永磁盘式正弦扭矩联轴装置的制作方法

[0001]
本发明涉及连轴装置技术领域的一种正弦扭矩输出联轴装置，尤其涉及一种永磁盘式正弦扭矩联轴装置。


背景技术：

[0002]
连轴装置是指联接两轴或轴与回转件，在传递运动和动力过程中一同回转，在正常情况下不脱开的一种装置。永磁连轴装置同时也作为一种安全装置用来防止被联接机件承受过大的载荷，起到过载保护的作用。正弦扭矩输出相比于方波扭矩输出稳定性好，抗干扰能力强，可以减少传动过程的振动。现有正弦波扭矩输出技术通过调节电机的电流或电压来实现，因此无法做到输入端恒扭矩，输出端正弦扭矩的传动方式。


技术实现要素：

[0003]
为实现输入端恒扭矩，输出端正弦扭矩的传动方式，本发明提供一种永磁盘式正弦扭矩联轴装置。
[0004]
本发明采用以下技术方案实现：一种永磁盘式正弦扭矩联轴装置，其包括：
[0005]
盘式结构一，其包括连接轴一、安装盘一、分隔盘以及多块磁圈一；所述连接轴一与所述安装盘一同轴设置，并相互固定；多块磁圈一均匀排列在同一个圆环上，且安装在所述安装盘一上；所述分隔盘盖在多块磁圈一上，并与所述安装盘一同轴设置；
[0006]
盘式结构二，其与所述盘式结构相隔，且包括连接轴二、安装盘二以及分别与多块磁圈一对应的多块磁圈二；所述连接轴二、所述安装盘二、所述安装盘一均同轴设置，所述连接轴二与所述安装盘二固定连接；多块磁圈二均匀排列在同一个圆环上，且安装在所述安装盘二上；每块磁圈二与对应的磁圈一的磁极沿轴向布置并相隔，且相靠近的两侧的磁极方向相反；相邻的两块磁圈二间隔设置，且磁极布置方向相反；定义所述连接轴一的轴向为所述磁圈一与所述磁圈二的厚度方向，每块磁圈二的厚度小于对应的磁圈一的厚度，且每块磁圈二沿着所述连接轴二的轴向能投影在对应的磁圈一上；
[0007]
其中，在所述连接轴一与所述连接轴二两者中，一者为主动轴而另一者为从动轴。
[0008]
本发明通过盘式结构一的磁圈一与盘式结构二磁圈二的磁性作用，在主动轴和从动轴的转速差增大时，由于两种磁圈的位置发生相对变化，同时在分隔盘的作用下，使得扭矩呈正弦变化，进而避免了扭矩保持固定，并使用物理结构实现正弦波扭矩，解决了现有的连轴装置易失效或损坏，稳定性较差的技术问题，得到了稳定性好，扭矩可调的技术效果。
[0009]
作为上述方案的进一步改进，所述安装盘一与所述安装盘二均为圆盘，所述安装盘一、所述安装盘二以及所述分隔盘的半径均相同。
[0010]
作为上述方案的进一步改进，所述安装盘一与所述安装盘二均为铁盘，所述分隔盘为铜盘。
[0011]
作为上述方案的进一步改进，所述连接轴一与所述安装盘一一体成型，所述连接轴二与所述安装盘二一体成型。
[0012]
作为上述方案的进一步改进，所述连接轴一与所述连接轴二均由铁制成，且均呈筒状。
[0013]
本发明还提供了一种永磁盘式正弦扭矩联轴装置，其包括：
[0014]
盘式结构一，其包括连接轴一、两个安装盘一、分别与两个安装盘一对应的两个分隔盘、分别与两个安装盘一对应的两组磁圈一以及多个连接件；所述连接轴一与其中一个安装盘一同轴设置，并相互固定；两个安装盘一同轴设置，且相隔出一个容纳空间，并通过多个连接件固定；每组磁圈一均匀排列在同一个圆环上并位于所述容纳空间中，且安装在对应的安装盘一上；每个分隔盘盖在对应的一组磁圈一上，并与对应的安装盘一同轴设置；
[0015]
盘式结构二，与所述盘式结构相隔，且包括连接轴二、安装盘二以及分别与两组磁圈一对应的两组磁圈二；所述连接轴二、所述安装盘二、所述安装盘一均同轴设置，且所述连接轴二穿过其中另一个安装盘一并与所述安装盘二固定连接；所述安装盘二位于所述容纳空间中，并能相对所述盘式结构一转动；两组磁圈二分别固定在所述安装盘二的相对两侧，每组磁圈二均匀排列在同一个圆环上；每块磁圈二与对应的磁圈一的磁极沿轴向布置并相隔，且相靠近的两侧的磁极方向相反；相邻的两块磁圈二间隔设置，且磁极布置方向相反；定义所述连接轴一的轴向为所述磁圈一与所述磁圈二的厚度方向，每块磁圈二的厚度小于对应的磁圈一的厚度，且每块磁圈二沿着所述连接轴二的轴向能投影在对应的磁圈一上；
