專利名稱：新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副，是一種利用磁性齒輪傳動技術(shù)來實現(xiàn)高轉(zhuǎn)速低力矩機械能與低轉(zhuǎn)速大力矩機械能相互轉(zhuǎn)換的變速傳動裝置，可直接取代常規(guī)的機械齒輪傳動變速系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、電動汽車、船艦驅(qū)動及其它需要直接驅(qū)動的工業(yè)傳動領(lǐng)域。
技術(shù)背景 在工業(yè)應(yīng)用的許多傳動領(lǐng)域往往需要實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速大力矩的機械能與高轉(zhuǎn)速低力矩機械能的相互轉(zhuǎn)換，比如風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電領(lǐng)域需要將極低轉(zhuǎn)速且可變的風(fēng)能、水的勢能轉(zhuǎn)換成高轉(zhuǎn)速的發(fā)電用機械動能，電動汽車和潛艇驅(qū)動領(lǐng)域又需要將驅(qū)動電機的高速機械功率變換成轉(zhuǎn)速很低而力矩很大的機械功率。按現(xiàn)有常規(guī)的設(shè)計技術(shù)，極低轉(zhuǎn)速和大力矩會使得電機體積龐大，增加電機單位千瓦數(shù)的材料消耗并使得工程量巨大；為此，現(xiàn)有公知的普遍方法是借助機械齒輪變速傳動技術(shù)來實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速、大力矩的輸出和恒功率調(diào)速范圍的要求，長期以來機械齒輪傳動技術(shù)的基本形式?jīng)]有變化，即始終是依靠機械式齒輪副的兩輪齒的嚙合進(jìn)行傳動。這就給齒輪傳動帶來了一些不可消除的問題，如機械疲勞、摩擦損耗、震動噪音等，盡管可以采用油脂潤滑技術(shù)，但以上問題依舊無法根除，導(dǎo)致使用維護(hù)極其繁瑣，而且機械式齒輪傳動的理論效率最多也只能達(dá)到85%，而常規(guī)高變速比的機械齒輪變速系統(tǒng)傳動效率更低、噪聲更大、可靠性很差，整個傳動系統(tǒng)體積大。固定傳動速比的機械式齒輪副傳動使得需要在更寬轉(zhuǎn)速范圍的多級、分檔調(diào)速機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法適應(yīng)越來越多的無級變速的傳動技術(shù)要求。我國是世界上稀土永磁材料最豐富的國家，大力發(fā)展稀土材料的應(yīng)用對我國有現(xiàn)實的意義。隨著控制技術(shù)的進(jìn)步，稀土永磁材料在電驅(qū)動領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，稀土永磁材料做成的各類電機產(chǎn)品，其單位體積材料傳送的力矩密度大，能源利用效率高而能耗小，顯示出其稀土材料巨大的優(yōu)越性。近年來，隨著風(fēng)力發(fā)電、電動汽車等新能源應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展需求，國內(nèi)外開始在新型磁性傳動技術(shù)上實現(xiàn)對機械傳動的技術(shù)突破，2004年英國工程師從理論和樣機的具體實踐上完成了一種新型徑向磁場磁性齒輪的設(shè)計工作，克服了以往永磁齒輪傳動扭矩較小的缺點，這給永磁材料在機械傳動領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了一個重要的研究方向和未來的應(yīng)用領(lǐng)域；本案發(fā)明人在之前的多項專利申請案(201110142746. 2,201120177813. X,201110170001. 7、201120210494. 8 及 201120327120. 4)中也分別首次提出了新型橫向磁場結(jié)構(gòu)和斜向磁場結(jié)構(gòu)的磁性傳動齒輪副新結(jié)構(gòu)以及其具體應(yīng)用結(jié)構(gòu)。