一種軸向磁場調(diào)制式磁性齒輪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及動(dòng)力傳遞設(shè)備制造領(lǐng)域，具體涉及一種磁場調(diào)制式磁性齒輪。
【背景技術(shù)】
[0002]磁性齒輪是利用磁耦合力相吸相斥達(dá)到傳動(dòng)目的的傳動(dòng)件，稱為磁性齒輪僅僅只是結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)齒輪相似、傳動(dòng)目的一致，本質(zhì)上不隸屬傳統(tǒng)齒輪。
[0003]現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的磁場調(diào)制式磁性齒輪由三部分組成:內(nèi)轉(zhuǎn)子、調(diào)磁環(huán)和外轉(zhuǎn)子。其中，調(diào)磁環(huán)安裝在內(nèi)、外兩層轉(zhuǎn)子之間，內(nèi)轉(zhuǎn)子包括內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心和內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體，外轉(zhuǎn)子包括外轉(zhuǎn)子鐵心和外轉(zhuǎn)子永磁體，永磁體安裝在內(nèi)轉(zhuǎn)子的外表面和外轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面。內(nèi)、外轉(zhuǎn)子上的永磁體采用徑向充磁，并在磁路中形成徑向磁場。這種磁性齒輪出現(xiàn)的缺陷是:內(nèi)、外轉(zhuǎn)子上不可避免的設(shè)有鐵心作為永磁磁場的磁路，增加了制造成本和轉(zhuǎn)子重量，降低了動(dòng)態(tài)性能；并且調(diào)磁環(huán)安裝在內(nèi)、外兩層轉(zhuǎn)子之間，形成由外至內(nèi)的旋轉(zhuǎn)外轉(zhuǎn)子、靜止調(diào)磁環(huán)和旋轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)子三部件結(jié)構(gòu)和兩層氣隙的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，制造困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有磁場調(diào)制式磁性齒輪存在的不足之處，提供一種采用軸向充磁，并在磁路中形成軸向磁場的軸向磁場調(diào)制式磁性齒輪，結(jié)構(gòu)簡單，易制造，成本低且動(dòng)態(tài)性能穩(wěn)定。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明包括內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子，外轉(zhuǎn)子同軸套在內(nèi)轉(zhuǎn)子夕卜，外轉(zhuǎn)子與內(nèi)轉(zhuǎn)子的軸向長度一致，且軸向兩端相平齊，在內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的軸向兩端各設(shè)置一個(gè)與內(nèi)、外轉(zhuǎn)子同軸心的調(diào)磁環(huán)，兩個(gè)調(diào)磁環(huán)與內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的軸向兩端之間各留有軸向氣隙，兩個(gè)所述調(diào)磁環(huán)各固定連接于磁齒輪兩側(cè)端蓋內(nèi)側(cè)；內(nèi)轉(zhuǎn)子由2M塊第一永磁體組成，M=l，2，3，...，2M塊第一永磁體沿圓周方向依次緊密貼合在一起形成環(huán)狀。所有的第一永磁體均軸向充磁且相鄰兩個(gè)第一永磁體的極性相異；外轉(zhuǎn)子由2N塊第二永磁體組成，N=I, 2，3，…，2N塊第二永磁體沿圓周方向依次緊密貼合在一起形成環(huán)狀，所有的第二永磁體均軸向充磁且相鄰兩個(gè)永磁體的極性相異。
[0006]本發(fā)明可在內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的軸向一端設(shè)置調(diào)磁環(huán)，另一端不設(shè)置調(diào)磁環(huán)，另一端是內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心和外轉(zhuǎn)子鐵心。
[0007]調(diào)磁環(huán)由M+N塊鐵心塊和M+N塊非導(dǎo)磁塊沿圓周方向交錯(cuò)設(shè)置且緊密貼合形成環(huán)狀。