[0016]
其中，在所述连接轴一与所述连接轴二两者中，一者为主动轴而另一者为从动轴。
[0017]
作为上述方案的进一步改进，两个安装盘一关于所述安装盘二对称，其中一组磁圈二的所有磁圈与其中另一组磁圈二的所有磁圈一一对应，且相对应的两个磁圈二位于所述安装盘二的同一轴向上。
[0018]
作为上述方案的进一步改进，所述安装盘一与所述安装盘二均为圆盘，所述安装盘一的半径大于所述安装盘二的半径，所述安装盘一的半径与所述分隔盘一的半径相同。
[0019]
作为上述方案的进一步改进，所述连接件为连接柱，且一端穿过其中一个分隔盘和其中一个安装盘一，另一端穿过其中另一个分隔盘和其中另一个安装盘一；所述安装盘一与所述安装盘二均为铁盘，所述分隔盘为铜盘。
[0020]
作为上述方案的进一步改进，所述连接轴一与所述连接轴二均由铁制成，且均呈筒状；所述连接轴一与所述安装盘一一体成型，所述连接轴二的半径小于所述连接轴一的半径。
[0021]
相较于现有的连轴装置，本发明的永磁盘式正弦扭矩联轴装置具有以下有益效果：
[0022]
1、该永磁盘式正弦扭矩联轴装置，其一种结构是通过盘式结构一的磁圈一与盘式结构二磁圈二的磁性吸引作用，而在主动轴和从动轴的转速差增大时，由于两种磁圈的位置发生相对变化，同时在分隔盘的作用下，使得扭矩呈正弦波变化，进而避免了扭矩保持固定，并使用物理结构实现正弦波扭矩，能够避免连轴装置发生失效或损坏，提高连轴装置的稳定性。
[0023]
2、该永磁盘式正弦扭矩联轴装置，其另一种结构是将盘式结构二的主要部分置于盘式结构一的容纳空间中，通过双盘的作用进一步增大这两者的磁场作用，从而提高扭矩，使连轴装置的联合更加牢固和稳定。并且，该连轴装置也利用物理结构实现正弦波扭矩，而
且便于安装，使用方便。
[0024]
3、该永磁盘式正弦扭矩联轴装置，其永磁体的排布决定了正弦扭矩输出的频率及振幅。该联轴装置通过物理结构实现了输入端恒扭矩，输出端正弦扭矩的传动。并且，其具有永磁连轴装置固有的抗干扰能力和静音效果。而且，考虑到永磁体高温退磁的特点，该联轴装置适用于中度载荷和轻度载荷工况。
附图说明
[0025]
图1为本发明实施例1的永磁盘式正弦扭矩联轴装置的第一立体结构示意图。
[0026]
图2为图1中的永磁盘式正弦扭矩联轴装置的第二立体结构示意图。
[0027]
图3为图1中的永磁盘式正弦扭矩联轴装置的第三立体结构示意图。
[0028]
图4为图3中的永磁盘式正弦扭矩联轴装置未显示分隔盘后的立体结构示意图。
[0029]
图5为图1中的永磁盘式正弦扭矩联轴装置的盘式结构一的立体结构示意图。
[0030]
图6为图1中的永磁盘式正弦扭矩联轴装置的盘式结构二的立体结构示意图。
[0031]
图7为图1中的永磁盘式正弦扭矩联轴装置的磁圈一和磁圈二的对比示意图。
[0032]
图8为本发明实施例2的永磁盘式正弦扭矩联轴装置的第一立体结构示意图。
[0033]
图9为图8中的永磁盘式正弦扭矩联轴装置的第二立体结构示意图。
[0034]
图10为图8中的永磁盘式正弦扭矩联轴装置的第三立体结构示意图。
[0035]
图11为图10中的永磁盘式正弦扭矩联轴装置未显示分隔盘后的立体结构示意图。
[0036]
图12为图8中的永磁盘式正弦扭矩联轴装置的盘式结构一的立体结构示意图。
[0037]
图13为图8中的永磁盘式正弦扭矩联轴装置的盘式结构二的立体结构示意图。
