本發(fā)明涉及了磁性齒輪技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及了一種多級(jí)磁性齒輪。

背景技術(shù)：

機(jī)械齒輪是一種常見(jiàn)的用于傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)，其具有傳動(dòng)效率高、轉(zhuǎn)矩密度大等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展和改進(jìn)，機(jī)械齒輪以及運(yùn)用機(jī)械齒輪進(jìn)行傳動(dòng)已經(jīng)非常成熟。但機(jī)械齒輪因自身特點(diǎn)，存在振動(dòng)、噪音較大，需要在潤(rùn)滑的情況下使用，需要定期維護(hù)等自身無(wú)法克服的問(wèn)題。

為了解決機(jī)械齒輪存在的某些問(wèn)題，磁性齒輪的得到了發(fā)展。磁性齒輪是利用磁場(chǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩傳遞，與機(jī)械齒輪相比具有特殊的優(yōu)勢(shì)，比如：

a、磁性齒輪由于輸入與輸出之間是非接觸性的，可以減小機(jī)械噪聲和振動(dòng)；

b、磁性齒輪不需要潤(rùn)滑，因此可以減少維護(hù)，增加系統(tǒng)的可靠性；

c、磁性齒輪具有確定的峰值轉(zhuǎn)矩，其自身具有過(guò)載保護(hù)能力；

d、輸入與輸出之間是非接觸性的，這一特點(diǎn)使得它在有毒、有害等流體泵類(lèi)驅(qū)動(dòng)中具有特殊的優(yōu)勢(shì)；

e、磁性齒輪具有較高的傳動(dòng)效率；

f、磁性齒輪中永磁體直接安裝在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪部件的表面，不像機(jī)械齒輪那樣要對(duì)齒部進(jìn)行精加工和熱處理，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝。

而現(xiàn)有的單級(jí)磁性齒輪轉(zhuǎn)矩密度偏低，為了獲得更大的轉(zhuǎn)矩，現(xiàn)有的方法是增加永磁體的用量，還有如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)cn102644719a及cn106374719a均采用兩臺(tái)單級(jí)磁性齒輪實(shí)現(xiàn)同樣調(diào)速比的前提下，外徑可以做得更小、轉(zhuǎn)矩密度做得更高。但如此設(shè)計(jì)后結(jié)構(gòu)變得比較復(fù)雜，制造、維護(hù)的難度都相應(yīng)地增大，而且無(wú)法靈活拆裝，極大地影響了應(yīng)用范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種多級(jí)磁性齒輪，其通過(guò)多臺(tái)同一結(jié)構(gòu)的單級(jí)磁性齒輪進(jìn)行串聯(lián)連接，可靈活拆裝，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行任意速比調(diào)節(jié)，滿足不同的使用要求，提高其應(yīng)用范圍。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種多級(jí)磁性齒輪，其包括至少兩臺(tái)單級(jí)磁性齒輪，相鄰的單級(jí)磁性齒輪之間可拆卸串聯(lián)連接。

作為本發(fā)明提供的多級(jí)磁性齒輪的一種改進(jìn)，每一所述單級(jí)磁性齒輪包括：承載板、固定在所述承載板上的調(diào)磁環(huán)、位于所述調(diào)磁環(huán)環(huán)內(nèi)的內(nèi)轉(zhuǎn)子、套設(shè)在所述調(diào)磁環(huán)外圍的外轉(zhuǎn)子、固定在所述外轉(zhuǎn)子上的外筒，所述外筒設(shè)有輸出軸孔，所述調(diào)磁環(huán)分別與內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子之間存在間隙；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子包括第一永磁環(huán)、分別固定在所述第一永磁環(huán)上下表面的可被磁化的第一上磁軛和第一下磁軛，所述第一上磁軛和第一下磁軛具有同等齒數(shù)的齒爪，所述第一上磁軛和第一下磁軛的齒爪相互錯(cuò)開(kāi)設(shè)置以包住所述第一永磁環(huán)，所述第一上磁軛和第一下磁軛均設(shè)置有對(duì)應(yīng)的輸入軸孔；所述外轉(zhuǎn)子包括第二永磁環(huán)、分別固定在所述第二永磁環(huán)上下表面的可被磁化的第二上磁軛和第二下磁軛，所述第二上磁軛和第二下磁軛具有同等齒數(shù)的齒爪，所述第二上磁軛和第二下磁軛的齒爪相互錯(cuò)開(kāi)設(shè)置以均勻排布在所述第二永磁環(huán)的內(nèi)壁上。

