1.一種用于正交軸傳動的表貼-Halbach陣列式永磁面齒輪組,其特征在于:其組成包括兩個輪,所述的兩個輪均為磁性齒輪,兩個輪分別是圓柱輪(1)和平面輪(2),所述的平面輪(2)水平設(shè)置,所述的圓柱輪(1)設(shè)置在平面輪(2)上方,且圓柱輪(1)和平面輪(2)的輪軸中心線相正交,圓柱輪(1)和平面輪(2)之間留有氣隙;當(dāng)其中一個輪為主動輪時,另外一個輪為從動輪,所述的主動輪通過磁性力帶動從動輪轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于正交軸傳動的表貼-Halbach陣列式永磁面齒輪組,其特征在于:所述的圓柱輪(1)為表貼式圓柱輪,所述的平面輪(2)為Halbach陣列式平面輪;
所述的表貼式圓柱輪包括圓柱輪軛部(4)、多個瓦片形永磁體(5)及多個瓦片形填充物體(6);所述的圓柱輪軛部(4)采用導(dǎo)磁性鐵磁材料制成,所述的圓柱輪軛部(4)設(shè)有軸向中心孔一(4-1),圓柱輪軛部(4)的軸向中心孔一(4-1)的內(nèi)壁上沿軸向開設(shè)有用于與軸系一配合的鍵槽一(4-2);所述的多個瓦片形永磁體(5)包括多個第一型瓦片形永磁體(5-1)和多個第二型瓦片形永磁體(5-2),所述的多個第一型瓦片形永磁體(5-1)和多個第二型瓦片形永磁體(5-2)依次交替且等間距設(shè)置并均通過粘結(jié)方式固定在圓柱輪軛部(4)的外圓周面上,每相鄰設(shè)置的第一型瓦片形永磁體(5-1)和第二型瓦片形永磁體(5-2)之間的間距內(nèi)緊密設(shè)置有一個瓦片形填充物體(6),所述的多個瓦片形填充物體(6)均采用非導(dǎo)磁性材料制成,所述的多個瓦片形填充物體(6)均通過粘結(jié)方式固定在圓柱輪軛部(4)的外圓周面上,多個第一型瓦片形永磁體(5-1)和多個第二型瓦片形永磁體(5-2)均采用徑向充磁或平行充磁,且每相鄰設(shè)置的第一型瓦片形永磁體(5-1)及第二型瓦片形永磁體(5-2)的充磁方向相反;
所述的Halbach陣列式平面輪包括平面輪軛部(11)和多個扇形永磁體(9);所述的平面輪軛部(11)設(shè)有軸向中心孔二(11-1),平面輪軛部(11)的軸向中心孔二(11-1)的內(nèi)壁上沿軸向開設(shè)有用于與軸系二配合的鍵槽二(11-2);所述的多個扇形永磁體(9)包括多個第一型扇形永磁體(9-1)、多個第二型扇形永磁體(9-2)、多個第三型扇形永磁體(9-3)及多個第四型扇形永磁體(9-4);所述的多個第一型扇形永磁體(9-1)、多個第二型扇形永磁體(9-2)、多個第三型扇形永磁體(9-3)及多個第四型扇形永磁體(9-4)均豎直設(shè)置并通過粘結(jié)方式固定在平面輪軛部(11)的上表面的外邊緣處,且多個第一型扇形永磁體(9-1)、多個第二型扇形永磁體(9-2)、多個第三型扇形永磁體(9-3)及多個第四型扇形永磁體(9-4)依次按照第一型扇形永磁體(9-1)、第二型扇形永磁體(9-2)、第三型扇形永磁體(9-3)及第四型扇形永磁體(9-4)的排列順序循環(huán)排列設(shè)置形成圓筒狀的永磁體,多個第一型扇形永磁體(9-1)和多個第三型扇形永磁體(9-3)均采用切向充磁且二者充磁方向相反,每相鄰設(shè)置的第二型扇形永磁體(9-2)和第四型扇形永磁體(9-4)充磁方向與Halbach陣列式平面輪的軸向平行且二者充磁方向相反,平面輪軛部(11)采用非導(dǎo)磁性材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于正交軸傳動的表貼-Halbach陣列式永磁面齒輪組,其特征在于:所述的表貼式圓柱輪還包括前端環(huán)(3-1)、后端環(huán)(3-2)和保護套體(7);所述的前端環(huán)(3-1)和后端環(huán)(3-2)均通過粘結(jié)方式固定設(shè)置在多個瓦片形永磁體(5)及多個瓦片形填充物體(6)的前后兩個端面上,所述的保護套體(7)固套裝在多個瓦片形永磁體(5)及多個瓦片形填充物體(6)的外側(cè),前端環(huán)(3-1)、后端環(huán)(3-2)和保護套體(7)均采用非導(dǎo)磁性材料制成;
