专利名称：磁齿轮变速机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及热能与动力领域，特别是一种磁齿轮变速机构。
背景技术：
机械齿轮变速机构虽然可靠，但是机构复杂，近年来利用磁齿轮进行变速的研究与开发日益增多，但是几乎都没有成熟的技术方案。磁齿轮变速机构具有结构简单、能耗小、不需要润滑等优势，为了提高发动机等机械领域的变速传动效率，急需实用新型一种性能可靠的磁齿轮变速机构。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种磁齿轮变速机构，该变速机构具有结构简单、能耗小、不需要润滑等优点。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下一种磁齿轮变速机构，包括第一磁齿轮组、第二磁齿轮组、导磁体和控制机构，所述第一磁齿轮组由N个磁齿轮共轴设置构成，所述第二磁齿轮组由M个磁齿轮共轴设置构成，M加N的和大于等于3 ；所述第一磁齿轮组中的磁齿轮的直径相同，所述第二磁齿轮组中的磁齿轮的直径不同，或所述第二磁齿轮组中的磁齿轮的直径相同，所述第一磁齿轮组中的磁齿轮的直径不同，或所述第一磁齿轮组中的磁齿轮的直径不同，所述第二磁齿轮组中的磁齿轮的直径不同；在所述第一磁齿轮组与所述第二磁齿轮组之间至少设一个导磁体，所述导磁体是指不具备永磁的磁导体，例如由硅钢片制成的结构体；所述控制机构控制第一磁齿轮组和 /或第二磁齿轮组和/或导磁体使导磁体将第一磁齿轮组中的某个磁齿轮上的磁力线传递给第二磁齿轮组中的某个磁齿轮，所述第一磁齿轮组的轴W和所述第二磁齿轮组的轴Y中一个设为动力输入轴，另一个设为动力输出轴。所述第一磁齿轮组和第二磁齿轮组分别为永磁磁齿轮组、电磁磁齿轮组或录磁磁齿轮组。所述第一磁齿轮组和所述第二磁齿轮组均为永磁磁齿轮组，所述导磁体设为移动导磁体或嵌入移动式导磁体，所述控制机构为相应的移动导磁体的控制机构。所述第一磁齿轮组和所述第二磁齿轮组均为电磁磁齿轮组，所述控制机构包括控制第一磁齿轮组的电路切换装置H和控制第二磁齿轮组的电路切换装置K，所述电路切换装置H将第一磁齿轮组中的任何一个电磁磁齿轮上的电磁线圈与电源接通或与电源断开， 所述电路切换装置K将第二磁齿轮组中的任何一个电磁磁齿轮上的电磁线圈与电源接通或与电源断开。其中，所述电磁磁齿轮是指由电产生磁场的磁齿轮，在工作中需要直流供电；所述电路切换装置是指能将电磁磁齿轮与电源接通或断开的开关组。[0012]所述第一磁齿轮组和所述第二磁齿轮组均为录磁磁齿轮组，所述控制机构包括控制第一磁齿轮组的磁极消印装置R和控制第二磁齿轮组的磁极消印装置T，所述磁极消印装置R将磁极对录印到所述第一磁齿轮组中的录磁磁齿轮内或将第一磁齿轮组中的录磁磁齿轮内的磁极对消除，所述磁极消印装置T将磁极对录印到所述第二磁齿轮组中的录磁磁齿轮内或将第二磁齿轮组中的录磁磁齿轮内的磁极对消除，能够控制某个磁齿轮的磁性的有无及其磁力的大小，从而实现多种传送比的变换。其中，所述录磁磁齿轮是指由录磁材料制成的可以在其内部录印磁极对的轮状结构体，所述的录磁材料详见录音磁带的磁材料；所述的磁极消印装置是指可以将磁极对录印到录磁磁齿轮内或将录磁磁齿轮内的磁极对消除的装置，其功能和结构类同于录音机的磁头。进一步地，所述磁极消印装置R设为移动式磁极消印装置R，和/或所述磁极消印装置T设为移动式磁极消印装置T。所述第一磁齿轮组和第二磁齿轮组采用永磁磁齿轮组、电磁磁齿轮组和录磁磁齿轮组中的任两组相互配合，所述控制机构包括相应的电路切换装置H/K和/或磁极消印装置R/T和/或移动导磁体控制机构。进一步地，所述导磁体全部设为形状补偿固定导磁体或嵌入移动式导磁体。