dǎo)線穿過導(dǎo)線孔和中心孔后與碳刷滑環(huán)相連。

進(jìn)一步地，在主動盤上還設(shè)有一注液孔，所述注液孔與主動盤和從動盤之間的弓形間隙相連通，在該注液孔上設(shè)有與之匹配的注液螺塞。

進(jìn)一步地，在外圓筒靠近左端蓋處繞其一周設(shè)有數(shù)個通氣孔。

進(jìn)一步地，在主動軸遠(yuǎn)離左殼體的一端套設(shè)有一密封蓋，所述密封蓋與有端蓋固定連接，并將右端蓋與主軸之間的軸承固定在有端蓋內(nèi)；在密封蓋與主軸之間設(shè)有毛氈圈。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點：

1、當(dāng)環(huán)境溫度較小(但高于40℃)時，該傳動裝置主要通過主動軸外端的形狀記憶合金開關(guān)的兩接線柱接觸通電，使得勵磁線圈產(chǎn)生磁場作用于磁流變液腔內(nèi)的磁流變液，磁流變液產(chǎn)生剪切屈服應(yīng)力，從而產(chǎn)生傳動轉(zhuǎn)矩傳遞動力。

2、當(dāng)環(huán)境溫度的逐漸增大(高于70℃)時，利用形狀記憶合金彈簧感知工況實時溫度而產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動力，從而推動從動盤軸向移動，擠壓磁流變液腔中的磁流變液，從而使得磁流變效應(yīng)顯著增強(qiáng)，磁流變液的屈服應(yīng)力增大，傳遞效率明顯提高。

3、隨著環(huán)境溫度的繼續(xù)升高，磁流變液的傳動性能下降，但形狀記憶合金彈簧產(chǎn)生的軸向驅(qū)動力增大，從而使得磁流變液的擠壓強(qiáng)化效應(yīng)持續(xù)增強(qiáng)來補(bǔ)償磁流變液因高溫而損失的傳遞轉(zhuǎn)矩。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1—左端蓋，2—右端蓋，3—外圓筒，4—主動軸，5—從動軸，6—主動盤，7—從動盤，8—磁流變液，9—外勵磁線圈，10—內(nèi)勵磁線圈，11—形狀記憶合金開關(guān)，12—碳刷滑環(huán)，13—形狀記憶合金彈簧，14—底座，15—導(dǎo)向軸，16—油封，17—密封環(huán)，18—隔磁環(huán)，19—注液螺塞，20—通氣孔，21—密封蓋。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。

實施例：參見圖1，一種溫控式弓形磁流變液與形狀記憶合金擠壓傳動裝置，包括左端蓋1、右端蓋2、外圓筒3、主動軸4、從動軸5、主動盤6以及從動盤7。其中，左端蓋1和有端蓋分別通過連接螺栓與外圓筒3的兩端固定連接形成殼體；所述主動軸4的一端穿過主動盤6后伸入殼體內(nèi)，并伸入左端蓋1內(nèi)，且通過軸承分別與左端蓋1和右端蓋2相連，所述從動軸5與左端蓋1固定連接。所述主動盤6和從動盤7均套設(shè)于主動軸4上，其中，主動盤6通過定位螺母與軸肩的配合實現(xiàn)軸向定位，在定位螺母與主動盤6之間還設(shè)有緊固環(huán)，以使軸向定位效果更好；在主動盤6與從動軸5之間設(shè)有鍵Ⅰ，使主動軸4能夠帶動主動盤6轉(zhuǎn)動；所述從動盤7位于主動盤6和左端蓋1之間，并能夠沿主動軸4移動，在從動盤7與外圓筒3之間設(shè)有鍵Ⅱ，使從動盤7能夠帶動外圓筒3轉(zhuǎn)動；具體實施時，所述鍵Ⅱ與外圓筒3或從動盤7固定，在從動盤7或外圓筒3上對應(yīng)鍵Ⅱ設(shè)有滑動鍵槽。

在從動盤7靠近主動盤6的一側(cè)設(shè)有一環(huán)形凸臺，主動盤6靠近從動盤7的一側(cè)對應(yīng)該環(huán)形凸臺的位置設(shè)有一環(huán)形凹槽，使主動盤6靠近從動盤7的一側(cè)形成外圓環(huán)和內(nèi)圓環(huán)結(jié)構(gòu)，且主動盤6與從動盤7之間形成弓形間隙，在該弓形間隙內(nèi)填充有磁流變液8。在主動盤6上還設(shè)有一注液孔，所述注液孔與主動盤6和從動盤7之間的弓形間隙相連通，在該注液孔上設(shè)有與之匹配的注液螺塞19；從而便于進(jìn)行加注磁流變液8。具體實施時，在主動盤6與外圓筒3之間、從動盤7與外圓筒3之間、主動盤6與主動軸4之間以及從動盤7與主動軸4之間均設(shè)有密封圈；其中，從動盤7移動的過程中，從動盤7與外圓筒3之間的間隙以及從動盤7與從動軸5之間的間隙始終由密封圈密封隔斷；從而確保整個工作過程中，磁流變液8被封閉在弓形間隙內(nèi)，避免磁流變液8泄露。在從動盤7靠近左端蓋1的一側(cè)設(shè)有一油封16，所述油封16套設(shè)于與主動軸4上；在從動盤7上對應(yīng)該油封16設(shè)有一油封16槽，該油封16通過一密封環(huán)17固定在所述油封16槽內(nèi)；從而進(jìn)一步保證磁流變液8的密閉性。