所述的Halbach陣列式平面輪還包括上端環(huán)(8)、外保護套(10)及內(nèi)保護套(12);所述的外保護套(10)和內(nèi)保護套(12)分別設(shè)置在多個扇形永磁體(9)的外側(cè)和內(nèi)側(cè),所述的上端環(huán)(8)通過粘結(jié)方式固定在多個扇形永磁體(9)的上端面,上端環(huán)(8)、外保護套(10)及內(nèi)保護套(12)均采用非導(dǎo)磁性材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種用于正交軸傳動的表貼-Halbach陣列式永磁面齒輪組,其特征在于:所述的表貼式圓柱輪的瓦片形永磁體(5)極對數(shù)與Halbach陣列式平面輪的扇形永磁體(9)極對數(shù),應(yīng)滿足如下關(guān)系式:
式中,和分別為表貼式圓柱輪和Halbach陣列式平面輪的轉(zhuǎn)速,為傳動比。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于正交軸傳動的表貼-Halbach陣列式永磁面齒輪組,其特征在于:所述的多個瓦片形永磁體(5)及多個瓦片形填充物體(6)與多個扇形永磁體(9)的厚度均相等,多個瓦片形永磁體(5)及多個瓦片形填充物體(6)的軸向長度與多個扇形永磁體(9)的徑向長度均相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于正交軸傳動的表貼-Halbach陣列式永磁面齒輪組,其特征在于:所述的圓柱輪(1)為Halbach陣列式圓柱輪,所述的平面輪為表貼式平面輪;
所述的Halbach陣列式圓柱輪包括圓柱輪軛部(4)和多個瓦片形永磁體(5);所述的圓柱輪軛部(4)設(shè)有軸向中心孔一(4-1),圓柱輪軛部(4)的軸向中心孔一(4-1)的內(nèi)壁上沿軸向開設(shè)有用于與軸系一配合的鍵槽一(4-2);
所述的多個瓦片形永磁體(5)包括多個第一型瓦片形永磁體(5-1)、多個第二型瓦片形永磁體(5-2)、多個第三型瓦片形永磁體(5-3)及多個第四型瓦片形永磁體(5-4),所述的多個第一型瓦片形永磁體(5-1)、多個第二型瓦片形永磁體(5-2)、多個第三型瓦片形永磁體(5-3)及多個第四型瓦片形永磁體(5-4)均通過粘結(jié)方式固定在圓柱輪軛部(4)的外圓周面上,且多個第一型瓦片形永磁體(5-1)、多個第二型瓦片形永磁體(5-2)、多個第三型瓦片形永磁體(5-3)及多個第四型瓦片形永磁體(5-4)依次按照第一型瓦片形永磁體(5-1)、第二型瓦片形永磁體(5-2)、第三型瓦片形永磁體(5-3)及第四型瓦片形永磁體(5-4)的排列順序循環(huán)排列設(shè)置形成圓環(huán)狀的永磁體,多個第一型瓦片形永磁體(5-1)及多個第三型瓦片形永磁體(5-3)均采用切向充磁,且每相鄰設(shè)置的第一型瓦片形永磁體(5-1)與第三型瓦片形永磁體(5-3)的充磁方向相反,所述的多個第二型瓦片形永磁體(5-2)及第四型瓦片形永磁體(5-4)均采用徑向或平行充磁,且每相鄰設(shè)置的第二型瓦片形永磁體(5-2)與第四型瓦片形永磁體(5-4)的充磁方向相反;