以上提出的關(guān)于磁性齒輪各種新結(jié)構(gòu)方案都有一個共同特點，即都是采用磁場調(diào)制原理來對主動輪和從動輪的不同極數(shù)的永久磁場進(jìn)行調(diào)制，具體在結(jié)構(gòu)上的方法就是在主動輪和從動輪之間加設(shè)了一個具有定向定數(shù)的導(dǎo)磁柵鐵心做導(dǎo)磁極，從而有目的地隔離兩個不同極數(shù)的傳動輪。但是，這種基于磁場調(diào)制技術(shù)而設(shè)計的磁性齒輪從理論原理到結(jié)構(gòu)方案上存在兩大致命的不足第一，從理論上看，起磁場調(diào)制作用的導(dǎo)磁柵鐵心極(齒)數(shù)必須滿足約束條件，從而導(dǎo)致磁性齒輪在運轉(zhuǎn)傳動的任意時刻都只有不到一半的永磁體處于相互磁場耦合的工作狀態(tài)，有一半以上的永磁體磁極處于閑置的非耦合狀態(tài)，即稀土永磁體的利用率理論上就低于50%;第二，從結(jié)構(gòu)上看，加設(shè)導(dǎo)磁柵鐵心必然使磁性齒輪副具有了兩個氣隙，將必然消耗稀土永磁體的大量磁動勢，根據(jù)稀土磁材的退磁特性可知如果不加厚磁極厚度則必然導(dǎo)致處于耦合工作狀態(tài)的永磁體磁通量降低，從而影響所傳遞的扭矩大小。這兩大缺陷導(dǎo)致基于磁場調(diào)制技術(shù)的磁性齒輪所耗用的昂貴稀土材料的量相對比較大。所以，要降低磁性齒輪傳動技術(shù)的成本，就必須從原理上突破磁場調(diào)制技術(shù)的理論約束，并且從結(jié)構(gòu)設(shè)計上跳出雙氣隙的結(jié)構(gòu)制約。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有機械式齒輪傳動技術(shù)存在的問題以及目前公知的、基于磁場調(diào)制技術(shù)的磁性傳動齒輪副的兩大致命缺陷，本技術(shù)發(fā)明的目的在于提供一種新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副新結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的基本構(gòu)思是，借鑒機械齒輪傳動領(lǐng)域的 新型少齒差行星齒輪傳動的原理，將輸入給偏心結(jié)構(gòu)的行星轉(zhuǎn)子的公轉(zhuǎn)通過永磁材料N極與S極異極性相吸引的原理來實現(xiàn)行星轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)，經(jīng)孔銷式輸出結(jié)構(gòu)將行星轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)輸出，從而實現(xiàn)了無機械接觸、無摩擦的動力變速傳動。以下結(jié)合圖I來說明這種新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副的原理及結(jié)構(gòu)特征，圖中項I為定子永磁體，項2為行星轉(zhuǎn)子永磁體，項3為偏心輸入軸，項4為前端蓋，項5為行星轉(zhuǎn)子鐵芯,項6為機殼,項7為銷軸,項8為轉(zhuǎn)動盤，項9為軸承一，項10為輸出軸，項11為后端蓋，項12為軸承二,項13為軸承三,項14為軸承四；圖中符號標(biāo)識N表不極性為N的永磁體，S表不極性為S的永磁體,a表不行星轉(zhuǎn)子鐵芯5與機殼6的偏心距，D1表不定子內(nèi)徑，D2表不行星轉(zhuǎn)子外徑，Ii1 > T1表不偏心輸入軸3的輸入轉(zhuǎn)速和輸入力矩，n2、T2表示輸出軸10的輸出轉(zhuǎn)速和輸出力矩，2Pi表示定子永磁體I的分布極數(shù)，2p 2表示行星轉(zhuǎn)子永磁體2的分布極數(shù)，d。表示銷軸7的外徑，Dh表示行星轉(zhuǎn)子鐵芯5上的銷軸孔的內(nèi)徑。