本實用新型涉及一種傳動裝置，尤其涉及一種形狀記憶合金與磁流變液復(fù)合自加壓傳動裝置，屬于機械動力傳動技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

形狀記憶合金（SMA）和磁流變液（MRF）是兩種力學(xué)性能可由外部激勵源（如熱場、磁場等）進行連續(xù)控制的智能材料。具有一定初始形狀的形狀記憶合金在一定條件下進行一定程度的變形之后，通過適當(dāng)?shù)馗淖儨囟扔謺l(fā)生逆變形，使材料恢復(fù)成初始形狀，在形狀恢復(fù)的過程中，形狀記憶合金若受到約束就會產(chǎn)生很大的回復(fù)力，利用其回復(fù)力可對外做功；磁流變液是在載液中加入微米大小的磁性固體顆粒而形成的懸浮液。在外加磁場作用下，其流變特性發(fā)生急劇變化，即磁流變液可在瞬間由液態(tài)變成固態(tài)，其粘度陡然增大以致失去流動性而產(chǎn)生一定的抗剪切屈服應(yīng)力，通過控制外界磁場大小可實現(xiàn)對磁流變液傳遞轉(zhuǎn)矩的連續(xù)控制。

由于磁流變器件具有結(jié)構(gòu)簡單，響應(yīng)速度快、無極調(diào)速、自動控制等特點，因此對磁流變液在磁流變器件的研究越來越多。但是溫度對磁流變液影響較大，隨著環(huán)境溫度的升高，磁流變液的粘度變化非常大，而黏度的變化又引起剪切應(yīng)力的變化，從而導(dǎo)致高溫條件下磁流變器件傳遞性能不穩(wěn)定甚至是傳動失效。而形狀記憶合金的形狀記憶效應(yīng)可以用于彌補磁流變液在傳動方面存在的缺陷。雖然研究人員對形狀記憶合金和磁流變液在傳動工程領(lǐng)域的單獨應(yīng)用作了大量研究，但是對于形狀記憶合金和磁流變液在傳動裝置中的聯(lián)合應(yīng)用研究還很少。

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提供一種形狀記憶合金與磁流變液復(fù)合自加壓傳動裝置，既能對楔形工作間隙內(nèi)的磁流變液進行自加壓，又能通過形狀記憶合金協(xié)助傳遞轉(zhuǎn)矩，從而通過形狀記憶合金和磁流變液的配合，保證傳動裝置在不同環(huán)境溫度下的傳遞性能。

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：一種形狀記憶合金與磁流變液復(fù)合自加壓傳動裝置，包括主動軸、從動軸、主動內(nèi)圓筒、從動外圓筒、勵磁線圈、以及左端蓋和右端蓋；所述左端蓋和有端蓋分別與從動外圓筒的左右兩端固定連接，所述主動軸的左端穿過右端蓋并延伸至左端蓋，且主動軸分別通過軸承與左端蓋和右端蓋相連，所述從動軸與左端蓋固定連接；其特征在于：所述主動內(nèi)圓筒為兩個，分別靠近左端蓋和右端蓋，主動內(nèi)圓筒均套設(shè)于主動軸上，并與主動軸固定連接，且所述主動內(nèi)圓筒呈橢圓形，其與從動外圓筒之間形成楔形間隙；所述勵磁線圈套設(shè)于主動軸上，并位于兩主動內(nèi)圓筒之間，該勵磁線圈整體也呈橢圓形，其與從動外圓筒之間也形成楔形間隙，且勵磁線圈與從動外圓筒之間的楔形間隙和兩主動內(nèi)圓筒與從動外圓筒之間的楔形間隙相連通，形成楔形工作間隙，在該工作間隙內(nèi)填充有磁流變液；

在主動內(nèi)圓筒上沿其徑向設(shè)有數(shù)個通孔，在該通孔內(nèi)沿主動內(nèi)圓筒徑向設(shè)有一導(dǎo)向桿，該導(dǎo)向桿的一端與主動軸固定連接，在導(dǎo)向桿的另一端設(shè)有一摩擦塊，在摩擦塊上對應(yīng)導(dǎo)向桿設(shè)有導(dǎo)向槽，該摩擦塊通過所述導(dǎo)向槽套設(shè)在導(dǎo)向桿上，并能沿導(dǎo)向桿滑動；在摩擦塊與主動軸之間設(shè)有形狀記憶合金彈簧，所述形狀記憶合金彈簧套設(shè)于導(dǎo)向桿上，在該形狀記憶合金彈簧的作用下，摩擦塊能夠與從動外圓筒內(nèi)壁貼合。

