一种用于正交轴传动的表贴‑Halbach阵列式永磁面齿轮组的制作方法

技术特征：

1.一种用于正交轴传动的表贴-Halbach阵列式永磁面齿轮组，其特征在于：其组成包括两个轮，所述的两个轮均为磁性齿轮，两个轮分别是圆柱轮（1）和平面轮（2），所述的平面轮（2）水平设置，所述的圆柱轮（1）设置在平面轮（2）上方，且圆柱轮（1）和平面轮（2）的轮轴中心线相正交，圆柱轮（1）和平面轮（2）之间留有气隙；当其中一个轮为主动轮时，另外一个轮为从动轮，所述的主动轮通过磁性力带动从动轮转动；

所述的圆柱轮（1）为表贴式圆柱轮，所述的平面轮（2）为Halbach阵列式平面轮；所述的表贴式圆柱轮包括圆柱轮轭部（4）、多个瓦片形永磁体（5）及多个瓦片形填充物体（6）；所述的圆柱轮轭部（4）采用导磁性铁磁材料制成，所述的圆柱轮轭部（4）设有轴向中心孔一（4-1），圆柱轮轭部（4）的轴向中心孔一（4-1）的内壁上沿轴向开设有用于与轴系一配合的键槽一（4-2）；所述的多个瓦片形永磁体（5）包括多个第一型瓦片形永磁体（5-1）和多个第二型瓦片形永磁体（5-2），所述的多个第一型瓦片形永磁体（5-1）和多个第二型瓦片形永磁体（5-2）依次交替且等间距设置并均通过粘结方式固定在圆柱轮轭部（4）的外圆周面上，每相邻设置的第一型瓦片形永磁体（5-1）和第二型瓦片形永磁体（5-2）之间的间距内紧密设置有一个瓦片形填充物体（6），所述的多个瓦片形填充物体（6）均采用非导磁性材料制成，所述的多个瓦片形填充物体（6）均通过粘结方式固定在圆柱轮轭部（4）的外圆周面上，多个第一型瓦片形永磁体（5-1）和多个第二型瓦片形永磁体（5-2）均采用径向充磁或平行充磁，且每相邻设置的第一型瓦片形永磁体（5-1）及第二型瓦片形永磁体（5-2）的充磁方向相反；

所述的Halbach阵列式平面轮包括第一平面轮轭部（11）和多个扇形永磁体（9）；所述的第一平面轮轭部（11）设有第一轴向中心孔二（11-1），第一平面轮轭部（11）的第一轴向中心孔二（11-1）的内壁上沿轴向开设有用于与轴系二配合的第一键槽二（11-2）；所述的多个扇形永磁体（9）包括多个第一型扇形永磁体（9-1）、多个第二型扇形永磁体（9-2）、多个第三型扇形永磁体（9-3）及多个第四型扇形永磁体（9-4）；所述的多个第一型扇形永磁体（9-1）、多个第二型扇形永磁体（9-2）、多个第三型扇形永磁体（9-3）及多个第四型扇形永磁体（9-4）均竖直设置并通过粘结方式固定在第一平面轮轭部（11）的上表面的外边缘处，且多个第一型扇形永磁体（9-1）、多个第二型扇形永磁体（9-2）、多个第三型扇形永磁体（9-3）及多个第四型扇形永磁体（9-4）依次按照第一型扇形永磁体（9-1）、第二型扇形永磁体（9-2）、第三型扇形永磁体（9-3）及第四型扇形永磁体（9-4）的排列顺序循环排列设置形成圆筒状的永磁体，多个第一型扇形永磁体（9-1）和多个第三型扇形永磁体（9-3）均采用切向充磁且二者充磁方向相反，每相邻设置的第二型扇形永磁体（9-2）和第四型扇形永磁体（9-4）充磁方向与Halbach阵列式平面轮的轴向平行且二者充磁方向相反，第一平面轮轭部（11）采用非导磁性材料制成；或者所述的圆柱轮（1）为Halbach阵列式圆柱轮，所述的平面轮为表贴式平面轮；所述的Halbach阵列式圆柱轮包括圆柱轮轭部（4）和多个瓦片形永磁体（5）；所述的圆柱轮轭部（4）设有轴向中心孔一（4-1），圆柱轮轭部（4）的轴向中心孔一（4-1）的内壁上沿轴向开设有用于与轴系一配合的键槽一（4-2）；

所述的多个瓦片形永磁体（5）包括多个第一型瓦片形永磁体（5-1）、多个第二型瓦片形永磁体（5-2）、多个第三型瓦片形永磁体（5-3）及多个第四型瓦片形永磁体（5-4），所述的多个第一型瓦片形永磁体（5-1）、多个第二型瓦片形永磁体（5-2）、多个第三型瓦片形永磁体（5-3）及多个第四型瓦片形永磁体（5-4）均通过粘结方式固定在圆柱轮轭部（4）的外圆周面上，且多个第一型瓦片形永磁体（5-1）、多个第二型瓦片形永磁体（5-2）、多个第三型瓦片形永磁体（5-3）及多个第四型瓦片形永磁体（5-4）依次按照第一型瓦片形永磁体（5-1）、第二型瓦片形永磁体（5-2）、第三型瓦片形永磁体（5-3）及第四型瓦片形永磁体（5-4）的排列顺序循环排列设置形成圆环状的永磁体，多个第一型瓦片形永磁体（5-1）及多个第三型瓦片形永磁体（5-3）均采用切向充磁，且每相邻设置的第一型瓦片形永磁体（5-1）与第三型瓦片形永磁体（5-3）的充磁方向相反，所述的多个第二型瓦片形永磁体（5-2）及第四型瓦片形永磁体（5-4）均采用径向或平行充磁，且每相邻设置的第二型瓦片形永磁体（5-2）与第四型瓦片形永磁体（5-4）的充磁方向相反；