在主動盤6的外圓環(huán)外周面和內(nèi)圓環(huán)外周面上分別設(shè)有外線圈槽和內(nèi)線圈槽，所述外線圈槽和內(nèi)線圈槽分別繞外圓環(huán)和內(nèi)圓環(huán)一周，在外線圈槽和內(nèi)線圈槽內(nèi)分別設(shè)有外勵磁線圈9和內(nèi)勵磁線圈10；通過外勵磁線圈9和內(nèi)勵磁線圈10分別產(chǎn)生磁場，從而能更快地使磁流變液8產(chǎn)生剪切屈服應(yīng)力，降低響應(yīng)時間。為避免外勵磁線圈9產(chǎn)生的磁場與內(nèi)勵磁線圈10產(chǎn)生的磁場相互干擾，在外勵磁線圈9和內(nèi)勵磁線圈10之間設(shè)有隔磁環(huán)18，所述隔磁環(huán)18為兩個，分別嵌入式設(shè)置于環(huán)形凸臺和環(huán)形凹槽底部，當(dāng)環(huán)形凸臺與環(huán)形凹槽底部接觸時，兩隔磁環(huán)18能夠接觸，并將外勵磁線圈9和內(nèi)勵磁線圈10隔開；具體實施時，兩隔磁環(huán)18同軸設(shè)置，從而能更好地將兩勵磁線圈產(chǎn)生的磁場隔開。

在主動軸4的另一端上設(shè)有形狀記憶合金開關(guān)11和碳刷滑環(huán)12，所述外勵磁線圈9和內(nèi)勵磁線圈10分別通過導(dǎo)線與形狀記憶合金開關(guān)11一端的接線柱相連，所述形狀記憶合金開關(guān)11另一端的接線柱通過導(dǎo)線與碳刷滑環(huán)12相連；在溫度較低時，但高于某一溫度，如高于40度時，通過形狀記憶合金開關(guān)11的兩接線柱的接通，給勵磁線圈通電產(chǎn)生磁場，保證低溫時傳動裝置的正常工作。在主軸上延其軸向設(shè)有一中心孔，所述中心孔的一端貫穿主軸靠近左端蓋1的一端，另一端延伸至與碳刷滑環(huán)12對應(yīng)位置；在主軸位于殼體內(nèi)的部分以及與形狀記憶合金開關(guān)11的接線柱和碳刷滑環(huán)12相對應(yīng)位置處分別設(shè)有導(dǎo)線孔，與外勵磁線圈9和內(nèi)勵磁線圈10相連的導(dǎo)線穿過主動盤6后從殼體內(nèi)的導(dǎo)線孔進(jìn)入中心孔，然后與形狀記憶合金開關(guān)11一端的接線柱相連，形狀記憶合金開關(guān)11另一端的接線柱通過導(dǎo)線穿過導(dǎo)線孔和中心孔后與碳刷滑環(huán)12相連。

在從動盤7與左端蓋1之間設(shè)有數(shù)個形狀記憶合金彈簧13；其中，所述形狀記憶合金彈簧13為至少2個，并繞主動軸4一周均勻分布，從而使推動從動盤7的過程中，更加穩(wěn)定。實際制作過程中，在從動軸5與左端蓋1之間設(shè)有導(dǎo)向裝置，所述導(dǎo)向裝置包括底座14和導(dǎo)向軸15，其中，所述底座14與左端蓋1固定連接，其具有導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)向軸15的一端與從動盤7固定連接，另一端伸入該導(dǎo)向孔內(nèi)；所述形狀記憶合金彈簧13套設(shè)于導(dǎo)向軸15上，其兩端分別于底座14和從動盤7固定連接。

在外圓筒3靠近左端蓋1處繞其一周設(shè)有數(shù)個通氣孔20，從而在外部環(huán)境溫度升高升，外界熱流通過該通氣孔20能夠更快地進(jìn)入殼體內(nèi)；從而提高形狀記憶合金彈簧13的響應(yīng)效率。在主動軸4遠(yuǎn)離左殼體的一端套設(shè)有一密封蓋21，所述密封蓋21與有端蓋固定連接，并將右端蓋2與主軸之間的軸承固定在有端蓋內(nèi)；在密封蓋21與主軸之間設(shè)有毛氈圈。

工作過程中：當(dāng)環(huán)境溫度較小(但高于40℃)時，該傳動裝置主要通過形狀記憶合金開關(guān)11的兩接線柱接觸通電，使得勵磁線圈產(chǎn)生磁場作用于磁流變液8腔內(nèi)的磁流變液8，磁流變液8產(chǎn)生剪切屈服應(yīng)力，從而產(chǎn)生傳動轉(zhuǎn)矩傳遞動力。當(dāng)環(huán)境溫度的逐漸增大(高于70℃)時，利用形狀記憶合金彈簧13感知工況實時溫度而產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動力，從而推動從動盤7軸向移動，擠壓磁流變液8腔中的磁流變液8，從而使得磁流變效應(yīng)顯著增強(qiáng)，磁流變液8的屈服應(yīng)力增大，傳遞效率明顯提高。隨著環(huán)境溫度的繼續(xù)升高，磁流變液8的傳動性能下降，但形狀記憶合金彈簧13產(chǎn)生的軸向驅(qū)動力增大，從而使得磁流變液8的擠壓強(qiáng)化效應(yīng)持續(xù)增強(qiáng)來補(bǔ)償磁流變液8因高溫而損失的傳遞轉(zhuǎn)矩。

最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，那些對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。