为了满足不同磁极对数的磁齿轮曲率半径的变化所引起的形状变化的要求，在本实用新型中设置了形状补偿固定导磁体，所谓形状补偿固定导磁体具有两个作用一是补偿磁齿轮曲率半径变化引起的形状变化，二是能够保持较大的稳定磁极对应面，以保证足够的扭矩，形状补偿固定导磁体要贯通磁齿轮组的全部长度。所述嵌入式移动导磁体是指设在第一磁齿轮组和第二磁齿轮组之间的在垂直于第一磁齿轮组的轴线和第二磁齿轮组的轴线所构成的平面的方向上移动的移动导磁体。在所述第一磁齿轮组和所述第二磁齿轮组之间串联设置两个所述移动导磁体，在两个所述移动导磁体之间设固定导磁体。所述固定导磁体是指处于固定状态将一个移动导磁体的磁场传给另一个移动导磁体的导磁体，固定导磁体的设置提高了传动比的数量，例如第一磁齿轮组上有X个磁齿轮，第二个磁齿轮组上也有X个磁齿轮，在只设一个移动导磁体不设固定导磁体的结构中的传动比的个数是X个，然而如果设有两个移动导磁体并在其中设置固定导磁体，则其传动比的个数为X2个。在所述第一磁齿轮组和所述移动导磁体之间设第一形状补偿固定导磁体，在所述移动导磁体和所述第二磁齿轮组之间设第二形状补偿固定导磁体。在所述第一磁齿轮组和与其邻近的所述移动导磁体之间设第一形状补偿固定导磁体，和/或在所述第二磁齿轮组和与其邻近的所述移动导磁体之间设第二形状补偿固定导磁体。所述第一磁齿轮组根据所述磁齿轮直径的大小依次排列构成锥形第一磁齿轮组。所述第二磁齿轮组根据所述磁齿轮直径的大小依次排列构成锥形第二磁齿轮组。所述第一磁齿轮组设为内磁齿轮组，第二磁齿轮组设为外磁齿轮组，所述外磁齿轮组套装设置在所述内磁齿轮组内。本实用新型中为了有效地在导磁体内保持磁场的定向传输，导磁体应设隔磁层， 所述隔磁层可以是一定厚度的空气层，也可以是由其他导磁性能差的物质组成。为了提高磁场传输效率，对于磁齿轮组的磁齿轮之间也应设有隔磁层，保证各个磁齿轮的磁场不相互干扰。本实用新型的优点1、本实用新型在两个分别由多个磁齿轮组成的磁齿轮组中间设置可以移动的移动导磁体，通过对移动导磁体的位置的控制将一个齿轮组中的某个齿轮的磁场传导给另一个磁齿轮组中的某个磁齿轮，由于这两个磁齿轮的磁极对数不同，因此形成变速作用。本实用新型改变了传统机械齿轮变速机构的齿轮啮合进行传动的方式，省略了齿条等部件，通过磁力进行传动，无需润滑，不会磨损，机构的稳定性大大提高。2、本实用新型通过设置固定导磁体与移动导磁体相配合，能够实现更多种传动比间的变换，适用范围广。3、本实用新型根据磁齿轮曲率半径的变化设置了形状补偿固定导磁体，使移动导磁体在移动过程中能够保持较大的稳定磁极对应面，保证足够的扭矩，性能稳定、效率高。4、本实用新型的磁齿轮可以是永磁磁齿轮，也可以是电磁磁齿轮或者录磁磁齿轮，应用方便，适用范围广。5、本实用新型结构简单、能耗小。
图1为本实用新型实施例1的结构示意图；图2为图1的A- A剖面图；图3为本实用新型实施例2的结构示意图；图4为图3的B-B剖面图；图5为本实用新型实施例3的结构示意图；图6为为图5的C-C剖面图；图7为本实用新型实施例4的结构示意图；图8为为图7的D-D剖面图；图9为本实用新型实施例5的结构示意图；图10为本实用新型实施例6的结构示意图；图11为本实用新型实施例7的结构示意图；图12为本实用新型实施例8的结构示意图；图13为图12的E-E剖面图；图14为本实用新型实施例9的结构示意图；图15为本实用新型实施例10的结构示意图。
具体实施方式
实施例1如图1和图2所示，本实施例提供一种永磁磁齿轮变速机构，包括第一磁齿轮组1， 第二磁齿轮组2，第一磁齿轮组1设为由7个永磁磁齿轮共轴设置构成，第二磁齿轮组2设为由7个永磁磁齿轮共轴设置构成；第一磁齿轮组1中的磁齿轮的直径按直径逐渐增大的方式依次排列构成锥形第一磁齿轮组101 ；第二磁齿轮组2中的磁齿轮的直径按直径逐渐
