一种新型磁流变液离合器的制作方法

本发明涉及一种磁流变液离合器，尤其是一种能够适应磁流变液体积膨胀、使磁流变液颗粒更加均匀、提高传递转矩的新型磁流变液离合器。

背景技术：

磁流变液是一种在磁场作用下能够快速、可逆地由流动性良好的牛顿流体转变为bingham弹塑性体的智能材料。典型的磁流变液是微米级别的磁性颗粒、表面活性剂和溶剂组成的一种智能材料，具有特殊的力学性质，在机械工程、汽车工程、控制工程、精密仪器加工及航空航天等领域具有非常广泛的应用前景。

磁流变液离合器是磁流变液应用的一个重要领域，根据磁流变液的性质，可以控制外加磁场来实现离合器的分离和结合，在不同的磁场强度作用下，磁流变液的剪切应力发生变化，进而实现转速和转矩的变化，且可以实现无级控制。和传统的离合器相比，磁流变液具有无磨损、功耗低、噪声低、响应时间短、结构简单和控制简单等优点。按照磁流变液离合器的结构形式，一般分为圆筒式磁流变液离合器、圆盘式磁流变液离合器和杯状磁流变液离合器等。发明专利cn102080692a公开了一种“双盘式磁流变液离合器”，将磁流变液密封在两盘之间，在传动轴上装设旋转叶片，利用传动轴带动叶片旋转，使空气通过通风口循环流动，保持良好的散热特性，其缺点在于磁性颗粒受离心作用，会产生沉淀，影响转矩传递；发明专利cn109139736a公布了“一种多励磁线圈磁流变离合器”，通过多励磁线圈同时通电方式产生工作磁场，主从动盘组均采用中空结构，传动结构简单且散热效果好，但是未考虑磁流变液由于温度上升产生体积增大的问题。盘式磁流变液离合器工作时，离心现象明显，影响传递转矩，在一定程度上制约着盘式磁流变液离合器的发展。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种新型磁流变液离合器。

为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

本发明提供一种新型磁流变液离合器，包括离合器本体，所述离合器本体包括相互连接的输入端壳体、输出端壳体，所述输入端壳体内部对应设置有输入轴，所述输入轴通过轴承ⅰ与输入端壳体连接，所述输入轴内侧端设置有主动片，所述输出端壳体内部设置有输出轴，所述输出轴通过轴承ⅱ与输出端壳体连接，所述主动片的两侧对应设置有相互连接的从动片ⅰ、从动片ⅱ，所述输出轴的内侧端与从动片ⅱ连接，所述输入轴通过轴承ⅲ、轴承ⅳ与从动片ⅰ连接，所述从动片ⅰ上设置有从动片ⅰ孔，所述从动片ⅱ上设置有从动片ⅱ孔，所述从动片ⅰ、从动片ⅱ、主动片、输入端壳体和输出端壳体之间形成的空腔内充满有磁流变液，所述输入端壳体和输出端壳体上设置有与从动片ⅰ、从动片ⅱ对应的螺柱，所述螺柱上设置有金属环，所述金属环上设置有压电材料圆环，所述螺柱外侧对应设置有与所述输入端壳体和输出端壳体连接的励磁线圈，所述输出端壳体上设置有注液口，所述注液口通过螺堵ⅰ密封，所述输出端壳体上沿圆周方向均匀分布若干与磁流变液对应的台阶通孔，所述台阶通孔中安装有浮动活塞，所述台阶通孔的端部安装有螺堵ⅱ，所述螺堵ⅱ与浮动活塞之间形成有密闭空间，所述密闭空间中存有压缩气体，所述输入端壳体的外侧端部设置有与输入轴对应的输入轴端盖，所述输出端壳体的外侧端设置有与输出轴对应的输出轴端盖。

进一步的，所述金属环由上下两个半环组成，所述两个半环由螺栓连接；所述压电材料圆环安装在所述金属环的槽中。

进一步的，所述输入轴与输入轴端盖之间设置有密封圈ⅰ，所述输出轴与输出轴端盖之间设置有密封圈ⅱ。

进一步的，所述从动片ⅰ、从动片ⅱ通过螺栓ⅰ连接，所述螺栓ⅰ上设置有位于从动片ⅰ、从动片ⅱ之间且与从动片ⅰ、从动片ⅱ抵接的套筒ⅰ，所述压电材料圆环位于从动片ⅰ、从动片ⅱ之间与套筒ⅰ对应。