[0008]與現(xiàn)有磁場調(diào)制式磁性齒輪相比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1、本發(fā)明將現(xiàn)有磁場調(diào)制式磁性齒輪的內(nèi)、外轉(zhuǎn)子中徑向充磁的永磁體改成了軸向充磁，形成軸向兩側(cè)調(diào)磁環(huán)與內(nèi)、外轉(zhuǎn)子永磁體之間的軸向磁路，這種結(jié)構(gòu)可以省去現(xiàn)有徑向磁場調(diào)制式磁性齒輪中的轉(zhuǎn)子上的鐵心，節(jié)約了導(dǎo)磁材料，有效降低了轉(zhuǎn)子重量，改善磁性齒輪的動(dòng)態(tài)性能。
[0009]2、本發(fā)明將現(xiàn)有磁場調(diào)制式磁性齒輪中位于內(nèi)、外轉(zhuǎn)子之間的調(diào)磁環(huán)改成了裝在內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的軸向兩端，并可以與磁性齒輪軸向端蓋融為一體，與現(xiàn)有調(diào)磁式磁性齒輪由外至內(nèi)的旋轉(zhuǎn)外轉(zhuǎn)子、靜止調(diào)磁環(huán)和旋轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)子的三層結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明軸向磁場調(diào)制式磁性齒輪安裝更加方便，易于實(shí)現(xiàn)，便于保證質(zhì)量。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明一種軸向磁場調(diào)制式磁性齒輪的徑向結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中調(diào)磁環(huán)的鐵心塊和非導(dǎo)磁塊的布置示意圖；
圖3是圖1的左視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是圖1中內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子的徑向結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明磁場回路不意圖；
圖6是本發(fā)明在單側(cè)安裝調(diào)磁環(huán)時(shí)的徑向結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是圖6所示結(jié)構(gòu)的右視圖。
[0011]圖中:1.內(nèi)轉(zhuǎn)子；2.外轉(zhuǎn)子；3.調(diào)磁環(huán)；3-1.鐵心塊；3-2.非導(dǎo)磁塊；4.調(diào)磁環(huán)；4-1.鐵心塊；4-2.非導(dǎo)磁塊；5、6.軸向氣隙；7.徑向氣隙；8.內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心；9.外轉(zhuǎn)子鐵心。
【具體實(shí)施方式】
[0012]參見圖1、2、3、4，本發(fā)明由內(nèi)轉(zhuǎn)子1、外轉(zhuǎn)子2以及兩個(gè)調(diào)磁環(huán)3、4組成，其中，夕卜轉(zhuǎn)子2同軸套在內(nèi)轉(zhuǎn)子I外，并且外轉(zhuǎn)子2與內(nèi)轉(zhuǎn)子I之間留有徑向氣隙7，徑向氣隙7設(shè)置為4mm。外轉(zhuǎn)子2與內(nèi)轉(zhuǎn)子I的軸向長度一致，且軸向兩端相平齊。在外轉(zhuǎn)子2與內(nèi)轉(zhuǎn)子I的軸向兩端各設(shè)置一個(gè)調(diào)磁環(huán)，分別是調(diào)磁環(huán)3和調(diào)磁環(huán)4。調(diào)磁環(huán)3、4與外轉(zhuǎn)子2和內(nèi)轉(zhuǎn)子I同軸心安裝，調(diào)磁環(huán)3、調(diào)磁環(huán)4與外轉(zhuǎn)子2和內(nèi)轉(zhuǎn)子I的軸向兩端之間留有軸向氣隙，分別是:調(diào)磁環(huán)3與外轉(zhuǎn)子2和內(nèi)轉(zhuǎn)子I的軸向一端之間留有軸向氣隙5，調(diào)磁環(huán)4與外轉(zhuǎn)子2和內(nèi)轉(zhuǎn)子I的軸向另一端之間留有軸向氣隙6。軸向氣隙5和軸向氣隙6相等，都設(shè)置為0.5mm。軸向氣隙5和軸向氣隙6均為工作氣隙，軸向氣隙5和軸向氣隙6越小，本發(fā)明齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩越大，