6缩小的方式依次排列构成锥形第二磁齿轮组201 ；在第一磁齿轮组1与第二磁齿轮组2之间设一个移动导磁体31和移动导磁体31的控制机构(图略)，第一磁齿轮组1的轴Will为动力输入轴，第二磁齿轮组2的轴Y222为动力输出轴，所述移动导磁体3将第一磁齿轮组1 中的7号永磁磁齿轮上的磁力线传递给第二磁齿轮组2中的7号永磁磁齿轮，由于这两个磁齿轮的磁极对数不同，所以形成变速作用。如此，通过控制机构控制移动导磁体31在两磁齿轮组的位置，将两个齿轮组中的某两个磁齿轮的磁场传导进行传递，形成7种不同的变速比的变换。实施例2如图3、4所示，本实施例与实施例1的区别在于本实施例提供一种电磁磁齿轮变速机构，在第一磁齿轮组1和第二磁齿轮组2之间串联设置两个移动导磁体31，在两个移动导磁体31之间设固定导磁体4。移动导磁体31将第一磁齿轮组1中的某个电磁磁齿轮上的磁力线传递给第二磁齿轮组2中的某个电磁磁齿轮，在第一磁齿轮组1附近设电路切换装置H8，在第二磁齿轮组2附近设电路切换装置K9，电路切换装置H8将第一磁齿轮组 1中的任何一个电磁磁齿轮上的电磁线圈与电源接通或与电源断开，电路切换装置K9将第二磁齿轮组2中的任何一个电磁磁齿轮上的电磁线圈与电源接通或与电源断开，形成不同的传动比。工作时，当一个移动导磁体31位于第一磁齿轮组1的某一磁齿轮侧不动时，另一个移动导磁体31分别处于第二磁齿轮组2的7个不同磁齿轮侧时，通过固定导磁体4的传导，两移动导磁体31将第一磁齿轮组1的1个磁齿轮和第二磁齿轮组2的7个磁齿轮的磁场分别进行传导，形成7种不同的变速比。如此，两个移动导磁体31通过固定导磁体4将第一磁齿轮组1的7个磁齿轮和第二磁齿轮组2的7个磁齿轮的磁场分别进行传导可形成 72种不同的变速比的变换。实施例3如图5、6所示，本实施例与实施例2的区别在于在锥形第一磁齿轮组101和固定导磁体4之间设第一形状补偿固定导磁体401，在固定导磁体4和锥形第二磁齿轮组201之间设第二形状补偿固定导磁体402。形状补偿固定导磁体要贯通磁齿轮组的全部长度，它既可以补偿磁齿轮曲率半径变化引起的形状变化，又能够保持较大的稳定磁极对应面，保证足够的扭矩。实施例4如图7和图8所示，本实施例与实施例2的区别在于本实施例提供一种录磁磁齿轮变速机构，所述第一磁齿轮组1和第二磁齿轮组2均采用录磁磁齿轮组，所述第二磁齿轮组2中的录磁磁齿轮的直径设为相同，所述第一磁齿轮组1中的所述录磁磁齿轮的直径设为不同；在所述第一磁齿轮组1附近设磁极消印装置R10，在所述第二磁齿轮组2附近设磁极消印装置Tl 1，所述磁极消印装置RlO将磁极对录印到所述第一磁齿轮组1中的所述录磁磁齿轮内或将所述第一磁齿轮组1中的所述录磁磁齿轮内的磁极对消除，所述磁极消印装置Tll将磁极对录印到所述第二磁齿轮组2中的所述录磁磁齿轮内或将所述第二磁齿轮组 2中的所述录磁磁齿轮内的磁极对消除，所述第一磁齿轮组1的轴Will和所述第二磁齿轮组2的轴Y222中一个设为动力输入轴，另一个设为动力输出轴；所述移动导磁体采用嵌入移动式导磁体302，该嵌入移动式导磁体302在垂直于第一磁齿轮组1和第二磁齿轮组2的平面上移动，当需要连接两组的某对齿轮时，只需将相应的嵌入移动式导磁体302安装在所述第一磁齿轮组1和第二磁齿轮组2的平面上使所述的某对录磁磁齿轮磁力接通即可。实施例5如图9所示，本实施例与实施例4的区别在于本实施例提供一种录磁磁齿轮变速机构，其所述第一磁齿轮组1设为内磁齿轮组102，所述第二磁齿轮组2设为外磁齿轮组 202，所述外磁齿轮组202套装设置在所述内磁齿轮组102内。为了补偿磁齿轮曲率半径变化引起的形状变化和保证足够的扭矩，设置第一形状补偿固定导磁体401和第二形状补偿固定导磁体402。