调磁体直线型相交轴磁齿轮传动装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种调磁体直线型相交轴磁齿轮传动装置，所述的磁齿轮传动装置包含输入转子、输出转子和直线型调磁体，其输入转子端面均匀间隔布置极对数为N1的轴向充磁扇形永磁体，输出转子端面均匀间隔布置极对数为N2的轴向充磁扇形永磁体，调磁体由N1+N2个直线型导磁条和N1+N2个直线型非导磁条间隔均匀布置成椭圆环形。该调磁体直线型相交轴磁齿轮传动装置包含有输入转子永磁体与调磁体、调磁体与输出转子永磁体间的两层气隙。本实用新型可以实现两相交轴之间的运动和动力传递，可通过调整调磁体两端面的相对角度实现输出轴间的夹角调整，且无接触、无摩擦、无需润滑，节能环保。
【专利说明】
调磁体直线型相交轴磁齿轮传动装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种可实现相交轴运动和动力传递的调磁体直线型磁齿轮传动装置，属于永磁传动领域。
【背景技术】
[0002]机械锥齿轮传动用于实现相交轴间的运动和动力传递，在车辆、航海、机床、工程机械等领域具有广泛的应用。机械直齿锥齿轮由于加工、安装精度相对较低，使其传动精度低，振动和噪音较大，轮齿由于受力不均工作寿命短，大大提高了机械锥齿轮的生产和维修成本。机械螺旋锥齿轮传动精度高、承载能力大，但需要多轴联动专用机床，加工成本极高。为克服机械锥齿轮的缺点，表贴式永磁锥齿轮开始进入工业的各个领域。但由于表贴式永磁锥齿轮工作过程中只有少数的几对齿参与啮合，永磁体利用率极低，使其可传递的转矩小，转矩密度地;且一对齿轮传动传动比越大，永磁体利用率越低，转矩密度越小，使得永磁锥齿轮传动旨在医药、化工等轻工业领域有所应用。
【实用新型内容】
[0003]为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种调磁体直线型相交轴磁齿轮传动装置。该实用新型除具有传统圆锥磁齿轮传动无接触、无磨损、无需润滑等优点夕卜，还具有永磁体利用率高，输出转矩大和转矩密度大的优点。
[0004]本实用新型解决其技术问题所提供的方案是:一种磁场调制型相交轴磁齿轮传动装置，包括输入转子、直线型调磁体和输出转子三部分。所述的输入转子端面上，见块~极和Ni块S极扇形永磁体均勾间隔布置成环形，永磁体轴向充磁，转入转子通过输入轴固定于输入轴支架上，其中,N1—般为I?5的正整数。所述的输出转子端面上，仏块~极和仏块5极扇形永磁体均勾间隔布置成环形，永磁体轴向充磁，输出转子通过输出轴固定于输出轴支架上，其中，N2—般为I?50的正整数。所述的直线型调磁体N1+N2个导磁条和N1+N2个非导磁条间隔均匀布置成椭圆环形，导磁条和非导磁条通过支架固定于基座上，其中NdN2—般为小于50的正整数。所述的输入转子端面与调磁体一端面相对且同轴，输出转子端面与调磁体另一端面相对且同轴，输出转子、输入转子与调磁体相对的端面径向厚度相等。
[0005]本实用新型中，所述的调磁体直线型磁齿轮传动装置可实现相交轴之间运动和动力的传递，且可通过改变调磁体两端面间的夹角以及调磁体截面形状来改变输入轴和输出轴的夹角，
[0006]本实用新型中，所述的磁齿轮传动装置具有两层气隙，即输入转子上永磁体与调磁体一端面之间形成的气隙和输出转子上永磁体与调磁体另一端面之间形成的气隙。
[0007]本实用新型的有益效果是:该实用新型可实现两相交轴之间的运动和能量转换，各构件间无接触、无磨损、无需润滑，具有调磁体加工简单，永磁体利用率高、可传递转矩大、过载自我保护和维修简单等优点。该实用新型可以通过改变输入转子、输出转子上永磁体的极对数，以及调磁体中导磁条和非导磁条的数目实现输入轴和输出轴间的传动比。
【附图说明】
[0008]图1是相交轴磁齿轮传动装置的结构示意图；
[0009]图2是图1的主视图；
[0010]图3是图1的A-A剖视图；
[0011]图4是图1的B-B剖视图；
[0012]图5是图2的C-C剖视图。
[0013]在图1、图2中，1-输入轴，2-挡板，3-输入轴支架，4-挡板，5_轴承，6_套筒，7_输入轴支架，8-挡板，9-轴承，I O-输入轴转盘，11 -永磁体，12-键，13-轴端挡板，14-调磁体，15-调磁体支架，16-永磁体，17-输出轴转盘，18-轴端挡板，19-键，20-输出轴支架，21-轴承，22-挡板，23-套筒，24-挡板，25-输出轴支架，26-挡板，27-轴承，28-输出轴，29-基座。
【具体实施方式】