從圖I的工作原理拓?fù)鋱D可知，新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副的工作原理與機械式的K-H-V型少齒差行星齒輪類似偏心輸入軸3帶動行星轉(zhuǎn)子鐵芯5繞旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)，偏心公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子鐵芯5上的行星轉(zhuǎn)子永磁體2與定子永磁體I通過磁場耦合驅(qū)使行星轉(zhuǎn)子鐵芯5繞自身軸線反向自轉(zhuǎn)，再通過孔銷式輸出結(jié)構(gòu)將行星轉(zhuǎn)子鐵芯5的低速自轉(zhuǎn)輸出。從圖I可知第一，從理論上突破了磁場調(diào)制技術(shù)的約束，取消了導(dǎo)磁柵鐵心，兩磁齒輪副上的永磁體呈少極差特征，通過少極差磁場耦合把基于磁場調(diào)制技術(shù)的磁性齒輪小于50%的磁極耦合面積提高到了 70%左右，理論上可以達(dá)到85% ’第二，采用徑向磁場單氣隙結(jié)構(gòu)，比磁場調(diào)制技術(shù)的磁性齒輪減少一個氣隙，從而在達(dá)到相同磁通量的條件下可大大減小永磁體的厚度。新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副的結(jié)構(gòu)特征是—、新型徑向磁場的少極差磁場f禹合式磁性傳動偏心齒輪副由機殼6和其內(nèi)圓上分布的2Pl個定子永磁體I所組成的定子、由行星轉(zhuǎn)子鐵芯5和其外圓上分布的2p2個行星轉(zhuǎn)子永磁體2所組成的行星轉(zhuǎn)子、以及偏心輸入軸3、軸承二 12、軸承三13構(gòu)成一對磁性傳動齒輪副，永久磁場通過定子與轉(zhuǎn)子之間的徑向偏心氣隙而相互耦合，形成磁性傳動齒輪副的偏心徑向磁場；定子永磁體I的分布極對數(shù)P1與行星轉(zhuǎn)子永磁體2的分布極對數(shù)P2為正整數(shù)對，并滿足以下關(guān)系約束P1 > P2，且 I < P「P2 < 4 ；二、新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副的定子與行星轉(zhuǎn)子呈偏心分布結(jié)構(gòu)，由套裝有軸承二 12、軸承三13的偏心輸入軸3將定子與少極差的行星轉(zhuǎn)子連接成偏心結(jié)構(gòu)；其中，行星轉(zhuǎn)子鐵芯5與機殼6的偏心距a、定子內(nèi)SD1、行星轉(zhuǎn)子外徑D2、以及極對數(shù)P1和P2滿足以下結(jié)構(gòu)關(guān)系式約束D1 =P1 "^-P2，且 a=0. 5 X (D「D2)；三、繞偏心輸入軸3中心軸線公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子鐵芯5通過其銷軸孔與銷軸7、轉(zhuǎn)動盤8、輸出軸10連接，將偏心距為a的行星轉(zhuǎn)子鐵芯5的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到輸出軸10旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動的孔銷式結(jié)構(gòu)尺寸銷軸孔內(nèi)徑Dh、銷軸直徑d。必須滿足以下結(jié)構(gòu)關(guān)系約束DH=d0+2a ；四、新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副由螺栓將前端蓋4、后端蓋11與機殼6緊固裝配為整體結(jié)構(gòu)，在輸入力矩T1和輸入轉(zhuǎn)速Ii1已知的條件下，其輸出方式分為兩種第一，為機殼6固定而輸出軸10旋轉(zhuǎn)輸出力矩T2和轉(zhuǎn)速n2,該狀態(tài)的傳動關(guān)系滿足約束JfT1=Iifn2=-P2+ (P1-P2)，其輸入和輸出的旋轉(zhuǎn)方向彼此相反；第二，為輸出軸10固定而機殼6旋轉(zhuǎn)輸出力矩T2和轉(zhuǎn)速n2，該狀態(tài)的傳動關(guān)系滿足約束T2^T1=H1 ^n2=P1 (P1-P2)，其輸入和輸出的旋轉(zhuǎn)方向相同。