所述的表贴式平面轮包括第二平面轮轭部（13）、多个扇形填充物体（14）和多个扇形永磁体（9）；所述的第二平面轮轭部（13）采用导磁性材料制成，第二平面轮轭部（13）设有第二轴向中心孔二（13-1），第二平面轮轭部（13）的第二轴向中心孔二（13-1）的内壁上沿轴向开设有用于与轴系二配合的第二键槽二（13-2）；所述的多个扇形永磁体（9）包括多个第一型扇形永磁体（9-1）和多个第二型扇形永磁体（9-2），所述的多个第一型扇形永磁体（9-1）和多个第二型扇形永磁体（9-2）均依次交替且等间距竖直设置并通过粘结方式固定在第二平面轮轭部（13）的上表面的外周边缘处，每相邻设置的第一型扇形永磁体（9-1）和第二型扇形永磁体（9-2）之间的间距内紧密设置有一个扇形填充物体（14），所述的多个扇形填充物体（14）均采用非导磁性材料制成，所述的多个扇形填充物体（14）均通过粘结方式固定在第二平面轮轭部（13）的上表面的外周边缘处，多个第一型扇形永磁体（9-1）和多个第二型扇形永磁体（9-2）的充磁方向与表贴式平面轮的轴向平行，且每相邻设置的第一型扇形永磁体（9-1）和第二型扇形永磁体（9-2）的充磁方向相反，每个扇形填充物体（14）和与其相邻设置的第一型扇形永磁体（9-1）或第二型扇形永磁体（9-2）构成一个极距，多个瓦片形永磁体（5）的极弧系数在0.3-0.5之间，多个扇形永磁体（9）的极弧系数与多个瓦片形填充物体（6）的极弧系数保持一致。

2.根据权利要求1所述的一种用于正交轴传动的表贴-Halbach阵列式永磁面齿轮组，其特征在于：所述的表贴式圆柱轮还包括前端环（3-1）、后端环（3-2）和保护套体（7）；所述的前端环（3-1）和后端环（3-2）均通过粘结方式固定设置在多个瓦片形永磁体（5）及多个瓦片形填充物体（6）的前后两个端面上，所述的保护套体（7）固套装在多个瓦片形永磁体（5）及多个瓦片形填充物体（6）的外侧，前端环（3-1）、后端环（3-2）和保护套体（7）均采用非导磁性材料制成；

所述的Halbach阵列式平面轮还包括上端环（8）、外保护套（10）及内保护套（12）；所述的外保护套（10）和内保护套（12）分别设置在多个扇形永磁体（9）的外侧和内侧，所述的上端环（8）通过粘结方式固定在多个扇形永磁体（9）的上端面，上端环（8）、外保护套（10）及内保护套（12）均采用非导磁性材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于正交轴传动的表贴-Halbach阵列式永磁面齿轮组，其特征在于：所述的表贴式圆柱轮的瓦片形永磁体（5）极对数与Halbach阵列式平面轮的扇形永磁体（9）极对数，应满足如下关系式：

式中，和分别为表贴式圆柱轮和Halbach阵列式平面轮的转速，为传动比。

4.根据权利要求1所述的一种用于正交轴传动的表贴-Halbach阵列式永磁面齿轮组，其特征在于：所述的多个瓦片形永磁体（5）及多个瓦片形填充物体（6）与多个扇形永磁体（9）的厚度均相等，多个瓦片形永磁体（5）及多个瓦片形填充物体（6）的轴向长度与多个扇形永磁体（9）的径向长度均相等。

5.根据权利要求1所述的一种用于正交轴传动的表贴-Halbach阵列式永磁面齿轮组，其特征在于：所述的Halbach阵列式圆柱轮还包括前端环（3-1）、后端环（3-2）和保护套体（7）；所述的前端环（3-1）和后端环（3-2）均通过粘结方式固定设置在多个瓦片形永磁体（5）的前后两个端面上，所述的保护套体（7）固套装在多个瓦片形永磁体（5）的外侧，前端环（3-1）、后端环（3-2）和保护套体（7）均采用非导磁性材料制成；

所述的表贴式平面轮还包括上端环（8）、外保护套（10）及内保护套（12）；所述的外保护套（10）和内保护套（12）分别设置在多个扇形填充物体（14）和多个扇形永磁体（9）的外侧和内侧，所述的上端环（8）通过粘结方式固定在多个扇形填充物体（14）和多个扇形永磁体（9）的上端面，上端环（8）、外保护套（10）及内保护套（12）均采用非导磁性材料制成。

6.根据权利要求1或5所述的一种用于正交轴传动的表贴-Halbach阵列式永磁面齿轮组，其特征在于：所述的Halbach阵列式圆柱轮的瓦片形永磁体（5）极对数与表贴式平面轮的扇形永磁体（9）极对数，应满足如下关系式：

式中，和分别为Halbach阵列式圆柱轮和表贴式平面轮的转速，为传动比。

7.根据权利要求1所述的一种用于正交轴传动的表贴-Halbach阵列式永磁面齿轮组，其特征在于：所述的多个瓦片形永磁体（5）与多个扇形永磁体（9）以及多个扇形填充物体（14）的厚度均相等，多个瓦片形永磁体（5）的轴向长度与多个扇形永磁体（9）及多个扇形填充物体（14）的径向长度均相等。

8.根据权利要求1所述的一种用于正交轴传动的表贴-Halbach阵列式永磁面齿轮组，其特征在于：所述的圆柱轮（1）的前后两个端面与平面轮（2）的内外两条圆弧线对齐设置。