专利名称：基于磁流体的行星滚轮牵引传动装置的制作方法
技术领域：
基于磁流体的行星滚轮牵引传动装置(一) 技术领域本发明属于机械传动领域，尤其涉及一种行星滚轮牵引传动装置。(二) 背景技术牵引传动是一种依靠牵引力来传递动力的传动方式，它借助于两光滑金属滚轮间的弹性流体润滑膜(EHL)的剪切力来传递扭矩和功 率。牵引传动采用特种润滑油作为传动介质。特种润滑油是一种以环 状脂肪族碳氢化合物为基础的化合物。它具有在常压下具有普通润滑 油的性质， 一旦承受高压(GPa级)时，粘度剧增的特性。当作用在 滚轮间的正压力为常压的数千倍时，牵引油膜的牵引系数(液体摩擦 系数)可达0.09 0.12，这样就可以借助于油膜的剪应力来实现运动 和动力的传递。弹性流体牵引传动依靠高压油膜的剪切力传动运动和动力，其牵 引能力一方面取决于牵引介质的牵引系数；另一方面取决于接触载荷 (正压力)。目前牵引油的牵引系数最高为0.09 0.12，还没研制出更 高牵引系数的牵引介质；提高接触载荷，又受到传动零件接触疲劳强 度的限制。因此，目前牵引传动的牵引能力并不是很大，仅适合于高 速小扭矩场合。(三) 发明内容为了克服已有行星滚轮牵引传动装置的牵引系数较低、牵引能力 受限的不足，本发明提供一种能够增大牵引系数、大大提高牵引传动的 牵引能力的基于磁流体的行星滚轮牵引传动装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于磁流体的行星滚轮牵引传动装置，包括外圈、行星轮、 行星支架、太阳轮，输入轴与太阳轮固定连接，太阳轮与行星轮接触 传动连接，行星轮与外圈接触传动连接，行星轮通过轴安装在行星支 架上，所述行星支架与太阳轮同轴连接，行星支架与输出轴固定连接， 在所述外圈、行星轮、太阳轮的接触面上涂覆磁流体，在外圈的内部 接触面外设有电机的定子绕组，所述定子绕组产生的旋转磁场的磁力 线与传动装置中接触点的法线相交。作为优选的一种方案所述的磁力线与传动装置中接触点的法线 正交。作为优选的另一种方案所述的定子绕组的磁极对数p和行星轮 的对数相等。作为优选的再一种方案在所述的外圈内设有定子绕组槽，所述的定子绕组安装在所述的定子绕组槽内。本发明的技术构思为磁流变液是将微米尺寸的磁性颗粒混合于某些低磁导率的液体所形成的一种悬浮液。这种悬浮液在不加磁场是可流动的液体，与牛顿流体相似。在磁场的作用下，可以在毫秒级的时间内改变其流变特性，主要表现为其剪切应力随磁场强度的增加而增加，且这种变化不是可逆的。采用磁性流体牵引传动的技术方案，即用磁性流体代替弹性流体作为牵引介质。因为，磁流体液可以通过增强磁场强度的方法来提高磁流体的剪切应力，那么，将这种剪应力应用于牵引传动，就可以利 用增强磁场的方法来提高牵引传动的牵引能力。本发明的有益效果主要表现在既保留了牵引传动固有的许多优
良特点，如高的机械效率、低的振动和噪音、很少或没有侧隙等，又 增大了牵引系数、大大地提高了牵引传动的牵引能力。(四)
图1是一种行星滚轮牵引传动装置的示意图。图2是图1的三相绕组的示意图。图3是另一种行星滚轮牵引传动装置的示意图。图4是图3的三相绕组的示意图。图5是另一种行星滚轮牵引传动装置的结构图。图6是图5的截面图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步描述。