采用上述技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果與普通機械式齒輪傳動副相比，本發(fā)明涉及的新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副具有如下明顯的優(yōu)勢①能量損耗小，傳動效率高由于消除了普通機械式齒輪傳動副的接觸摩擦，傳動損耗僅僅包括一些鐵心損耗，理論上最高傳動效率可達(dá)到96%，比機械齒輪傳動普遍提聞10% ；②單位體積傳送的轉(zhuǎn)矩密度高，比基于磁場調(diào)制技術(shù)的磁性齒輪傳遞的力矩提高接近一倍；③可靠性高，壽命長由于無機械接觸，故無機械摩損，無需潤滑，清潔、無油污、防塵防水等；④不存在機械齒輪傳動時因齒部嚙合接觸而產(chǎn)生的震動噪音，也不存在機械齒輪在設(shè)計加工上常常需要變位修正的設(shè)計加工繁瑣；⑤具有過載保護(hù)作用，在過載時因主、從動輪滑轉(zhuǎn)而隨時切斷傳動關(guān)系，不會損壞負(fù)載或者原動機，且結(jié)構(gòu)簡單；⑥轉(zhuǎn)速傳動比恒定，轉(zhuǎn)速的動態(tài)瞬時穩(wěn)定度高，運行平穩(wěn)，無機械齒輪因加工精度的間隙而導(dǎo)致的回差問題；另外，與基于磁場調(diào)制技術(shù)的磁性齒輪相比也具有無可比擬的優(yōu)勢⑦傳動比可設(shè)計得更大，一級磁性齒輪副的傳動比就可以達(dá)到100以上，多級少極差磁性齒輪副串聯(lián)可以達(dá)到1000以上，沒有磁場調(diào)制技術(shù)的磁性齒輪副的磁場調(diào)制導(dǎo)磁柵鐵芯的機械強度制約；⑧結(jié)構(gòu)更簡單、更緊湊，體積小、重量輕，比磁場調(diào)制技術(shù)的磁性齒輪副減輕重量可以達(dá)到35%以上⑨節(jié)省稀土永磁材料的單臺消耗，提高單位力矩密度和功率密度達(dá)一倍以上，極大地節(jié)省了單臺裝置的成本。

圖I是新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副的軸向結(jié)構(gòu)全剖面圖。圖2是新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副的徑向結(jié)構(gòu)全剖面圖。
以上圖中I.定子永磁體，2.行星轉(zhuǎn)子永磁體，3.偏心輸入軸，4.前端蓋，
5.行星轉(zhuǎn)子鐵芯，6.機殼，7.銷軸，8.轉(zhuǎn)動盤，9.軸承一，10.輸出軸，11.后端蓋，12.軸承二，13.軸承三，14.軸承四；圖中符號標(biāo)識N表不極性為N的永磁體,S表不極性為S的永磁體，a表不行星轉(zhuǎn)子鐵芯5與機殼6的偏心距，D1表不定子內(nèi)徑,D2表不行星轉(zhuǎn)子外徑,T1表不偏心輸入軸3的輸入轉(zhuǎn)速和輸入力矩，n2、T2表示輸出軸10的輸出轉(zhuǎn)速和輸出力矩，2Pi表示定子永磁體I的分布極數(shù)，2p2表示行星轉(zhuǎn)子永磁體2的分布極數(shù)，d。表示銷軸7的外徑，Dh表示行星轉(zhuǎn)子鐵芯5上的銷軸孔的內(nèi)徑。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明圖I是新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副的軸向結(jié)構(gòu)全剖面圖，圖2是新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副的徑向結(jié)構(gòu)全剖面圖?！膱D2可知新型徑向磁場的少極差磁場稱合式磁性傳動偏心齒輪副的工作原理為偏心輸入軸3帶動行星轉(zhuǎn)子鐵芯5繞旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)，偏心公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子鐵芯5上的行星轉(zhuǎn)子永磁體2與定子永磁體I通過磁場耦合驅(qū)使行星轉(zhuǎn)子鐵芯5繞自身軸線反向自轉(zhuǎn)，再通過孔銷式輸出結(jié)構(gòu)將行星轉(zhuǎn)子鐵芯5的低速自轉(zhuǎn)輸出。