所述的表貼式平面輪包括平面輪軛部(13)、多個扇形填充物體(14)和多個扇形永磁體(9);所述的平面輪軛部(13)采用導(dǎo)磁性材料制成,平面輪軛部(13)設(shè)有軸向中心孔二(13-1),平面輪軛部(13)的軸向中心孔二(13-1)的內(nèi)壁上沿軸向開設(shè)有用于與軸系二配合的鍵槽二(13-2);所述的多個扇形永磁體(9)包括多個第一型扇形永磁體(9-1)和多個第二型扇形永磁體(9-2),所述的多個第一型扇形永磁體(9-1)和多個第二型扇形永磁體(9-2)均依次交替且等間距豎直設(shè)置并通過粘結(jié)方式固定在平面輪軛部(13)的上表面的外周邊緣處,每相鄰設(shè)置的第一型扇形永磁體(9-1)和第二型扇形永磁體(9-2)之間的間距內(nèi)緊密設(shè)置有一個扇形填充物體(14),所述的多個扇形填充物體(14)均采用非導(dǎo)磁性材料制成,所述的多個扇形填充物體(14)均通過粘結(jié)方式固定在平面輪軛部(13)的上表面的外周邊緣處,多個第一型扇形永磁體(9-1)和多個第二型扇形永磁體(9-2)的充磁方向與表貼式平面輪的軸向平行,且每相鄰設(shè)置的第一型扇形永磁體(9-1)和第二型扇形永磁體(9-2)的充磁方向相反,每個扇形填充物體(14)和與其相鄰設(shè)置的第一型扇形永磁體(9-1)或第二型扇形永磁體(9-2)構(gòu)成一個極距,多個瓦片形永磁體(5)的極弧系數(shù)在0.3-0.5之間,多個扇形永磁體(9)的極弧系數(shù)與多個瓦片形填充物體(6)的極弧系數(shù)保持一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于正交軸傳動的表貼-Halbach陣列式永磁面齒輪組,其特征在于:所述的Halbach陣列式圓柱輪還包括前端環(huán)(3-1)、后端環(huán)(3-2)和保護套體(7);所述的前端環(huán)(3-1)和后端環(huán)(3-2)均通過粘結(jié)方式固定設(shè)置在多個瓦片形永磁體(5)的前后兩個端面上,所述的保護套體(7)固套裝在多個瓦片形永磁體(5)的外側(cè),前端環(huán)(3-1)、后端環(huán)(3-2)和保護套體(7)均采用非導(dǎo)磁性材料制成;
所述的表貼式平面輪還包括上端環(huán)(8)、外保護套(10)及內(nèi)保護套(12);所述的外保護套(10)和內(nèi)保護套(12)分別設(shè)置在多個扇形填充物體(14)和多個扇形永磁體(9)的外側(cè)和內(nèi)側(cè),所述的上端環(huán)(8)通過粘結(jié)方式固定在多個扇形填充物體(14)和多個扇形永磁體(9)的上端面,上端環(huán)(8)、外保護套(10)及內(nèi)保護套(12)均采用非導(dǎo)磁性材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種用于正交軸傳動的表貼-Halbach陣列式永磁面齒輪組,其特征在于:所述的Halbach陣列式圓柱輪的瓦片形永磁體(5)極對數(shù)與表貼式平面輪的扇形永磁體(9)極對數(shù),應(yīng)滿足如下關(guān)系式:
式中,和分別為Halbach陣列式圓柱輪和表貼式平面輪的轉(zhuǎn)速,為傳動比。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于正交軸傳動的表貼-Halbach陣列式永磁面齒輪組,其特征在于:所述的多個瓦片形永磁體(5)與多個扇形永磁體(9)以及多個扇形填充物體(14)的厚度均相等,多個瓦片形永磁體(5)的軸向長度與多個扇形永磁體(9)及多個扇形填充物體(14)的徑向長度均相等。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于正交軸傳動的表貼-Halbach陣列式永磁面齒輪組,其特征在于:所述的圓柱輪(1)的前后兩個端面與平面輪(2)的內(nèi)外兩條圓弧線對齊設(shè)置。