[0038]
图14为图8中的永磁盘式正弦扭矩联轴装置的磁圈一和磁圈二的对比示意图。
[0039]
符号说明：
具体实施方式
[0040]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0041]
实施例1
[0042]
请参阅图1-4，本实施例提供了一种永磁盘式正弦扭矩联轴装置，该连轴装置的主动部分和从动部分都采用单盘形式。其中，该连轴装置包括盘式结构一和盘式结构二，这两个盘式结构分别为连轴装置的主从动部分。在具体实现时，这两个盘式结构可以通过其他结构(如连轴装置外壳)进行活动安装，保证这两个盘式结构之间不发生直接接触，进而实现主从动轴的联合作用。
[0043]
请参阅图5，盘式结构一包括连接轴一1、安装盘一2、分隔盘3以及多块磁圈一4。连接轴一1与安装盘一2同轴设置，并相互固定。在具体固定时，连接轴一1与安装盘一2可以通过胶粘、焊接等方式进行固定，也可以是连接轴一1与安装盘一2一体成型。多块磁圈一4均匀排列在同一个圆环上，而且安装在安装盘一2上。在安装时，这些磁圈一4可以通过胶粘的形式安装在安装盘一2上，也可以通过卡接或其他结构进行连接。另外，相邻的两块磁圈一4之间会相隔而不会直接接触。分隔盘3盖在多块磁圈一4上，并与安装盘一2同轴设置。安装
盘一2和分隔盘3的半径均相同，即安装盘一2与分隔盘3的圆周切面位于同一面上。
[0044]
请参阅图6以及图7，盘式结构二与盘式结构相隔，而且包括连接轴二6、安装盘二7以及多块磁圈二8。连接轴二6、安装盘二7、安装盘一2均同轴设置，连接轴二6与安装盘二7固定连接。在具体连接时，连接轴二6可以与安装盘二7一体成型，也可以通过焊接和卡接等方式进行连接。多块磁圈二8分别与多块磁圈一4对应，并且均匀排列在同一个圆环上，且安装在安装盘二7上。多块磁圈二8可以通过胶粘的形式固定在安装盘二7上，也可以通过焊接等其他方式定位在安装盘二7上。每块磁圈二8与对应的磁圈一4的磁极沿轴向布置并相隔，且相靠近的两侧的磁极方向相反。相邻的两块磁圈二8间隔设置，而且磁极布置方向相反。定义连接轴一1的轴向为磁圈一4与磁圈二8的厚度方向，每块磁圈二8的厚度小于对应的磁圈一4的厚度，且每块磁圈二8沿着连接轴二6的轴向能投影在对应的磁圈一4上。
[0045]
其中，在连接轴一1与连接轴二6两者中，一者为主动轴而另一者为从动轴。安装盘一2与安装盘二7均为圆盘，中心处开设中心通孔，而且安装盘一2、安装盘二7的半径均相同。在本实施例中，安装盘一2与安装盘二7均为铁盘，而分隔盘3为铜盘。并且，连接轴一1与连接轴二6均由铁制成，且均呈筒状，这样可以便于外部需要联合的两轴进行连接和固定。
[0046]
在盘式结构一与盘式结构二之间产生相对转动时，此时磁圈一4与对应的磁圈二8会产生偏移，而由于设置了分隔盘3，这样所形成的转动扭矩就随着转速差的增大而呈正弦波变化，避免了扭矩的固定情况。这样就使用物理结构实现正弦波扭矩，可以满足各种实际使用，尤其是一些特殊情况下需要扭矩发生正弦波变化时，该连轴装置恰好能满足需求。
[0047]
综上所述，相较于现有的连轴装置，本实施例的永磁盘式正弦扭矩联轴装置具有以下优点：
[0048]
1、该永磁盘式正弦扭矩联轴装置，其通过盘式结构一的磁圈一4与盘式结构二磁圈二8的磁性吸引作用，而在主动轴和从动轴的转速差增大时，由于两种磁圈的位置发生相对变化，同时在分隔盘3的作用下，使得扭矩呈正弦波变化，进而避免了扭矩保持固定，并使用物理结构实现正弦波扭矩，能够避免连轴装置发生失效或损坏，提高连轴装置的稳定性。
[0049]
2、该永磁盘式正弦扭矩联轴装置，其永磁体的排布决定了正弦扭矩输出的频率及振幅。该联轴装置通过物理结构实现了输入端恒扭矩，输出端正弦扭矩的传动。并且，其具有永磁连轴装置固有的抗干扰能力和静音效果。而且，考虑到永磁体高温退磁的特点，该联轴装置适用于中度载荷和轻度载荷工况。