內(nèi)轉(zhuǎn)子I由2M塊永磁體組成，M=I, 2，3，…，2M塊第一永磁體沿圓周方向依次緊密貼合在一起形成環(huán)狀。所有的第一永磁體均軸向充磁，且相鄰兩個(gè)第一永磁體的極性相異。外轉(zhuǎn)子2由2N塊第二永磁體組成，N=I, 2，3，…，2N塊第二永磁體沿圓周方向依次緊密貼合在一起形成環(huán)狀，所有的第二永磁體均軸向充磁，且相鄰兩個(gè)所有的永磁體的極性相異。內(nèi)轉(zhuǎn)子I和外轉(zhuǎn)子2均無鐵心磁路。調(diào)磁環(huán)3是由M+N塊第一鐵心塊3-1和M+N塊第一非導(dǎo)磁塊3-2沿圓周方向交錯(cuò)設(shè)置，第一鐵心塊3-1和第一非導(dǎo)磁塊3-2緊密貼合在一起，形成環(huán)狀。調(diào)磁環(huán)4是由M+N塊第二鐵心塊4-1和M+N塊第二非導(dǎo)磁塊4-2沿圓周方向交錯(cuò)設(shè)置，第二鐵心塊4-1和第二 M+N塊非導(dǎo)磁塊4-2緊密貼合在一起形成環(huán)狀。調(diào)磁環(huán)3和調(diào)磁環(huán)4的外徑大于或等于外轉(zhuǎn)子2的外徑，調(diào)磁環(huán)3和調(diào)磁環(huán)4的內(nèi)徑小于或等于內(nèi)轉(zhuǎn)子I的內(nèi)徑。調(diào)磁環(huán)3和調(diào)磁環(huán)4直接固定安裝在磁齒輪兩側(cè)的對(duì)應(yīng)端蓋內(nèi)側(cè)，與磁齒輪的兩側(cè)端蓋成為一體。如圖3，本發(fā)明在軸向上由調(diào)磁環(huán)3、內(nèi)轉(zhuǎn)子I和外轉(zhuǎn)子2、調(diào)磁環(huán)4構(gòu)成三段式結(jié)構(gòu)。
[0013]第一非導(dǎo)磁塊3-2和第二非導(dǎo)磁塊4-2均是為環(huán)氧樹脂等非導(dǎo)磁材料塊，第一鐵心塊3-1和第二鐵心塊4-1的材料可以為硅鋼片，也可以為整塊電工鋼，內(nèi)轉(zhuǎn)子I和外轉(zhuǎn)子2的材料為釹鐵硼等。
[0014]參見圖5，磁場從內(nèi)轉(zhuǎn)子I中軸向充磁的第一永磁體出發(fā)，通過軸向氣隙5進(jìn)入調(diào)磁環(huán)3，再由調(diào)磁環(huán)3通過軸向氣隙5進(jìn)入外轉(zhuǎn)子2中軸向充磁的第二永磁體，然后通過軸向氣隙6進(jìn)入調(diào)磁環(huán)4，再由調(diào)磁環(huán)4通過軸向氣隙6回到內(nèi)轉(zhuǎn)子I的第一永磁體中，形成一個(gè)完整的磁場回路。
[0015]本發(fā)明工作時(shí)，調(diào)磁環(huán)3和調(diào)磁環(huán)4固定不動(dòng)，用以對(duì)內(nèi)轉(zhuǎn)子1、外轉(zhuǎn)子2中的永磁體所產(chǎn)生的磁場進(jìn)行調(diào)制，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)轉(zhuǎn)子I和外轉(zhuǎn)子2的變速、變轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。內(nèi)轉(zhuǎn)子I和外轉(zhuǎn)子2產(chǎn)生的磁場經(jīng)過調(diào)磁環(huán)3和調(diào)磁環(huán)4的調(diào)制后在氣隙內(nèi)相互作用，即實(shí)現(xiàn)齒輪轉(zhuǎn)矩的平穩(wěn)傳遞。
[0016]參見圖6和圖7，本發(fā)明在實(shí)施時(shí)，可以僅在齒輪的一端設(shè)置調(diào)磁環(huán)，例如設(shè)置調(diào)磁環(huán)3，調(diào)磁環(huán)3與內(nèi)轉(zhuǎn)子I和外轉(zhuǎn)子2的軸向一端之間留有軸向氣隙5。另一端不設(shè)置調(diào)磁環(huán)，不設(shè)置調(diào)磁環(huán)的另一端是內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心8和外轉(zhuǎn)子鐵心9。內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁體安裝在內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心8軸向上，外轉(zhuǎn)子永磁體安裝在外轉(zhuǎn)子鐵心9軸向上。其中，一端設(shè)置的調(diào)磁環(huán)的內(nèi)徑小于或等于內(nèi)轉(zhuǎn)子I的內(nèi)徑，一端設(shè)置的調(diào)磁環(huán)的外徑大于或等于外轉(zhuǎn)子2的外徑；內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心8的內(nèi)徑和外徑等于內(nèi)轉(zhuǎn)子I的內(nèi)徑和外徑，外轉(zhuǎn)子鐵心9的內(nèi)徑和外徑等于外轉(zhuǎn)子2的內(nèi)徑和外徑，調(diào)磁環(huán)固定連接于磁齒輪一端的端蓋內(nèi)側(cè)。