從圖I、圖2可以看出新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征如下二、新型徑向磁場的少極差磁場I禹合式磁性傳動偏心齒輪副由機殼6和其內(nèi)圓上分布的2Pl個定子永磁體I所組成的定子、由行星轉(zhuǎn)子鐵芯5和其外圓上分布的2p2個行星轉(zhuǎn)子永磁體2所組成的行星轉(zhuǎn)子、以及偏心輸入軸3、軸承二 12、軸承三13構(gòu)成一對磁性傳動齒輪副，永久磁場通過定子與轉(zhuǎn)子之間的徑向偏心氣隙而相互耦合，形成磁性傳動齒輪副的偏心徑向磁場；定子永磁體I的分布極對數(shù)P1與行星轉(zhuǎn)子永磁體2的分布極對數(shù)P2為正整數(shù)對，并滿足以下關(guān)系約束P1 > P2，且 I 彡 P1-P2 < 4 ；三、新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副的定子與行星轉(zhuǎn)子呈偏心分布結(jié)構(gòu)，由套裝有軸承二 12、軸承三13的偏心輸入軸3將定子與少極差的行星轉(zhuǎn)子連接成偏心結(jié)構(gòu)；其中，行星轉(zhuǎn)子鐵芯5與機殼6的偏心距a、定子內(nèi)SD1、行星轉(zhuǎn)子外徑D2、以及極對數(shù)P1和P2滿足以下結(jié)構(gòu)關(guān)系式約束[0038]D1 ~i~D2 =P1 ~^~p2，且 a=0. 5 X (D「D2)；四、繞偏心輸入軸3中心軸線公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子鐵芯5通過其銷軸孔與銷軸7、轉(zhuǎn)動盤8、輸出軸10連接，將偏心距為a的行星轉(zhuǎn)子鐵芯5的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到輸出軸10旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動的孔銷式結(jié)構(gòu)尺寸銷軸孔內(nèi)徑Dh、銷軸直徑d。必須滿足以下結(jié)構(gòu)關(guān)系約束D11=C^Za ；五、新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副由螺栓將前端蓋4、后端蓋11與機殼6緊固裝配為整體結(jié)構(gòu)，在輸入力矩T1和輸入轉(zhuǎn)速Ii1已知的條件下，其輸出方式分為兩種第一，為機殼6固定而輸出軸10旋轉(zhuǎn)輸出力矩T2和轉(zhuǎn)速n2,該狀態(tài)的傳動關(guān)系滿足約束JfT1=Iifn2=-P2+ (P1-P2)，其輸入和輸出的旋轉(zhuǎn)方向彼此相反；第二，為輸出軸10固定而機殼6旋轉(zhuǎn)輸出力矩T2和轉(zhuǎn)速n2，該狀態(tài)的傳動關(guān)系滿足約束T2^T1=H1 ^n2=P1 (P1-P2)，其輸入和輸出的旋轉(zhuǎn)方向相同。六、新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副的特征是偏心且繞旋轉(zhuǎn)中心軸線公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子是主動輪，行星轉(zhuǎn)子永磁體2用永磁材料制成圓弧扇形的磁 體形式，且按N極S極間隔排列分布的方式安裝緊固于行星轉(zhuǎn)子鐵芯5的外圓上，行星轉(zhuǎn)子鐵芯5由導(dǎo)磁的硅鋼板經(jīng)沖壓加工成片形并疊壓、鉚焊成整體鐵芯，在行星轉(zhuǎn)子鐵芯5的磁軛部位加工有將其自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到輸出軸10旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動的孔銷式結(jié)構(gòu)所需要的圓周均布銷孔。