進一步地，在主動內(nèi)圓筒上對應(yīng)各通孔分別設(shè)有一導(dǎo)流孔，所述導(dǎo)流孔的一端與通孔相連通，另一端貫穿主動內(nèi)圓筒外壁，在導(dǎo)流孔遠離通孔的一端設(shè)有過濾膜。

進一步地，在摩擦塊與通孔側(cè)壁之間設(shè)有O型密封圈。

進一步地，在從動外圓筒上，對應(yīng)工作間隙設(shè)有注液孔，在該注液孔上設(shè)有注液螺塞。

進一步地，在右端蓋外側(cè)設(shè)有一軸承定位端蓋，所述軸承定位端蓋套設(shè)在主動軸上，并與右端蓋固定連接；在軸承定位端蓋主動軸之間還設(shè)有一油封。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點：

1.由于主動內(nèi)圓筒與從動外圓筒之間、以及勵磁線圈與從動外圓筒之間形成的是楔形工作間隙，當(dāng)主動內(nèi)圓筒及勵磁線圈隨主動軸轉(zhuǎn)動時，楔形工作間隙內(nèi)的磁流變液就會受到擠壓而產(chǎn)生擠壓強化效應(yīng)，并且擠壓強化效應(yīng)隨著外加磁場的增加而增強，提高了傳遞裝置的傳遞效率。

2.當(dāng)楔形工作間隙內(nèi)的磁流變液受到擠壓時，磁流變液中的載液也會順著導(dǎo)流孔流入形狀記憶合金內(nèi)腔，增大了內(nèi)腔的壓力，從而推動摩擦塊與從動外圓筒內(nèi)壁的貼合，同時，工作間隙中的磁流變液的磁性顆粒濃度增大，使得磁流變液的磁流變效應(yīng)顯著增強，提高了固化效率以及固化后的穩(wěn)定性，從而進一步提高了傳動裝置的傳遞功率。

3.在工作環(huán)境溫度升高使磁流變液傳遞性能下降時，形狀記憶合金彈簧在熱效應(yīng)作用下產(chǎn)生推力推動摩擦塊向從動外圓筒內(nèi)壁方向運動，使摩擦塊與從外圓筒內(nèi)壁進一步的貼緊，從而保證了傳動裝置在不同溫度下的傳遞性能。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1沿A—A向的剖視圖。

圖3為形狀記憶合金傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1—主動軸，2—從動軸，3—主動內(nèi)圓筒，4—從動外圓筒，5—勵磁線圈，6—左端蓋，7—右端蓋，8—楔形工作間隙，9—導(dǎo)向桿，10—摩擦塊，11—形狀記憶合金彈簧，12—O型密封圈，13—導(dǎo)流孔，14—過濾膜，15—注液螺塞，16—軸承定位端蓋，17—油封。

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一步說明。

實施例：參見圖1、圖2以及圖3，一種形狀記憶合金與磁流變液復(fù)合自加壓傳動裝置，包括主動軸1、從動軸2、主動內(nèi)圓筒3、從動外圓筒4、勵磁線圈5、以及左端蓋6和右端蓋7；其中主動內(nèi)圓筒3、從動外圓筒4采用軟磁材料制成，左端蓋6、右端蓋7和軸承定位端蓋16采用非導(dǎo)磁材料。所述左端蓋6和有端蓋分別與從動外圓筒4的左右兩端固定連接，所述主動軸1的左端穿過右端蓋7并延伸至左端蓋6，且主動軸1分別通過軸承與左端蓋6和右端蓋7相連，使主動軸1能夠自由轉(zhuǎn)動；其中，在左端蓋6內(nèi)側(cè)對應(yīng)軸承設(shè)有軸承座（槽），主動軸1的左端通過軸承與軸承座的配合與左端蓋6相連。所述從動軸2與左端蓋6固定連接；具體實施時，該從動軸2與左端蓋6一體成型，從而使從動軸2與左端蓋6形成的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好。

