一种永磁式行星齿轮传动结构的制作方法

本发明涉及机械传动机构领域，具体涉及一种无接触、无磨损、低污染、多传动比输出的永磁式行星齿轮传动结构。

背景技术：

永磁材料是受到外场磁化，撤去外场后不需要消耗能量而能够保持其剩磁的材料。用其制作齿轮传动件之间并不接触，而是存在一定的气隙，利用磁体同极相斥、异极相吸的原理实现力或力矩的传递，从而解决传统机械式齿轮传动中存在的磨损和噪音等问题。

现有的永磁齿轮传动多采用径向齿轮结构和单极同心式结构。径向齿轮传动结构的结构空间较大，且仅能实现但传动比传动；单极同心式结构虽然可以减小结构空间，但其也仅能实现单传动比传动，无法运用到要求多速比的场合。本文提出的一种永磁式行星齿轮传动结构采用永磁太阳轮、永磁行星轮、永磁内齿圈三个永磁轮采用同心式布置极大的节省了结构空间，并且每个齿轮既可做输入件又可做输出件，机构可实现多传动比输出，能满足多种工作情况。相较于传统的齿轮传动结构，本文提出的一种永磁式行星齿轮传动结构在运动过程中进行无接触传动不要提供润滑剂即可实现无磨损传动，可实现无污染的清洁传动方式，在食品、医疗等卫生要求高的领域有很大的用途。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题为：针对传统行星齿轮传动的磨损、装配精度要求高、冲击的缺点我们提出了一种永磁式行星齿轮传动结构，它可以通过无接触传动实现无摩擦、无冲击传动，并且大幅降低了行星轮系的装配精度要求。针对现有的永磁齿轮结构无法实现变传动比传动，我们提出了一种永磁式行星齿轮传动结构，它可以通过不同的结构件做输入件和输出件实现变传动比传动，从而加大了永磁齿轮的应用领域。

本发明实现技术目的所采用的基本原理是：利用永磁体的磁场调制作用，实现磁齿轮的传动。当输入件运动时，随着输入件转速的增大，输入件与其相邻的磁齿轮的磁场产生调制作用从而使相邻的磁齿轮转到进而实现运动的传递。在该机构中，我们可以让永磁太阳轮、永磁行星轮、永磁内齿圈中不同的齿轮做输入件或输出件，从而实现结构的变传动比运动。

本发明的技术方案是：一种永磁式行星齿轮传动结构，其特征在于包括永磁太阳轮、永磁行星轮、永磁内齿圈，可以实现行星轮系的无接触、无磨损、无污染、无冲击和低装配精度要求。

所述的一种永磁式行星齿轮传动结构，永磁太阳轮、永磁行星轮、永磁内齿圈均由稀土永磁材料制成。

所述的一种永磁式行星齿轮传动结构的永磁太阳轮、永磁行星轮、永磁内齿圈采用同心式布置结构。

所述的一种永磁式行星齿轮传动结构通过永磁太阳轮、永磁行星轮、永磁内齿圈的磁场调制作用实现传动。

所述的永磁太阳轮采用三个n级和三个s级相互交错布置；永磁行星轮采用内外两个永磁磁环组成，每个磁环均由六个n级和s级交错布置，两个磁环之间通过连接件使其固联；永磁内齿圈由八个n级和s级交错布置。

所述的一种永磁式行星齿轮传动结构可以实现变传动比输出。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

所述的一种永磁式行星齿轮传动结构是由永磁材料制成的永磁太阳轮、永磁行星轮、永磁内齿圈和非导磁材料连接件组成的，永磁式行星齿轮采用磁场调制的作用实现运动件的扭矩传递。相较于传统齿轮机构可以实现无接触、无磨损、无冲击的环境友好型的动力传递形式。相较于现有的永磁齿轮结构，永磁式行星齿轮传动结构可以实现任意永磁齿轮作为输入件或输出件，并实现多传动比输出，可以将永磁齿轮传动结构用于更广阔的场合。

附图说明

图1为永磁式行星齿轮传动结构示意图；

在图1中，1为由永磁材料制成的具有三个交错布置的n级和s级的永磁太阳轮；2为由永磁材料制成的具有六个交错布置的n级和s级的永磁行星轮，该行星轮具有两个永磁环，两个环之间通过非导磁材料连接件3连接；4为由永磁材料制成的具有八个交错布置的n级和s级的永磁内齿圈。图1中斜线为s级，网格线为n级。

具体实施方式

在图1中，永磁太阳轮、永磁行星轮、永磁内齿圈采用同心式结构布置，通过不同磁齿轮的磁场调制作用实现动力的传递。当永磁太阳轮作为输入件，永磁内齿圈作为输出件时，随着永磁太阳轮的转速不断提高，永磁太阳轮和永磁行星轮的磁场偏离磁力平衡位置，永磁行星轮就会在永磁太阳轮的磁场调制下进行加速，随着永磁行星轮转速不断提高，永磁行星轮和永磁内齿圈的磁场偏离磁力平衡位置，永磁内齿圈就会在永磁行星轮的磁场调制下进行加速，直至三者再次处于磁力平衡位置，此时永磁行星轮系的三个永磁齿轮保持一个稳定的转速进行运动，实现转矩的稳定输出，当其他齿轮作为输入件或输出件时永磁行星轮系的工作原理与此相同。

本发明结构紧凑、装配方便、无磨损、无冲击、无需润滑克服了传统齿轮传动的缺点。同时，本发明还可以实现多传动比输出，可将磁齿轮传动用于军工、航天、半导体与光电、机器人、医疗器械、食品加工设备等领域。

本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种永磁式行星齿轮传动结构，包括永磁太阳轮、永磁行星轮、永磁内齿圈，通过各个轮之间的磁场调制作用实现传动。所述的三个永磁齿轮采用同心式布置，每一个永磁齿轮均可作为输出，可实现变传动比输出，从而满足多种工作状态需求。本发明解决了行星轮系的装配精度要求高的难题，实现了无接触、无磨损的行星齿轮传动，无需润滑，减少了对环境的污染。本发明结构紧凑、装卸方便，传动平稳、启动力矩较低，克服了传统行星轮系装配精度要求高、运动冲击、磨损等缺点。同时，本发明还可以应用到军工、航天、半导体与光电TFL‑LCD制造、机器人、医疗器械、食品加工设备等领域。

技术研发人员：王延忠;王建军;窦德龙;鄂世元
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2019.05.23
技术公布日：2019.08.16