参照图1 图6， 一种基于磁流体的行星滚轮牵引传动装置，包括外圈l、行星轮2、行星支架5、太阳轮3，输入轴6与太阳轮3固定连接，太阳轮3与行星轮2接触传动连接，行星轮2与外圈1接触传动连接，行星轮2通过轴安装在行星支架5上，所述行星支架5与太阳轮3同轴连接，行星支架5与输出轴4连接，在所述外圈l、行星轮2、太阳轮3的接触面上涂覆磁流体，在外圈1的内部接触面外设有电机的定子绕组5，所述定子绕组5产生的旋转磁场的磁力线与传动装置中接触点的法线相交。当太阳轮3转动时，借助于太阳轮3与行星轮2之间的牵引力带动行星轮2—边自转， 一边绕太阳轮3公转。行星轮2的公转就是该 装置的输出运动。所述的磁力线与传动装置中接触点的法线正交。所述的定子绕组 的磁极对数p和行星轮的对数相等。在所述的外圈1内设有定子绕组槽，所述的定子绕组安装在所述的定子绕组槽内。所述的旋转磁场的转速与行星轮支架的转速一致。采用磁流体为行星滚轮牵引装置的传动介质，需要在现有机构的 基础上需要增设一个旋转磁场，这个旋转磁场的转速应与行星支架的 转速一致，这样才能确保磁场的磁力线为两滚轮接触点的公法线，磁 性流体的剪应力为两滚轮接触点的法线，从而使剪应力成为切向的牵引力，如图1、 3所示。旋转磁场的产生可以借鉴交流异步电动机。当三相异步电动机的 定子绕组通以三相电流时，各相绕组中的电流都将产生自己的磁场。 由于电流随时间变化，它们产生的磁场也将随时间变化，而三相电流 产生的总磁场(合成磁场)不仅随时间变化，而且是在空间中旋转的。 旋转磁场的转速(即同步转速)与电流的频率成正比，与磁极对数成反比，即有如下关系(1):<formula>formula see original document page 6</formula>调节电流频率/ (变频调速)，可以改变旋转磁场的转速，以实现 与行星架同步；增加磁极对数p，就可以增加行星轮的对数，以提高 牵引能力，定子绕组可以为两对(四极)和三对(六极)，图1为两对， 图3为三对。
权利要求1、一种基于磁流体的行星滚轮牵引传动装置，包括外圈、行星轮、行星支架、太阳轮，输入轴与太阳轮固定连接，太阳轮与行星轮接触传动连接，行星轮与外圈接触传动连接，行星轮通过轴安装在行星支架上，所述行星支架与太阳轮同轴连接，行星支架与输出轴固定连接，其特征在于在所述外圈、行星轮、太阳轮的接触面上涂覆磁流体，在外圈的内部接触面外设有电机的定子绕组，所述定子绕组产生的旋转磁场的磁力线与传动装置中接触点的法线相交。
2、 如权利要求1所述的基于磁流体的行星滚轮牵引传动装置，其特征 在于所述的磁力线与传动装置中接触点的法线正交。
3、 如权利要求2所述的基于磁流体的行星滚轮牵引传动装置，其特征 在于所述的定子绕组的磁极对数p和行星轮的对数相等。
4、 如权利要求1—3之一所述的基于磁流体的行星滚轮牵引传动装置， 其特征在于在所述的外圈内设有定子绕组槽，所述的定子绕组安装 在所述的定子绕组槽内。
专利摘要一种基于磁流体的行星滚轮牵引传动装置，包括外圈、行星轮、行星支架、太阳轮，输入轴与太阳轮固定连接，太阳轮与行星轮接触传动连接，行星轮与外圈接触传动连接，行星轮通过轴安装在行星支架上，所述行星支架与太阳轮同轴连接，行星支架与输出轴固定连接，在所述外圈、行星轮、太阳轮的接触面上涂覆磁流体，在外圈的内部接触面外设有电机的定子绕组，所述定子绕组产生的旋转磁场的磁力线与传动装置中接触点的法线相交。本实用新型既保留了现有牵引传动固有的许多优良特点，如高的机械效率、低的振动和噪音、很少或没有侧隙等，又增大了牵引系数、大大地提高了牵引传动的牵引能力。
文档编号F16H1/28GK201018395SQ200720107529
公开日2008年2月6日 申请日期2007年3月28日 优先权日2007年3月28日
发明者陈德生 申请人:浙江工业大学