作為本發(fā)明提供的多級(jí)磁性齒輪的一種改進(jìn)，還包括至少一對(duì)定位柱；每一承載板上設(shè)置有至少一對(duì)定位孔，便于上下單級(jí)磁性齒輪的對(duì)位連接；上下單級(jí)磁性齒輪之間通過(guò)套接在所述定位柱上的墊環(huán)相互隔開(kāi)固定；下級(jí)單級(jí)磁性齒輪的輸出軸孔通過(guò)轉(zhuǎn)軸固定連接上級(jí)單級(jí)磁性齒輪的輸入軸孔。

作為本發(fā)明提供的多級(jí)磁性齒輪的一種改進(jìn)，所述第一永磁環(huán)和第二永磁環(huán)的上下表面極性相異。

作為本發(fā)明提供的多級(jí)磁性齒輪的一種改進(jìn)，所述調(diào)磁環(huán)為鐵芯齒構(gòu)成的環(huán)。

作為本發(fā)明提供的多級(jí)磁性齒輪的一種改進(jìn)，所述調(diào)磁環(huán)為內(nèi)嵌有鐵心齒的塑膠環(huán)。

作為本發(fā)明提供的多級(jí)磁性齒輪的一種改進(jìn)，所述調(diào)磁環(huán)通過(guò)連接柱固定在所述承載板上。

作為本發(fā)明提供的多級(jí)磁性齒輪的一種改進(jìn)，所述鐵心齒的齒數(shù)等于所述內(nèi)轉(zhuǎn)子齒爪對(duì)數(shù)與外轉(zhuǎn)子齒爪對(duì)數(shù)之和。

作為本發(fā)明提供的多級(jí)磁性齒輪的一種改進(jìn)，所述至少兩臺(tái)單級(jí)磁性齒輪為三臺(tái)或四臺(tái)單級(jí)磁性齒輪。

本發(fā)明具有如下有益效果：本多級(jí)磁性齒輪通過(guò)多臺(tái)同一結(jié)構(gòu)的單級(jí)磁性齒輪進(jìn)行串聯(lián)連接，可靈活拆裝，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行任意速比調(diào)節(jié)，滿足不同的使用要求，提高其應(yīng)用范圍；每臺(tái)單級(jí)磁性齒輪結(jié)構(gòu)相同，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，便于批量生產(chǎn)，使用過(guò)程中若有損壞可進(jìn)行快速更換無(wú)需還廠維修，避免影響工作效率。

內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子上的永磁環(huán)上下表面極性相異，并分別通過(guò)磁軛對(duì)齒爪進(jìn)行磁化，使得位于同一永磁環(huán)上的上磁軛和下磁軛的齒爪分別具有不同的極性，且各相鄰齒爪極性相異；省去了采用大量的不同極性的永磁體間隔組成內(nèi)轉(zhuǎn)子或外轉(zhuǎn)子，無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的充磁，大大簡(jiǎn)化了永磁體的充磁程序，可提高生產(chǎn)效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明三級(jí)磁性齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中a-a處的剖視圖；

圖3為圖2中b-b處的剖視圖，為了便于說(shuō)明，各磁軛上的齒爪用各磁軛的標(biāo)記來(lái)標(biāo)注區(qū)分；

圖4為本發(fā)明三級(jí)磁性齒輪的分解示意圖。

具體實(shí)施方式

單級(jí)磁性齒輪轉(zhuǎn)矩密度偏低，為了獲得更大的轉(zhuǎn)矩，現(xiàn)有的方法是增加永磁體的用量，還有如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)cn102644719a及cn106374719a均采用兩臺(tái)單級(jí)磁性齒輪實(shí)現(xiàn)同樣調(diào)速比的前提下，外徑可以做得更小、轉(zhuǎn)矩密度做得更高。但如此設(shè)計(jì)后結(jié)構(gòu)變得比較復(fù)雜，制造、維護(hù)的難度都相應(yīng)地增大，而且無(wú)法靈活拆裝，極大地影響了應(yīng)用范圍。

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種多級(jí)磁性齒輪，其包括至少兩臺(tái)單級(jí)磁性齒輪，相鄰的單級(jí)磁性齒輪之間可拆卸串聯(lián)連接。每一所述單級(jí)磁性齒輪包括：承載板、固定在所述承載板上的調(diào)磁環(huán)、位于所述調(diào)磁環(huán)環(huán)內(nèi)的內(nèi)轉(zhuǎn)子、套設(shè)在所述調(diào)磁環(huán)外圍的外轉(zhuǎn)子、固定在所述外轉(zhuǎn)子上的外筒，所述外筒設(shè)有輸出軸孔，所述調(diào)磁環(huán)分別與內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子之間存在間隙；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子包括第一永磁環(huán)、分別固定在所述第一永磁環(huán)上下表面的可被磁化的第一上磁軛和第一下磁軛，所述第一上磁軛和第一下磁軛具有同等齒數(shù)的齒爪，所述第一上磁軛和第一下磁軛的齒爪相互錯(cuò)開(kāi)設(shè)置以包住所述第一永磁環(huán)，所述第一上磁軛和第一下磁軛均設(shè)置有對(duì)應(yīng)的輸入軸孔；所述外轉(zhuǎn)子包括第二永磁環(huán)、分別固定在所述第二永磁環(huán)上下表面的可被磁化的第二上磁軛和第二下磁軛，所述第二上磁軛和第二下磁軛具有同等齒數(shù)的齒爪，所述第二上磁軛和第二下磁軛的齒爪相互錯(cuò)開(kāi)設(shè)置以均勻排布在所述第二永磁環(huán)的內(nèi)壁上。所述第一永磁環(huán)和第二永磁環(huán)的上下表面極性相異。所述鐵心齒的齒數(shù)等于所述內(nèi)轉(zhuǎn)子齒爪對(duì)數(shù)與外轉(zhuǎn)子齒爪對(duì)數(shù)之和。