进一步的，若干个所述从动片ⅰ孔在从动片ⅰ上沿圆周方向均匀分布，若干个所述从动片ⅱ孔在从动片ⅱ上沿圆周方向均匀分布。

进一步的，所述轴承ⅲ、轴承ⅳ之间的输入轴上对应设置有套筒ⅱ，所述轴承ⅳ与轴承ⅰ之间的输入轴上对应设置有套筒ⅲ。

进一步的，所述主动片通过螺钉ⅰ与输入轴内侧端固定，所述从动片ⅱ通过螺钉ⅱ与所述输出轴的内侧端固定。

本发明的有益效果：

本发明通过安装压电材料圆环，通电时产生径向振动，使磁性颗粒在基液中分布均匀，提高离合器的传递转矩；本发明通过在输出端壳体上安装浮动活塞，可以自行调整磁流变液体积，具有提高传递转矩、结构简单、响应迅速、传递效率高、防止沉淀的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种新型磁流变液离合器的结构简图；

图2是本发明的一种新型磁流变液离合器的压电圆环安装剖视图；

图3是本发明的一种新型磁流变液离合器的主动片图；

图4是本发明的一种新型磁流变液离合器的从动片ⅰ图；

图5是本发明的一种新型磁流变液离合器的从动片ⅱ图。

其中：1-输入轴、2-密封圈ⅰ、3-轴承ⅰ、4-输入轴端盖、5-从动片ⅰ孔、6-从动片ⅱ孔、7-磁流变液、8-从动片ⅰ、9-从动片ⅱ、10-螺栓ⅰ、11-套筒ⅰ、12-压电材料圆环、13-螺柱、14-金属环、15-注液口、16-螺堵ⅰ、17-输出端壳体、18-浮动活塞、19-压缩气体、20-螺堵ⅱ、21-轴承ⅱ、22-输出轴端盖、23-密封圈ⅱ、24-输出轴、25-励磁线圈、26-主动片、27-输入端壳体、28-轴承ⅲ、29-轴承ⅳ、30-套筒ⅱ、31-套筒ⅲ、32-螺钉ⅰ、33-螺钉ⅱ。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：如图1-5所示，本实施例提供一种新型磁流变液离合器，包括离合器本体，所述离合器本体包括相互连接的输入端壳体27、输出端壳体17，所述输入端壳体27内部对应设置有输入轴1，所述输入轴1通过轴承ⅰ3与输入端壳体27连接，所述输入轴1内侧端设置有主动片26，所述输出端壳体17内部设置有输出轴24，所述输出轴24通过轴承ⅱ21与输出端壳体17连接，所述主动片26的两侧对应设置有相互连接的从动片ⅰ8、从动片ⅱ9，所述输出轴24的内侧端与从动片ⅱ9连接，所述输入轴1通过轴承ⅲ28、轴承ⅳ29与从动片ⅰ8连接，所述从动片ⅰ8上设置有从动片ⅰ孔5，所述从动片ⅱ9上设置有从动片ⅱ孔6，所述从动片ⅰ8、从动片ⅱ9、主动片26、输入端壳体27和输出端壳体17之间形成的空腔内充满有磁流变液7，所述输入端壳体27和输出端壳体17上设置有与从动片ⅰ8、从动片ⅱ9对应的螺柱13，所述螺柱13上设置有金属环14，所述金属环14上设置有压电材料圆环12，所述螺柱13外侧对应设置有与所述输入端壳体27和输出端壳体17连接的励磁线圈25，所述输出端壳体17上设置有注液口15，所述注液口15通过螺堵ⅰ16密封，所述输出端壳体17上沿圆周方向均匀分布若干与磁流变液7对应的台阶通孔，所述台阶通孔中安装有浮动活塞18，所述台阶通孔的端部安装有螺堵ⅱ20，所述螺堵ⅱ20与浮动活塞18之间形成有密闭空间，所述密闭空间中存有压缩气体19，所述输入端壳体27的外侧端部设置有与输入轴1对应的输入轴端盖4，所述输出端壳体17的外侧端设置有与输出轴24对应的输出轴端盖22。