实施例6如图10所示，本实施例与实施例1的区别在于提供一种录磁磁齿轮变速机构，所述磁极消印装置RlO设为移动式磁极消印装置R1001，所述磁极消印装置Tll设为移动式磁极消印装置T1101。所述磁极消印装置R1001和磁极消印装置Tll分别控制第一磁齿轮组1和第二磁齿轮组2中某些对磁齿轮的磁力的大小，从而实现多种传送比的变换。实施例7如图11所示，本实施例与实施例5的区别在于本实施例提供一种永磁磁齿轮变速机构，第一磁齿轮组1设为永磁的内磁齿轮组102，第二磁齿轮组2设为永磁的外磁齿轮组202，外磁齿轮组202套装设置在内磁齿轮组102内。实施例8如图12和图13所示的磁齿轮变速机构，其与实施例1的区别在于本实施例提供一种电磁磁齿轮变速机构，所述导磁体3全部设为形状补偿固定导磁体34。通过控制电路切换装置H8和电路切换装置K9将锥形第一磁齿轮组101中的某个电磁磁齿轮上的磁力线传递给锥形第二磁齿轮组201中的某个电磁磁齿轮，如此形成多种传送比的变换。实施例9如图14所示的磁齿轮变速机构，其与实施例1的区别在于所述第一磁齿轮组1 为采用永磁磁齿轮组的锥形第一磁齿轮组101，第二磁齿轮组2为采用电磁磁齿轮组的锥形第二磁齿轮组201，所述导磁体3全部设为形状补偿固定导磁体34，所述控制机构包括电路切换装置K9，通过电路切换装置K9控制锥形第二磁齿轮组201中的任何一个电磁磁齿轮上的电磁线圈与电源接通或与电源断开，从而实现多种传送比的变换。实施例10如图15所示的磁齿轮变速机构，其与实施例4的区别在于所述第一磁齿轮组1 采用录磁磁齿轮组，第二磁齿轮组2采用电磁磁齿轮组，导磁体3采用嵌入式移动导磁体 302，所述控制机构包括磁极消印装置R10、电路切换装置K9和嵌入式移动导磁体302的控制机构(图略)。显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。 凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
权利要求1.一种磁齿轮变速机构，其特征在于包括第一磁齿轮组(1)、第二磁齿轮组O)、导磁体(3)和控制机构，所述第一磁齿轮组(1)由N个磁齿轮共轴设置构成，所述第二磁齿轮组O)由M个磁齿轮共轴设置构成，M加N的和大于等于3;所述第一磁齿轮组(1)中的磁齿轮的直径相同，所述第二磁齿轮组O)中的磁齿轮的直径不同，或所述第二磁齿轮组(2) 中的磁齿轮的直径相同，所述第一磁齿轮组(1)中的磁齿轮的直径不同，或所述第一磁齿轮组(1)中的磁齿轮的直径不同，所述第二磁齿轮组( 中的磁齿轮的直径不同；在所述第一磁齿轮组(1)与所述第二磁齿轮组( 之间至少设一个导磁体(3)；所述控制机构控制第一磁齿轮组(1)和/或第二磁齿轮组O)和/或导磁体(3)使导磁体(3)将第一磁齿轮组(1)中的某个磁齿轮上的磁力线传递给第二磁齿轮组(2)中的某个磁齿轮，所述第一磁齿轮组(1)的轴W (111)和所述第二磁齿轮组O)的轴Y (222)中一个设为动力输入轴， 另一个设为动力输出轴。
2.如权利要求1所述的磁齿轮变速机构，其特征在于所述第一磁齿轮组(1)和所述第二磁齿轮组( 分别为永磁磁齿轮组、电磁磁齿轮组或录磁磁齿轮组。
3.如权利要求2所述的磁齿轮变速机构，其特征在于所述第一磁齿轮组(1)和所述第二磁齿轮组( 均为永磁磁齿轮组，所述导磁体设为移动导磁体(31)或嵌入移动式导磁体(302)，所述控制机构为相应的移动导磁体的控制机构。