所述主動內(nèi)圓筒3為兩個，分別靠近左端蓋6和右端蓋7，主動內(nèi)圓筒3均套設(shè)于主動軸1上，并與主動軸1固定連接，且所述主動內(nèi)圓筒3呈橢圓形，其與從動外圓筒4之間形成楔形間隙。所述勵磁線圈5套設(shè)于主動軸1上，并位于兩主動內(nèi)圓筒3之間，為更好地進行力傳遞，所述勵磁線圈5與主動軸1緊固在一起，并能隨主動軸1轉(zhuǎn)動。該勵磁線圈5整體也呈橢圓形，其與從動外圓筒4之間也形成楔形間隙，且勵磁線圈5與從動外圓筒4之間的楔形間隙和兩主動內(nèi)圓筒3與從動外圓筒4之間的楔形間隙相連通，形成楔形工作間隙8，在該工作間隙內(nèi)填充有磁流變液。在從動外圓筒4上，對應(yīng)工作間隙設(shè)有注液孔，在該注液孔上設(shè)有注液螺塞15，通過該注液螺塞15能夠?qū)⒆⒁嚎追忾]；以便于往工作間隙內(nèi)注入磁流變液。由勵磁線圈5、楔形工作間隙8以及磁流變液形成磁流變液傳遞機構(gòu)，當(dāng)勵磁線圈5通電后，即可產(chǎn)生磁場，在磁場的作用下，磁流變液固化，使主動內(nèi)圓筒3通過固化后的磁流變液帶動從動外圓筒4一起轉(zhuǎn)動。由于在主動軸1（帶動主動內(nèi)圓筒3和勵磁線圈5）轉(zhuǎn)動過程中，楔形工作間隙8內(nèi)的磁流變液受到擠壓，從而能夠提高磁流變液的固化效率。

在主動內(nèi)圓筒3上沿其徑向設(shè)有數(shù)個通孔，具體實施時，所述通孔為4個，并繞主動內(nèi)圓筒3一周均勻分布，使轉(zhuǎn)矩傳遞過程中穩(wěn)定性更好。在該通孔內(nèi)沿主動內(nèi)圓筒3徑向設(shè)有一導(dǎo)向桿9，該導(dǎo)向桿9的一端與主動軸1固定連接，在導(dǎo)向桿9的另一端設(shè)有一摩擦塊10；其中，所述摩擦塊10的剖面呈T型，其靠近從動外圓筒4內(nèi)壁的一端呈與從動外圓筒4內(nèi)壁相一致的弧形，從而使摩擦塊10與從動外圓筒4內(nèi)壁貼合時面積更大，摩擦力更大，有效提高傳遞性能。在摩擦塊10上對應(yīng)導(dǎo)向桿9設(shè)有導(dǎo)向槽，該摩擦塊10通過所述導(dǎo)向槽套設(shè)在導(dǎo)向桿9上，并能沿導(dǎo)向桿9滑動；在摩擦塊10與通孔側(cè)壁之間設(shè)有O型密封圈12，使摩擦塊10、主動軸1以及通孔側(cè)壁之間形成形狀記憶合金內(nèi)腔。在摩擦塊10與主動軸1之間（形狀記憶合金內(nèi)腔內(nèi)）設(shè)有形狀記憶合金彈簧11，所述形狀記憶合金彈簧11套設(shè)于導(dǎo)向桿9上，在該形狀記憶合金彈簧11的作用下，摩擦塊10能夠與從動外圓筒4內(nèi)壁貼合。

在主動內(nèi)圓筒3上對應(yīng)各通孔分別設(shè)有一導(dǎo)流孔13，所述導(dǎo)流孔13的一端與通孔相連通，另一端貫穿主動內(nèi)圓筒3外壁，從而使形狀記憶合金內(nèi)腔與楔形工作空間相連通。在導(dǎo)流孔13遠離通孔的一端設(shè)有過濾膜14；通過該過濾膜14能夠?qū)⒋帕髯円褐械拇判灶w粒與載液分離，從而使磁流變液中的載液進入形狀記憶合金空腔中。當(dāng)楔形工作間隙8內(nèi)的磁流變液受到擠壓時，磁流變液中的載液也會順著導(dǎo)流孔13流入形狀記憶合金內(nèi)腔，增大了內(nèi)腔的壓力，從而推動摩擦塊10與從動外圓筒4內(nèi)壁的貼合，同時，工作間隙中的磁流變液的磁性顆粒濃度（百分比）增大，使得磁流變液的磁流變效應(yīng)顯著增強，提高了固化效率以及固化后的穩(wěn)定性，從而進一步提高了傳動裝置的傳遞功率。

當(dāng)溫度升高而使磁流變液傳遞性能下降時，所述導(dǎo)流孔13可以將楔形工作間隙8內(nèi)的磁流變液導(dǎo)入形狀記憶合金內(nèi)腔，形狀記憶合金彈簧11在熱效應(yīng)的作用下伸長從而推動摩擦塊10逐漸靠近從動外圓筒4的內(nèi)壁，保證了傳動裝置在高溫時的傳遞功率。

在右端蓋7外側(cè)設(shè)有一軸承定位端蓋16，所述軸承定位端蓋16套設(shè)在主動軸1上，并與右端蓋7固定連接；在軸承定位端蓋16主動軸1之間還設(shè)有一油封17。

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。