其他組成和連接方式與齒輪兩端各設(shè)置一個(gè)調(diào)磁環(huán)的結(jié)構(gòu)相同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種軸向磁場調(diào)制式磁性齒輪，包括內(nèi)轉(zhuǎn)子(I)和外轉(zhuǎn)子(2)，外轉(zhuǎn)子(2)同軸套在內(nèi)轉(zhuǎn)子(I)外，其特征是:內(nèi)、外轉(zhuǎn)子(1、2)的軸向長度一致，且軸向兩端相平齊，在內(nèi)、外轉(zhuǎn)子(1、2)的軸向兩端各設(shè)置一個(gè)與內(nèi)、外轉(zhuǎn)子(1、2)同軸心的調(diào)磁環(huán)，兩個(gè)調(diào)磁環(huán)與內(nèi)、夕卜轉(zhuǎn)子(1、2)的軸向兩端之間各留有軸向氣隙，兩個(gè)所述調(diào)磁環(huán)各固定連接于磁齒輪兩側(cè)端蓋內(nèi)側(cè)；內(nèi)轉(zhuǎn)子(I)由2M塊第一永磁體組成，M=I, 2, 3，”.，2Μ塊第一永磁體沿圓周方向依次緊密貼合在一起形成環(huán)狀；所有的第一永磁體均軸向充磁且相鄰兩個(gè)第一永磁體的極性相異；外轉(zhuǎn)子(2)由2Ν塊第二永磁體組成，N=I, 2, 3，…，2Ν塊第二永磁體沿圓周方向依次緊密貼合在一起形成環(huán)狀，所有的第二永磁體均軸向充磁且相鄰兩個(gè)永磁體的極性相異。
2.一種軸向磁場調(diào)制式磁性齒輪，包括內(nèi)轉(zhuǎn)子(I)和外轉(zhuǎn)子(2)，外轉(zhuǎn)子(2)同軸套在內(nèi)轉(zhuǎn)子(I)外，其特征是:內(nèi)、外轉(zhuǎn)子(1、2)的軸向長度一致，且軸向兩端相平齊，在內(nèi)、夕卜轉(zhuǎn)子(1、2)的軸向一端設(shè)置調(diào)磁環(huán)，另一端是內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心和外轉(zhuǎn)子鐵心；調(diào)磁環(huán)與內(nèi)、外轉(zhuǎn)子(1、2)的軸向一端之間留有軸向氣隙，調(diào)磁環(huán)固定連接于磁齒輪一端的端蓋內(nèi)側(cè)；內(nèi)轉(zhuǎn)子(I)由2Μ塊第一永磁體組成，M=l，2，3，…，2Μ塊第一永磁體沿圓周方向依次緊密貼合在一起形成環(huán)狀，所有的第一永磁體均軸向充磁且相鄰兩個(gè)第一永磁體的極性相異；外轉(zhuǎn)子(2)由2Ν塊第二永磁體組成，N=I, 2，3，…，2Ν塊第二永磁體沿圓周方向依次緊密貼合在一起形成環(huán)狀，所有的第二永磁體均軸向充磁且相鄰兩個(gè)所有的永磁體的極性相異。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述軸向磁場調(diào)制式磁性齒輪，其特征是:所述調(diào)磁環(huán)由Μ+Ν塊鐵心塊和Μ+Ν塊非導(dǎo)磁塊沿圓周方向交錯(cuò)設(shè)置且緊密貼合形成環(huán)狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述軸向磁場調(diào)制式磁性齒輪，其特征是:調(diào)磁環(huán)的外徑大于或等于外轉(zhuǎn)子2的外徑，調(diào)磁環(huán)的內(nèi)徑小于或等于內(nèi)轉(zhuǎn)子I的內(nèi)徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述軸向磁場調(diào)制式磁性齒輪，其特征是:所述軸向氣隙為.0.5mm，外轉(zhuǎn)子2與內(nèi)轉(zhuǎn)子I之間留有4mm的徑向氣隙。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種軸向磁場調(diào)制式磁性齒輪，在內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的軸向兩端各設(shè)置一個(gè)與內(nèi)、外轉(zhuǎn)子同軸心的調(diào)磁環(huán)，兩個(gè)調(diào)磁環(huán)各固定連接于磁齒輪兩側(cè)端蓋內(nèi)側(cè)；內(nèi)轉(zhuǎn)子由2M塊第一永磁體組成，M=1,2,3,…，2M塊第一永磁體沿圓周方向依次緊密貼合在一起形成環(huán)狀。所有的第一永磁體均軸向充磁且相鄰兩個(gè)第一永磁體的極性相異；外轉(zhuǎn)子由2N塊第二永磁體組成，N=1,2,3,…，2N塊第二永磁體沿圓周方向依次緊密貼合在一起形成環(huán)狀，所有的第二永磁體均軸向充磁且相鄰兩個(gè)永磁體的極性相異；本發(fā)明形成軸向兩側(cè)調(diào)磁環(huán)與內(nèi)、外轉(zhuǎn)子永磁體之間的軸向磁路，省去轉(zhuǎn)子上的鐵心，節(jié)約了導(dǎo)磁材料，有效降低了轉(zhuǎn)子重量，改善磁性齒輪的動(dòng)態(tài)性能。
【IPC分類】H02K51-00
【公開號(hào)】CN104682660
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510077346
【發(fā)明人】諸德宏, 楊飛, 肖鳳, 杜懌, 張文莉
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日