[0050]
实施例2
[0051]
请参阅图8-11，本实施例提供了一种永磁盘式正弦扭矩联轴装置，该连轴装置的主动部分和从动部分都采用双盘形式。其中，该连轴装置包括盘式结构一和盘式结构二，这两个盘式结构均为双盘结构，而且分别为连轴装置的主从动部分。在具体实现时，这两个盘式结构可以通过其他结构(如连轴装置外壳)进行活动安装，保证这两个盘式结构之间不发生直接接触，进而实现主从动轴的联合作用。
[0052]
请参阅图12，盘式结构一包括连接轴一1、两个安装盘一2、两个分隔盘3、两组磁圈一4以及多个连接件5。连接轴一1与其中一个安装盘一2同轴设置，并相互固定。在具体固定时，连接轴一1与安装盘一2可以通过胶粘、焊接等方式进行固定，也可以是连接轴一1与安装盘一2一体成型。两个安装盘一2同轴设置，而且相隔出一个容纳空间，并且通过多个连接件5固定。两个分隔盘3分别与两个安装盘一2对应，两组磁圈一4分别与两个安装盘一2对
应。每组磁圈一4均匀排列在同一个圆环上并位于容纳空间中，而且安装在对应的安装盘一2上。在安装时，这些磁圈一4可以通过胶粘的形式安装在安装盘一2上，也可以通过卡接或其他结构进行连接。另外，相邻的两块磁圈一4之间会相隔而不会直接接触。每个分隔盘3盖在对应的一组磁圈一4上，并与对应的安装盘一2同轴设置。安装盘一2和分隔盘3的半径均相同，即安装盘一2与分隔盘3的圆周切面位于同一面上。
[0053]
在本实施例中，连接件5为连接柱，且一端穿过其中一个分隔盘3和其中一个安装盘一2，另一端穿过其中另一个分隔盘3和其中另一个安装盘一2。连接柱的数量可以根据需要进行设置，一般数量越多，两个安装盘一2之间的固定作用越牢固。为了能够限制两个安装盘一2在轴向上的移动，连接柱在插入两个安装盘一2后可以与两个安装盘一2焊接，当然，也可以是，两个安装盘一2上的开孔半径小于连接柱的半径，从而使两个安装盘一2与连接柱直接过盈配合，实现紧密连接作用。
[0054]
请参阅图13以及图14，盘式结构二与盘式结构相隔，而且包括连接轴二6、安装盘二7以及两组磁圈二8。连接轴二6、安装盘二7、安装盘一2均同轴设置，且连接轴二6穿过其中另一个安装盘一2并与安装盘二7固定连接。在具体连接时，连接轴二6可以与安装盘二7一体成型，也可以通过焊接和卡接等方式进行连接。安装盘二7位于容纳空间中，并能相对盘式结构一转动。两组磁圈二8分别与两组磁圈一4对应，两组磁圈二8分别固定在安装盘二7的相对两侧，每组磁圈二8均匀排列在同一个圆环上。多块磁圈二8可以通过胶粘的形式固定在安装盘二7上，也可以通过焊接等其他方式定位在安装盘二7上。每块磁圈二8与对应的磁圈一4的磁极沿轴向布置并相隔，而且相靠近的两侧的磁极方向相反。相邻的两块磁圈二8间隔设置，且磁极布置方向相反。定义连接轴一1的轴向为磁圈一4与磁圈二8的厚度方向，每块磁圈二8的厚度小于对应的磁圈一4的厚度，且每块磁圈二8沿着连接轴二6的轴向能投影在对应的磁圈一4上。
[0055]
其中，在连接轴一1与连接轴二6两者中，一者为主动轴而另一者为从动轴。两个安装盘一2关于安装盘二7对称，这样能够保证各组磁圈一4与磁圈二8之间的作用力能够均衡，同时便于安装。而且，其中一组磁圈二8的所有磁圈与其中另一组磁圈二8的所有磁圈一4一对应，并且相对应的两个磁圈二8位于安装盘二7的同一轴向上。这样，一方面可以便于将所有磁圈定位和安装，另一方面可以保证能够产生的扭矩的最大化，避免因错误而使磁圈之间产生不利的相互影响。
[0056]