本多級(jí)磁性齒輪通過(guò)多臺(tái)同一結(jié)構(gòu)的單級(jí)磁性齒輪進(jìn)行串聯(lián)連接，可靈活拆裝，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行任意速比調(diào)節(jié)，滿足不同的使用要求，提高其應(yīng)用范圍；每臺(tái)單級(jí)磁性齒輪結(jié)構(gòu)相同，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，便于批量生產(chǎn)，使用過(guò)程中若有損壞可進(jìn)行快速更換無(wú)需還廠維修，避免影響工作效率。

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不是對(duì)本發(fā)明的限定。

如圖1~4所示，其顯示了一種三級(jí)磁性齒輪，其包括相互串聯(lián)的三臺(tái)單級(jí)磁性齒輪，具體為上單級(jí)磁性齒輪300、中單級(jí)磁性齒輪200和下單級(jí)磁性齒輪100。其中，上單級(jí)磁性齒輪300、中單級(jí)磁性齒輪200和下單級(jí)磁性齒輪100結(jié)構(gòu)相同，名稱(chēng)不同僅僅是為了區(qū)分說(shuō)明，不是對(duì)本發(fā)明的限定。

每一單級(jí)磁性齒輪（上單級(jí)磁性齒輪300、中單級(jí)磁性齒輪200和下單級(jí)磁性齒輪100）包括：承載板110、210、310，調(diào)磁環(huán)120、220、320，內(nèi)轉(zhuǎn)子130、230、330，外轉(zhuǎn)子140、240、340和外筒150、250、350。

所述調(diào)磁環(huán)120、220、320通過(guò)連接柱121、221、321固定在所述承載板110、210、310上，所述調(diào)磁環(huán)120、220、320可以是鐵芯齒122、222、322構(gòu)成的環(huán)，也可以是內(nèi)嵌有鐵芯齒122、222、322的塑膠環(huán)123、223、323，本實(shí)施例優(yōu)選但不限定為內(nèi)嵌有14齒鐵芯齒122、222、322的塑膠環(huán)123、223、323。

所述內(nèi)轉(zhuǎn)子130、230、330設(shè)于所述調(diào)磁環(huán)120、220、320的環(huán)內(nèi)，且與所述調(diào)磁環(huán)120、220、320之間存在間隙；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子130、230、330包括上下表面極性相異的第一永磁環(huán)131、231、331、分別固定在所述第一永磁環(huán)131、231、331上下表面的可被磁化的第一上磁軛132、232、332和第一下磁軛133、233、333，所述第一上磁軛132、232、332和第一下磁軛133、233、333具有同等齒數(shù)的齒爪400（本實(shí)施例優(yōu)選但不限定為2齒），所述第一上磁軛132、232、332和第一下磁軛133、233、333的齒爪400相互錯(cuò)開(kāi)設(shè)置以包住所述第一永磁環(huán)131、231、331并分別被磁化為不同的極性，所述第一上磁軛132、232、332和第一下磁軛133、233、333均設(shè)置有相互對(duì)應(yīng)的輸入軸孔134、234、334。

所述外轉(zhuǎn)子140、240、340套設(shè)在所述調(diào)磁環(huán)120、220、320外圍，且與調(diào)磁環(huán)120、220、320之間存在間隙；所述外轉(zhuǎn)子140、240、340包括上下表面極性相異的第二永磁環(huán)141、241、341、分別固定在所述第二永磁環(huán)141、241、341上下表面的可被磁化的第二上磁軛142、242、342和第二下磁軛143、243、343，所述第二上磁軛142、242、342和第二下磁軛143、243、343具有同等齒數(shù)的齒爪400（本實(shí)施例優(yōu)選但不限定為12齒），所述第二上磁軛142、242、342和第二下磁軛143、243、343的齒爪400相互錯(cuò)開(kāi)設(shè)置以均勻排布在所述第二永磁環(huán)141、241、341的內(nèi)壁上并分別被磁化為不同的極性。