七、新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副的特征是驅(qū)使偏心且繞旋轉(zhuǎn)中心軸線公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子同時產(chǎn)生自轉(zhuǎn)的從動機構(gòu)是定子，定子永磁體I用永磁材料制成圓弧扇形的磁體形式，且按N極S極間隔排列分布的方式安裝緊固于機殼6的內(nèi)孔圓弧面上，機殼6由導(dǎo)磁的鋼板經(jīng)機械切削加工制成。八、新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副的特征是輸出機構(gòu)采用孔銷軸式輸出行星轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)，由銷軸7、轉(zhuǎn)動盤8、輸出軸10、軸承一 9、軸承四14組成，插入行星轉(zhuǎn)子鐵芯5磁軛部位均布銷孔的銷軸7通過軸承四14與轉(zhuǎn)動盤8連接，為滾動摩擦結(jié)構(gòu)；與轉(zhuǎn)動盤8相連的輸出軸10通過軸承一 9與后端蓋11定位并連接。以上所述的僅是本技術(shù)發(fā)明的優(yōu)選實施方式，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本技術(shù)發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干結(jié)構(gòu)變形和改進(jìn)(如將本發(fā)明涉及的磁性齒輪副進(jìn)行多極直軸串聯(lián)即可構(gòu)成多級變速傳動系統(tǒng))，這些也應(yīng)該視為本技術(shù)發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會影響本技術(shù)發(fā)明實施的效果和實用性。
權(quán)利要求1.新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副，其特征是 一、新型徑向磁場的少極差磁場I禹合式磁性傳動偏心齒輪副由機殼(6)和其內(nèi)圓上分布的2Pl個定子永磁體(I)所組成的定子、由行星轉(zhuǎn)子鐵芯(5)和其外圓上分布的2 2個行星轉(zhuǎn)子永磁體⑵所組成的行星轉(zhuǎn)子、以及偏心輸入軸(3)、軸承二(12)、軸承三(13)構(gòu)成一對磁性傳動齒輪副，永久磁場通過定子與轉(zhuǎn)子之間的徑向偏心氣隙而相互稱合，形成磁性傳動齒輪副的偏心徑向磁場；定子永磁體(I)的分布極對數(shù)P1與行星轉(zhuǎn)子永磁體(2)的分布極對數(shù)P2為正整數(shù)對，并滿足以下關(guān)系約束 P1 > P2，且 I < P1-P2 < 4 ； 二、新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副的定子與行星轉(zhuǎn)子呈偏心分布結(jié)構(gòu)，由套裝有軸承二(12)、軸承三(13)的偏心輸入軸(3)將定子與少極差的行星轉(zhuǎn)子連接成偏心結(jié)構(gòu)；其中，行星轉(zhuǎn)子鐵芯(5)與機殼(6)的偏心距a、定子內(nèi)SD1、行星轉(zhuǎn)子外徑D2、以及極對數(shù)P1和P2滿足以下結(jié)構(gòu)關(guān)系式約束D1 +D2 =P1-^P2，且 a=0. 5 X (D1-D2)； 三、繞偏心輸入軸(3)中心軸線公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子鐵芯(5)通過其銷軸孔與銷軸(7)、轉(zhuǎn)動盤(8)、輸出軸(10)連接，將偏心距為a的行星轉(zhuǎn)子鐵芯(5)的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到輸出軸(10)旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動的孔銷式結(jié)構(gòu)尺寸銷軸孔內(nèi)徑Dh、銷軸直徑d。