所述金属环14由上下两个半环组成，所述两个半环由螺栓连接；所述压电材料圆环12安装在所述金属环14的槽中。

所述输入轴1与输入轴端盖4之间设置有密封圈ⅰ2，所述输出轴24与输出轴端盖22之间设置有密封圈ⅱ23。

所述从动片ⅰ8、从动片ⅱ9通过螺栓ⅰ10连接，所述螺栓ⅰ10上设置有位于从动片ⅰ8、从动片ⅱ9之间且与从动片ⅰ8、从动片ⅱ9抵接的套筒ⅰ11，所述压电材料圆环12位于从动片ⅰ8、从动片ⅱ9之间与套筒ⅰ11对应。

若干个所述从动片ⅰ孔5在从动片ⅰ8上沿圆周方向均匀分布，若干个所述从动片ⅱ孔6在从动片ⅱ9上沿圆周方向均匀分布。

所述轴承ⅲ28、轴承ⅳ29之间的输入轴1上对应设置有套筒ⅱ30，所述轴承ⅳ29与轴承ⅰ3之间的输入轴1上对应设置有套筒ⅲ31。

所述主动片26通过螺钉ⅰ32与输入轴1内侧端固定，所述从动片ⅱ9通过螺钉ⅱ33与所述输出轴24的内侧端固定。

在磁流变液离合器工作过程中，给压电材料圆环12施加交变电流，由于压电材料的性质，压电材料圆环12将沿着径向方向发生极化，即沿径向发生振动，磁流变液沿半径减小的方向流动，主动片26和从动片中间的磁流变液将通过从动片ⅰ孔5、从动片ⅱ孔6流动到从动片ⅰ8、从动片ⅱ9和输入端壳体27、输出端壳体17的间隙中，此后将沿着间隙向半径增大的方向流动，到达压电材料圆环12处，形成循环流动，可以使磁流变液7中的磁性颗粒分布更均匀；输入轴1转动，带动主动片26转动，靠近输入轴1的磁流变液7随着主动片26高速旋转，磁流变液7中的磁性颗粒在高速旋转中失去同一性而产生离心力，离心力会使磁流变液7循环流动，靠近主动片26的磁性颗粒向外运动，靠近从动盘的磁性颗粒向内运动，压电材料圆环12沿径向的振动加快靠近从动盘的磁性颗粒向内运动，使向外移动的磁性颗粒的流量等于向内移动的颗粒流量，使磁性颗粒分布均匀，可以防止磁流变液7在外径处集聚，产生沉淀；励磁线圈25通电，产生磁场，对磁流变液7产生作用，由于磁流变液7的固有性质，将会从牛顿流体转变为宾汉流体，由类液体转变为类固体，能产生较大的屈服应力从而传递转矩，带动从动片ⅱ9转动，进而带动输出轴24转动，响应时间短，并且随着励磁线圈25中电流的增大，传递的转矩增大；压电材料圆环12振动，将由于离心作用远离输入轴1的磁性颗粒向内部运动，使磁性颗粒分布均匀；转矩通过输入轴1、主动片26、磁流变液7、从动片再传递到输出轴24；磁流变液离合器工作过程中，由于转速差的存在，导致磁流变液7温度上升，磁流变液7体积增大，磁流变液7推动浮动活塞18向右运动，磁流变液离合器内腔体积增大；当励磁线圈25断电，磁流变液7由类固体转变为类液体，传递转矩减小，输出轴24停止转动。通过浮动活塞18，可以实现离合器内腔体积的自适应调整；通过对励磁线圈26和压电材料圆环12的控制，实现磁流变液离合器转矩的传递，并在一定程度上提高传递转矩。

本实施例通过安装压电材料圆环，通电时产生径向振动，使磁性颗粒在基液中分布均匀，提高离合器的传递转矩；本发明通过在输出端壳体上安装浮动活塞，可以自行调整磁流变液体积，具有提高传递转矩、结构简单、响应迅速、传递效率高、防止沉淀的优点。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。