这里需要说明的是，安装盘一2与安装盘二7均为圆盘，中心处开设中心通孔。安装盘一2的半径大于安装盘二7的半径，安装盘一2的半径与分隔盘3一的半径相同。安装盘一2与安装盘二7均为铁盘，分隔盘3为铜盘。连接轴一1与连接轴二6均由铁制成，且均呈筒状。连接轴二6的半径小于连接轴一1的半径，这样可以便于连接轴二6穿过安装盘一2的中心孔，防止这两者发生接触。
[0057]
在盘式结构一与盘式结构二之间产生相对转动时，此时磁圈一4与对应的磁圈二8会产生偏移，而由于设置了分隔盘3，这样所形成的转动扭矩就随着转速差的增大而呈正弦波变化，避免了扭矩的固定情况。这样就使用物理结构实现正弦波扭矩，可以满足各种实际使用，尤其是一些特殊情况下需要扭矩发生正弦波变化时，该连轴装置恰好能满足需求。
[0058]
综上所述，相较于现有的连轴装置，本实施例的永磁盘式正弦扭矩联轴装置具有以下优点：
[0059]
该永磁盘式正弦扭矩联轴装置，其将盘式结构二的主要部分置于盘式结构一的容纳空间中，通过双盘的作用进一步增大这两者的磁场作用，从而提高扭矩，使连轴装置的联合更加牢固和稳定。并且，该连轴装置也利用物理结构实现正弦波扭矩，而且便于安装，使用方便。
[0060]
实施例3
[0061]
本实施例提供了一种连轴装置安装方法，其用于安装实施例1中的永磁盘式正弦扭矩联轴装置。其中，该安装方法包括以下这些步骤。
[0062]
第一步，组装盘式结构一。先将连接轴一1与安装盘一2同轴并固定，再将多块磁圈一4均匀排列在同一个圆环上并固定在安装盘一2远离连接轴一1的一面上，最后将分隔盘3盖在这些磁圈一4上，使连接轴一1、安装盘一2、分隔盘3以及多块磁圈一4形成一个整体，即盘式结构一。
[0063]
第二步，组装盘式结构二。先将连接轴二6与安装盘二7同轴并固定，再将多块磁圈二8均匀排列在同一个圆环上并固定在安装盘二7远离连接轴二6的一面上。其中，相邻两块磁圈二8之间的距离与相邻两块磁圈一4之间的距离相同，而且磁圈二8所布置在的圆环与磁圈一4所布置在的圆环的内外径分别相同。
[0064]
第三步，将盘式结构一与盘式结构二组装。先将盘式结构一与盘式结构二同轴并相互靠近直至间距达到一个预设距离，再将每个磁圈一4与对应的磁圈二8相对应，使盘式结构一与盘式结构二同轴且相互联合，以形成该连轴装置。
[0065]
实施例4
[0066]
本实施例提供了一种永磁盘式正弦扭矩联轴装置，用于安装实施例2中的永磁盘式正弦扭矩联轴装置。其中，该安装方法包括以下这些步骤。
[0067]
第一步，初步组装盘式结构一。先将连接轴一1与安装盘一2同轴并固定，再将每组磁圈一4均匀排列在同一个圆环上，使两组磁圈一4分别固定在对应的两个安装盘一2远离连接轴一1的一面上，最后将两个分隔盘3分别盖在两组磁圈一4上，并且在两个分隔盘3之间隔出容纳空间，此时两个安装盘一2之间没有相对固定。
[0068]
第二步，组装盘式结构二。先将连接轴二6穿过其中另一个安装盘一2，并与安装盘二7同轴并固定，再将每组磁圈二8均匀排列在同一个圆环上，使两组磁圈二8分别固定在对应的两个安装盘二7远离连接轴二6的一面上。其中，相邻两块磁圈二8之间的距离与相邻两块磁圈一4之间的距离相同，而且磁圈二8所布置在的圆环与磁圈一4所布置在的圆环的内外径分别相同。
[0069]
第三步，组装盘式结构一。通过多个连接件5将两个安装盘一2固定，同时这些连接件5将两个分隔盘3固定，使得连接轴一1、安装盘一2、分隔盘3、多块磁圈一4以及多个连接件5形成一个整体，即盘式结构一。
[0070]
第四步，先调节盘式结构一与盘式结构二之间的距离，使两个安装盘一2关于安装盘二7对称，再将每个磁圈一4与对应的磁圈二8相对应，使盘式结构一与盘式结构二同轴且相互联合，以形成该连轴装置。
[0071]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。