4.如权利要求2所述的磁齿轮变速机构，其特征在于所述第一磁齿轮组(1)和所述第二磁齿轮组( 均为电磁磁齿轮组，所述控制机构包括控制第一磁齿轮组(1)的电路切换装置H (8)和控制第二磁齿轮组O)的电路切换装置K (9)，所述电路切换装置H (8)将第一磁齿轮组(1)中的任何一个电磁磁齿轮上的电磁线圈与电源接通或与电源断开，所述电路切换装置K (9 )将第二磁齿轮组(2 )中的任何一个电磁磁齿轮上的电磁线圈与电源接通或与电源断开。
5.如权利要求2所述的磁齿轮变速机构，其特征在于所述第一磁齿轮组(1)和所述第二磁齿轮组( 均为录磁磁齿轮组，所述控制机构包括控制第一磁齿轮组(1)的磁极消印装置R(IO)和控制第二磁齿轮组O)的磁极消印装置T (11)，所述磁极消印装置R (10) 将磁极对录印到所述第一磁齿轮组(1)中的录磁磁齿轮内或将第一磁齿轮组(1)中的录磁磁齿轮内的磁极对消除，所述磁极消印装置T (11)将磁极对录印到所述第二磁齿轮组(2) 中的录磁磁齿轮内或将第二磁齿轮组O)中的录磁磁齿轮内的磁极对消除。
6.如权利要求5所述的磁齿轮变速机构，其特征在于所述磁极消印装置R(IO)设为移动式磁极消印装置R(IOOl)，和/或所述磁极消印装置T (11)设为移动式磁极消印装置 T (1101)。
7.如权利要求2所述的磁齿轮变速机构，其特征在于所述第一磁齿轮组(1)和第二磁齿轮组( 采用永磁磁齿轮组、电磁磁齿轮组和录磁磁齿轮组中的任两组相互配合，所述控制机构包括相应的电路切换装置H/K (8/9)和/或磁极消印装置R/ T (10/11)和/ 或移动导磁体的控制机构。
8.如权利要求4、5、6或7所述的磁齿轮变速机构，其特征在于所述导磁体(3)全部设为形状补偿固定导磁体(34 )或嵌入移动式导磁体(302 )。
9.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的磁齿轮变速机构，其特征在于在所述第一磁齿轮组(1)和所述第二磁齿轮组( 之间串联设置两个所述移动导磁体(31)，在两个所述2移动导磁体(31)之间设固定导磁体(4)。
10.如权利要求9所述的磁齿轮变速机构，其特征在于在所述第一磁齿轮组(1)和所述移动导磁体(31)之间设第一形状补偿固定导磁体(401)，和/或在所述移动导磁体(31) 和所述第二磁齿轮组(2)之间设第二形状补偿固定导磁体(402)。
11.如权利要求1所述的磁齿轮变速机构，其特征在于所述第一磁齿轮组(1)根据所述磁齿轮直径的大小依次排列构成锥形第一磁齿轮组(101)。
12.如权利要求1所述的磁齿轮变速机构，其特征在于所述第二磁齿轮组(2)根据所述磁齿轮直径的大小依次排列构成锥形第二磁齿轮组(201)。
13.如权利要求1所述的磁齿轮变速机构，其特征在于所述第一磁齿轮组(1)设为内磁齿轮组(102 )，第二磁齿轮组(2 )设为外磁齿轮组(202 )，所述外磁齿轮组(202 )套装设置在所述内磁齿轮组(102)内。
专利摘要本实用新型公开了一种磁齿轮变速机构，包括第一磁齿轮组、第二磁齿轮组、导磁体和控制机构，所述第一磁齿轮组由N个磁齿轮共轴设置构成，所述第二磁齿轮组由M个磁齿轮共轴设置构成，M加N的和大于等于3；第一磁齿轮组中的磁齿轮的直径设为相同，第二磁齿轮组中的磁齿轮的直径设为不同；在第一磁齿轮组与第二磁齿轮组之间至少设一个导磁体，通过控制机构控制使导磁体将第一磁齿轮组中的某个磁齿轮上的磁力线传递给第二磁齿轮组中的某个磁齿轮，第一磁齿轮组的轴W和第二磁齿轮组的轴Y中一个设为动力输入轴另一个设为动力输出轴。本实用新型所公开的磁齿轮变速机构具有结构简单、能耗小、不需要润滑的优点。
文档编号F16H49/00GK202203362SQ20112031945
公开日2012年4月25日 申请日期2011年8月29日 优先权日2010年8月30日
发明者靳北彪 申请人:靳北彪