一種永磁平面齒輪機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種永磁平面齒輪機(jī)構(gòu)，小圓柱輪與大圓盤軸線正交布局，大圓盤平面布置多圈同心均勻分布的永磁塊，小圓柱輪圓柱面上對應(yīng)同軸布置等直徑多圈極性相反的永磁塊。工作時兩輪的永磁塊嚙合最小氣隙處彼此對正，多組嚙合副上的多個永磁塊參與嚙合且時機(jī)不同步，這樣既提高傳動力矩，也改善了負(fù)載情況下的傳動平穩(wěn)性。兩永磁齒輪采用相同的圓形永磁磁塊，也降低了磁極塊及永磁齒輪的制造難度。
【專利說明】一種永磁平面齒輪機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種永磁齒輪傳動機(jī)構(gòu)，特別涉及一種輸入軸與輸出軸正交的永磁平面齒輪傳動機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁齒輪是利用耦合磁場進(jìn)行傳動，隨著高性能釹鐵硼永磁材料的廣泛使用，永磁齒輪逐步引起重視，與傳統(tǒng)的機(jī)械齒輪相比，永磁齒輪傳動具有非接觸、無磨損、免維護(hù)、低噪聲、過載保護(hù)和裝配精度低等優(yōu)點(diǎn)。但傳遞轉(zhuǎn)矩相對較小，永磁齒輪傳動分外嚙合傳動、內(nèi)嚙合傳動和齒輪齒條傳動等。它們的結(jié)構(gòu)一般是采用徑向交替分布的永磁體的圓環(huán)體或圓柱體，通過異性相吸、同性相斥作用實(shí)現(xiàn)連續(xù)的轉(zhuǎn)矩傳動。
[0003]傳統(tǒng)永磁齒輪是由多個磁極對組成的簡單的圓柱體,如永磁直齒圓柱齒輪,在齒輪工作時只有少數(shù)靠得最近的永磁體參與轉(zhuǎn)矩傳遞，其余大部分永磁體并不參與，造成傳遞轉(zhuǎn)矩較??；為了提高傳遞轉(zhuǎn)矩，國際上相繼出現(xiàn)了多種多磁極對同時嚙合的新型永磁齒輪，如磁場調(diào)制式永磁齒輪，擺線型磁齒輪以及軸向間隙式永磁齒輪等，這些新的磁齒輪的傳動扭矩密度得到了提高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且都是輸入軸與輸出軸只能同軸或同向布局。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)輸入軸與輸出軸正交布局,可以米用永磁圓錐齒輪傳動方式,但圓錐面磁極加工較難，裝配時還要注意大小永磁圓錐齒輪的軸向位置。普通機(jī)械平面齒輪是用一個小的普通圓柱直齒輪與一個正交布局的大齒輪盤嚙合，具有裝配精度要求低，小齒輪簡單等優(yōu)點(diǎn)，但大齒輪盤齒廓復(fù)雜。根據(jù)普通平面齒輪傳動原理和永磁齒輪的特點(diǎn)，提出了一種正交布局的永磁平面齒輪傳動方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]新型永磁平面齒輪機(jī)構(gòu)采用小圓柱輪與大圓盤軸線垂直布局，多組磁極對分布在導(dǎo)磁軟鋼制成的小圓柱輪圓柱面和大圓盤平面端面上。為了改善嚙合磁極對數(shù)不足而使傳遞轉(zhuǎn)矩較小的弊端，采用從動輪大圓盤平面布置多圈同心均勻分布的永磁塊，小圓柱輪圓柱面上對應(yīng)同軸布置等直徑多圈極性相反的永磁塊。
[0006]—種永磁平面齒輪機(jī)構(gòu),該永磁平面齒輪機(jī)構(gòu)米用小圓柱輪與大圓盤軸線垂直布局，小圓柱輪為主動輪，大圓盤為從動輪；從動輪大圓盤平面布置多圈同心均勻分布的永磁塊，小圓柱輪圓柱面上對應(yīng)同軸布置等直徑多圈極性相反的永磁塊。
[0007]從提高傳動轉(zhuǎn)矩方面出發(fā)，又要避免多組嚙合永磁塊的傳動比不一致，從動大圓盤上的各圈永磁塊等間距分布，小圓柱輪圓柱面上各圈永磁塊間距不同；其中，靠近小圓柱輪軸承一側(cè)的永磁塊組間距等于大圓盤最外圈永磁塊間距，與大圓盤內(nèi)圈永磁塊哨合的小圓柱輪永磁塊組間距大于大圓盤最外圈永磁塊間距；在兩個永磁齒輪哨合時，大圓盤最外圈永磁塊與小圓柱輪永磁塊嚙合線速度相等，傳遞的轉(zhuǎn)矩最大；與大圓盤內(nèi)圈永磁塊嚙合的小圓柱輪永磁塊間距較大，小圓柱輪永磁塊的線速度大于大圓盤內(nèi)圈永磁塊的線速度，但由于其永磁塊間距較大，恰好保證在兩輪的永磁塊哨合最小氣隙處對正，此時磁力最大，其他位置氣隙較大，磁力較小，雖然永磁塊位置稍微錯開，對整體力矩傳動影響不大。