所述外筒150、250、350用于固定承載所述外轉(zhuǎn)子140、240、340，且所述外筒150、250、350上設(shè)有輸出軸孔151、251、351。

所述三級(jí)磁性齒輪還包括一對(duì)定位柱500、若干個(gè)墊環(huán)600、蓋板700及輸出軸800；每一單級(jí)磁性齒輪的承載板110、210、310上設(shè)置有一對(duì)定位孔111，便于相鄰單級(jí)磁性齒輪的對(duì)位連接；相鄰單級(jí)磁性齒輪之間通過(guò)套接在所述定位柱500上的墊環(huán)600相互隔開(kāi)固定。所述蓋板700蓋在所述上單級(jí)磁性齒輪300之上，該蓋板700具有一通孔便于輸出軸800穿過(guò)。

需要說(shuō)明的是，第一上磁軛132、232、332和第一下磁軛133、233、333的齒爪400分別被磁化為不同的極性具體是指：所述第一永磁環(huán)131、231、331上表面極性為n極，下表面極性為s極；套接在所述上表面的第一上磁軛132、232、332被磁化為n極，則其齒爪400也為n極；套接在所述下表面的第一下磁軛133、233、333被磁化為s極，則其齒爪400也為s極。所述第一上磁軛132、232、332和第一下磁軛133、233、333的齒爪400相互錯(cuò)開(kāi)設(shè)置以包住夾緊所述第一永磁環(huán)131、231、331構(gòu)成有pi對(duì)磁極的內(nèi)轉(zhuǎn)子130、230、330。外轉(zhuǎn)子140、240、340具有po對(duì)磁極，其原理與內(nèi)轉(zhuǎn)子130、230、330一樣，在此不再詳述。

內(nèi)轉(zhuǎn)子130、230、330和外轉(zhuǎn)子140、240、340上的永磁環(huán)上下表面極性相異，并分別通過(guò)磁軛對(duì)齒爪400進(jìn)行磁化，使得位于同一永磁環(huán)上的上磁軛和下磁軛的齒爪400分別具有不同的極性，且各相鄰齒爪400極性相異；省去了采用大量的不同極性的永磁體間隔組成內(nèi)轉(zhuǎn)子130、230、330或外轉(zhuǎn)子140、240、340，無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的充磁，大大簡(jiǎn)化了永磁體的充磁程序，可提高生產(chǎn)效率。

所述三級(jí)磁性齒輪的安裝過(guò)程如下：a、一對(duì)定位柱500固定在所述下單級(jí)磁性齒輪100的承載板110上；b、所述下單級(jí)磁性齒輪100的輸出軸孔151通過(guò)轉(zhuǎn)軸900穿過(guò)承載板210固定連接到所述中單級(jí)磁性齒輪200的輸入軸孔234，實(shí)現(xiàn)所述下單級(jí)磁性齒輪100與中單級(jí)磁性齒輪200的串聯(lián)；c、將一對(duì)墊環(huán)600套設(shè)一對(duì)在定位柱500上；d、所述中單級(jí)磁性齒輪200的輸出軸孔251通過(guò)轉(zhuǎn)軸900穿過(guò)承載板310固定連接到所述上單級(jí)磁性齒輪300的輸入軸孔334，實(shí)現(xiàn)所述中單級(jí)磁性齒輪200與上單級(jí)磁性齒輪300的串聯(lián)；e、輸出軸800通過(guò)軸套固定連接在所述上單級(jí)磁性齒輪300的輸出軸孔351上；f、將一對(duì)墊環(huán)600套設(shè)在一對(duì)定位柱500上，并蓋上蓋板700。

在本實(shí)施例中，每一單級(jí)磁性齒輪，其內(nèi)轉(zhuǎn)子130、230、330極數(shù)對(duì)pi為2，外轉(zhuǎn)子140、240、340極數(shù)對(duì)po為12，則內(nèi)轉(zhuǎn)子130、230、330轉(zhuǎn)速ωi與外轉(zhuǎn)子140、240、340轉(zhuǎn)速ωo的調(diào)速比gr=po/pi=6；三臺(tái)單級(jí)磁性齒輪為串聯(lián)連接，即下單級(jí)磁性齒輪100的輸出軸作為中單級(jí)磁性齒輪200的輸入軸，中單級(jí)磁性齒輪200的輸出軸作為上單級(jí)磁性齒輪300的輸入軸，則本實(shí)施例三級(jí)磁性齒輪輸入軸與輸出軸的速度比為：gr·gr·gr=6*6*6=216。

可根據(jù)實(shí)際情況任意增加或減少單級(jí)磁性齒輪，實(shí)現(xiàn)速度比的自由調(diào)節(jié)，滿足不同使用要求，進(jìn)一步擴(kuò)展其應(yīng)用范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。