[0014]实施例
[0015]图1至图5是本实用新型公开的一种调磁体直线型相交轴磁齿轮传动装置，所述的磁齿轮传动装置包括输入转子、输出转子和调磁体三大部分，其中:
[0016]所述的输入转子部分主由输入轴1、输入轴支架2和4、输入轴转盘10和永磁体11组成。输入轴转盘10的端面上均勾间隔布置有N极、S极扇形永磁体11，输入转盘通过键12和轴端挡板13固定于输入轴I上，轴端挡板13通过螺栓固定于输入轴I上，输入轴I通过轴承安放于输入轴支架2和7上，通过挡板2、4、8以及套筒6实现轴向固定，输入轴支架2和7通过螺栓固定于基座I上。
[0017]所述的调磁体部分主要由调磁体15、调磁体支撑架14和16组成。调磁体15由导磁条和非导磁条组成，调磁体主体部分由非导磁的工程塑料注塑而成，并由调磁体支撑架14和16通过螺栓3和26固定于基座I上。
[0018]所述的直线型调磁体调磁体15、调磁体支架组成。调磁体14由导磁条和非导磁条组成，导磁条由椭圆形直管通过线切割加工完成，非导磁条由工程塑料等不导磁的椭圆形直管加工而成，或通过3D打印技术完成，调磁体由调磁体支架固定于基座I上。
[0019]所述的输出转子部分主要由输出轴28、输出轴支架20和25、输出轴转盘17以及永磁体16组成。输出转盘28端面上均匀间隔布置有N极、S极扇形永磁体16，输出轴27通过轴承21和27固定于输出轴支架20和25上，通过挡板22、24、26和套筒23实现轴向固定，输出轴支架通过螺栓固定于基座I上。输出轴转盘17通过键19实现周向固定，通过轴端挡板18实现轴向固定，轴端挡板18通过螺栓固定于输出轴28上。
[0020]所述的调磁体为直线型椭圆管，调磁体中导磁条和非导磁条的数目相等，且等于输入轴及输出轴上永磁体极对数N1、N2之和，S卩Ni+N2。椭圆形调磁体中导磁条和非导磁条按照见+他份将整个椭圆管等分。
[0021 ] 工作原理
[0022]调磁体直线型相交轴磁齿轮传动装置采用磁场调制机理，利用调磁体实现不同极对数永磁体间的磁场耦合传动。输入转子随输入轴一起回转时，将在输入转子永磁体11和调磁体14间的气隙内形成主谐波次数为见的磁场，该磁场经调磁极片数为NdN2的调磁体14调制后，在调磁体14与输出转子永磁体16间的气隙内形成主谐波次数为犯的磁场，与输出转子17端面上永磁体16的极对数相等，从而实现等磁极耦合传动，实现输出轴回转和运动、动力的传递。
[0023]磁齿轮传动装置中输入轴和输出轴间的速度之比，即传动比为
[0024]i =N2/Ni
[0025]通过改变输入转盘和输出转盘上永磁体11、16的极对数，并调整调磁体中导磁条和非导磁条的数目，可改变传动装置的传动比大小，实现输出轴速度的调整。
[0026]调磁体直线型相交轴磁齿轮传动采用勾股定理实现调磁体截面尺寸与两相交轴间的参数调整，改变调磁体两端面角度即可实现两轴的相互关系。
【主权项】
1.一种调磁体直线型相交轴磁齿轮传动装置，包括直线型调磁体、输入转子和输出转子，其特征在于: a.所述的输入转子端面上见块~极和犯块5极扇形永磁体均匀间隔布置成环形，永磁体轴向充磁，输入转子通过输入轴固定于输入轴支架上，其中，Ni—般为I?5的正整数； b.所述的输出转子端面上犯块~极和％块5极扇形永磁体均匀间隔布置成环形，永磁体轴向充磁，输出转子通过输出轴固定于输出轴支架上，其中，N2—般为I?50的正整数； c.所述的直线型调磁体由见+他个导磁条和NdN2个非导磁条间隔均匀布置呈椭圆环形，调磁体通过支架固定于基座上，其中N1+N2—般为小于50的正整数； d.所述的输入转子和调磁体一端面相对且同心，输出转子和调磁体另一端面相对且同心，输入、输出转子上扇形永磁体的径向厚度相等，且与调磁体端面的径向厚度相等。2.根据权利要求1所述的调磁体直线型相交轴磁齿轮传动装置，其特征在于:所述磁齿轮传动具有两层气隙，即输入转子永磁体与调磁体之间形成的气隙和输出转子永磁体与调磁体之间形成的气隙。3.根据权利要求1所述的调磁体直线型相交轴磁齿轮传动装置，其特征在于:改变输入转子、输出转子上永磁体的极对数，以及调磁体中导磁条和非导磁条的数目，可以改变输出轴和输入轴的转速比值。4.根据权利要求1所述的调磁体直线型相交轴磁齿轮传动装置，其特征在于:改变调磁体两端面的相对角度可改变输入、输出轴之间的夹角。
【文档编号】F16H49/00GK205715535SQ201620578691
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】郝秀红, 门继德, 李海滨
【申请人】燕山大学