[0008]由于多組嚙合副參與傳動，且嚙合時機(jī)不同步，這樣既提高傳動力矩，也改善了負(fù)載情況下的傳動平穩(wěn)性。分布在小圓柱輪圓柱面和大圓盤平面端面上的磁極塊采用相同大小的圓形永磁磁塊，也降低了磁極塊及永磁齒輪的制造難度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1永磁平面齒輪機(jī)構(gòu)正面觀圖。
[0010]圖2永磁平面齒輪機(jī)構(gòu)俯視剖視圖。
[0011]圖中，I主動軸，2主動軸帶座軸承，3小圓柱輪，4S極永磁塊，5N極永磁塊，6固定螺釘，7大圓盤，8從動軸，9從動軸帶座軸承，10支架。
【具體實(shí)施方式】
[0012]結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】:對于附圖1及附圖2所示的永磁平面齒輪機(jī)構(gòu)，是由主動軸1、主動軸帶座軸承2、小圓柱輪3、S極永磁塊4、N極永磁塊5、固定螺釘6、大圓盤7、從動軸8、從動軸帶座軸承9以及支架10組成。
[0013]小圓柱輪3安裝固定在主動軸I的左端，大圓盤7安裝固定在從動軸8的前端，主動軸I通過主動軸帶座軸承2約束轉(zhuǎn)動；從動軸8通過從動軸帶座軸承9約束轉(zhuǎn)動。主動軸帶座軸承2和從動軸帶座軸承9安裝在支架10上，使主動軸I與從動軸8處于垂直正交方位。
[0014]在小圓柱輪3和大圓盤7上分別布置4組圓形永磁塊嚙合鏈。其中，大圓盤7上同心布置的4圈永磁塊鏈,各永磁塊鏈的S極永磁塊和N極永磁塊相間排列，間距相同。小圓柱輪3的圓柱面上對應(yīng)布置了的4個與從動圓盤7上永磁塊相哨合的永磁塊。與大圓盤7內(nèi)圈永磁塊哨合的小圓柱輪3的永磁塊間距較大,與大圓盤7最外圈永磁塊哨合的小圓柱輪3永磁塊間距最小。所有圓形永磁塊為帶圓孔的釹鐵硼強(qiáng)力磁鐵，通過固定螺釘6固定在小圓柱輪3和大圓盤7上，形成永磁平面齒輪機(jī)構(gòu)。
[0015]在運(yùn)轉(zhuǎn)時,大圓盤7最外圈的永磁塊與小圓柱輪3的永磁塊哨合線速度相等,傳遞的轉(zhuǎn)矩最大；大圓盤7內(nèi)圈永磁塊的線速度低于對應(yīng)嚙合小圓柱輪3右側(cè)永磁塊的線速度，為保證磁極對嚙合同步性，小圓柱輪永磁塊的間距加大，使兩輪的磁極對嚙合最小氣隙處對正,此時磁力最大,其他位置氣隙較大,磁力較小,對整體力矩傳動影響不大。4組嚙合鏈上的多對永磁塊不同步嚙合，既提高傳動力矩，也改善了負(fù)載情況下的傳動平穩(wěn)性。
【權(quán)利要求】
1.一種永磁平面齒輪機(jī)構(gòu),其特征在于,該永磁平面齒輪機(jī)構(gòu)米用小圓柱輪與大圓盤軸線垂直布局，小圓柱輪為主動輪，大圓盤為從動輪；從動輪大圓盤平面布置多圈同心均勻分布的永磁塊，小圓柱輪圓柱面上對應(yīng)同軸布置等直徑多圈極性相反的永磁塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁平面齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于，從動大圓盤上的各圈永磁塊等間距分布，小圓柱輪圓柱面上各圈永磁塊間距不同；其中，靠近小圓柱輪軸承一側(cè)的永磁塊組間距等于大圓盤最外圈永磁塊間距，與大圓盤內(nèi)圈永磁塊哨合的小圓柱輪永磁塊組間距大于大圓盤最外圈永磁塊間距；大圓盤最外圈永磁塊與小圓柱輪永磁塊哨合線速度相等，大圓盤內(nèi)圈永磁塊的線速度小于小圓柱輪永磁塊的線速度，在兩輪的永磁塊嚙合最小氣隙處對正；多組哨合永磁塊參與傳動且哨合不同步。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的永磁平面齒輪機(jī)構(gòu)，其特征在于分布在小圓柱輪圓柱面和大圓盤平面端面上的磁極塊采用相同的圓形永磁磁塊。
【文檔編號】H02K51/00GK103427592SQ201310385199
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】戴恒震, 趙文秀, 高鵬, 李昊宇 申請人:大連理工大學(xué)