必須滿足以下結(jié)構(gòu)關(guān)系約束DH=d0+2a ； 四、新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副由螺栓將前端蓋(4)、后端蓋(11)與機殼(6)緊固裝配為整體結(jié)構(gòu)，在輸入力矩T1和輸入轉(zhuǎn)速Ii1已知的條件下，其輸出方式分為兩種第一，為機殼(6)固定而輸出軸(10)旋轉(zhuǎn)輸出力矩T2和轉(zhuǎn)速n2,該狀態(tài)的傳動關(guān)系滿足約束(P1-P2)，其輸入和輸出的旋轉(zhuǎn)方向彼此相反；第二，為輸出軸(10)固定而機殼(6)旋轉(zhuǎn)輸出力矩T2和轉(zhuǎn)速n 2，該狀態(tài)的傳動關(guān)系滿足約束！L + Tfni + nfPi+(P1-P2),其輸入和輸出的旋轉(zhuǎn)方向相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪畐IJ，其特征是偏心且繞旋轉(zhuǎn)中心軸線公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子是主動輪，行星轉(zhuǎn)子永磁體(2)用永磁材料制成圓弧扇形的磁體形式，且按N極S極間隔排列分布的方式安裝緊固于行星轉(zhuǎn)子鐵芯(5)的外圓上，行星轉(zhuǎn)子鐵芯(5)由導(dǎo)磁的硅鋼板經(jīng)沖壓加工成片形并疊壓、鉚焊成整體鐵芯，在行星轉(zhuǎn)子鐵芯(5)的磁軛部位加工有將其自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換到輸出軸(10)旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動的孔銷式結(jié)構(gòu)所需要的圓周均布銷孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪畐IJ，其特征是驅(qū)使偏心且繞旋轉(zhuǎn)中心軸線公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子同時產(chǎn)生自轉(zhuǎn)的從動機構(gòu)是定子，定子永磁體(I)用永磁材料制成圓弧扇形的磁體形式，且按N極S極間隔排列分布的方式安裝緊固于機殼(6)的內(nèi)孔圓弧面上，機殼(6)由導(dǎo)磁的鋼板經(jīng)機械切削加工制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪畐IJ，其特征是輸出機構(gòu)采用孔銷軸式輸出行星轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)，由銷軸(7)、轉(zhuǎn)動盤(8)、輸出軸(10)、軸承一(9)、軸承四(14)組成，插入行星轉(zhuǎn)子鐵芯(5)磁軛部位均布銷孔的銷軸(7)通過軸承四(14)與轉(zhuǎn)動盤(8)連接，為滾動摩擦結(jié)構(gòu)；與轉(zhuǎn)動盤(8)相連的輸出軸(10)通過軸承一(9)與后端蓋(11)定位并連接。
專利摘要新型徑向磁場的少極差磁場耦合式磁性傳動偏心齒輪副，可廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、電動汽車、船艦驅(qū)動等工業(yè)傳動領(lǐng)域。其特征是由套裝有軸承二12、軸承三13的偏心輸入軸3將其內(nèi)圓分布有2p1個定子永磁體1的定子和其外圓分布有2p2個行星轉(zhuǎn)子永磁體2的行星轉(zhuǎn)子連接成偏心分布結(jié)構(gòu)，磁極數(shù)2p1與2p2間極數(shù)差小，永久體通過定子與轉(zhuǎn)子之間的徑向偏心氣隙形成相互耦合的偏心徑向磁場；繞中心軸線公轉(zhuǎn)的行星轉(zhuǎn)子鐵芯5通過其銷軸孔與銷軸7、轉(zhuǎn)動盤8、輸出軸10所組成的孔銷式輸出機構(gòu)連接并輸出低速自轉(zhuǎn)；兩端由螺栓將前端蓋4、后端蓋11與定子、偏心結(jié)構(gòu)的行星轉(zhuǎn)子緊固裝配為整體結(jié)構(gòu)。
文檔編號H02K51/00GK202488331SQ201120444409
公開日2012年10月10日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者余虹錦 申請人:余虹錦