一种具有变宽度调磁齿的磁性齿轮的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及了一种磁性齿轮，尤其是涉及了一种具有变宽度调磁齿的磁性齿轮， 可广泛用于风力发电、电动汽车和舰船等新能源领域。
【背景技术】
[0002] 传统的变速变扭矩广泛采用机械齿轮箱，存在磨损、噪声、机械疲劳等问题，对于 润滑和维护的要求较高，同时摩擦损耗降低了系统效率。针对机械齿轮固有的这些缺点，磁 性齿轮技术近十年来获得越来越多的关注。
[0003] 2001年英国科学家提出一种基于磁场调制技术的新型磁性齿轮结构，克服了传统 磁性齿轮磁路差、传递转矩和效率低的缺点，使磁性齿轮技术成为近年来的研宄热点。磁性 齿轮传递力矩与机械齿轮相当，虽然具有无需润滑、低噪声以及自动过载保护等优点，但也 存在转矩密度低等缺点。
【发明内容】
[0004] 针对现有机械齿轮传动技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有变宽 度调磁齿的磁性齿轮。利用切向充磁的永磁体结合导磁材料实现磁力线聚合以提高气隙磁 场密度，同时利用横向和轴向两种气隙磁场进行能量传递，通过变宽度调磁齿消除主动轮 和从动轮极距不同带来的影响，实现无接触摩擦、高效、大扭矩的变速传动。
[0005] 本发明所采用的技术方案是：
[0006] 本发明包括定子机壳以及同轴安装在定子机壳内的主动轮、从动轮和调磁栅，主 动轮和从动轮分别安装在调磁栅的两端，调磁栅外周围安装定子机壳，主动轮、从动轮与调 磁栅之间均存有间隙；主动轮内圈的外周面沿圆周间隔均布安装有PJt主动轮永磁体，相 邻的两个主动轮永磁体之间均安装有主动轮聚磁块；从动轮内圈的外周面沿圆周间隔均布 安装有匕对从动轮永磁体，相邻的两个从动轮永磁体之间均安装有从动轮聚磁块；调磁栅 为己块调磁齿间隔均布安装在调磁栅内圈外周围的结构，调磁齿的径向截面呈T形；调磁 栅为变宽度的调磁齿，调磁齿T形轴向部分的两端的弧长不相等。
[0007] 所述的主动轮中，相邻主动轮永磁体的极性方向相反，充磁方向沿圆周周向；所述 的从动轮中，相邻从动轮永磁体的极性方向相反，充磁方向沿圆周周向。
[0008] 所述的主动轮永磁体的极对数Pi、从动轮永磁体的极对数P3和调磁栅的铁磁块数 p2满足以下公式：
[0009] P2=P!+P3〇
[0010] 所述的主动轮的旋转方向与从动轮的旋转方向相反，且主动轮的转速ndP从动轮 的转速n2满足以下公式：
【主权项】
1. 一种具有变宽度调磁齿的磁性齿轮，其特征是：包括定子机壳（10)以及同轴安装在 定子机壳（10)内的主动轮、从动轮和调磁栅（5)，主动轮和从动轮分别安装在调磁栅（5)的 两端，调磁栅（5)外周围安装定子机壳（10)，主动轮、从动轮与调磁栅（5)之间均存有间隙； 主动轮内圈（4)的外周面沿圆周间隔均布安装有PJ#主动轮永磁体（1)，相邻的两个主动 轮永磁体（1)之间均安装有主动轮聚磁块（2);从动轮内圈（9)的外周面沿圆周间隔均布 安装有匕对从动轮永磁体（6)，相邻的两个从动轮永磁体（6)之间均安装有从动轮聚磁块 (7);调磁栅（5)为己块调磁齿间隔均布安装在调磁栅内圈外周围的结构，调磁齿的径向截 面呈T形；调磁栅（5)为变宽度的调磁齿，调磁齿T形轴向部分的两端的弧长不相等。
2. 根据权利要求1所述的一种具有变宽度调磁齿的磁性齿轮，其特征是：所述的主动 轮中，相邻主动轮永磁体（1)的极性方向相反，充磁方向沿圆周周向；所述的从动轮中，相 邻从动轮永磁体（6)的极性方向相反，充磁方向沿圆周周向。
3. 根据权利要求1所述的一种具有变宽度调磁齿的磁性齿轮，其特征是：所述的主动 轮永磁体⑴的极对数Pi、从动轮永磁体（6)的极对数己和调磁栅⑷的铁磁块数卩2满足 以下公式： P2= P i+P3。
4. 根据权利要求3所述的一种具有变宽度调磁齿的磁性齿轮，其特征是：所述的主动 轮的旋转方向与从动轮的旋转方向相反，且主动轮的转速^和从动轮的转速11 2满足以下公 式：
所述的主动轮的输入轴（1)转矩、从动轮的输出轴（8)转矩t2和传动效率n满足 以下公式：
5. 根据权利要求1所述的一种具有变宽度调磁齿的磁性齿轮，其特征是：所述的聚磁 块（2)采用铁磁材料，主动轮内圈（4)采用非导磁材料。
6. 根据权利要求1所述的一种具有变宽度调磁齿的磁性齿轮，其特征是：所述的主动 轮永磁体（1)与主动轮聚磁块（2)之间胶粘，从动轮永磁体（6)与从动轮聚磁块（7)之间 粘接。
7. 根据权利要求1所述的一种具有变宽度调磁齿的磁性齿轮，其特征是：所述的调磁 栅（5)采用导磁材料。
8. 根据权利要求1所述的一种具有变宽度调磁齿的磁性齿轮，其特征是：所述的调磁 栅（5)为由导磁材料一体成型。
9. 根据权利要求1所述的一种具有变宽度调磁齿的磁性齿轮，其特征是：所述的机壳 (10)采用非导磁材料。
10. 根据权利要求1所述的一种具有变宽度调磁齿的磁性齿轮，其特征是：所述的调磁 齿为整块导磁材料或由钢片叠压等方式制成。
【专利摘要】本发明公开了一种具有变宽度调磁齿的磁性齿轮。包括同轴安装在定子机壳内的主动轮、从动轮和调磁栅，主、从动轮分别装在调磁栅的两端，并存有间隙；主动轮内圈的外周面间隔均布装有主动轮永磁体；从动轮内圈的外周面间隔均布装有从动轮永磁体，相邻主、从动轮之间装有从动轮聚磁块；调磁齿间隔均布安装在调磁栅内圈外周围，呈T形调磁齿轴向部分的两端弧长不相等；气隙磁场穿过轴向和径向气隙形成闭合磁路，利用永磁体和磁场相互作用实现无接触传动。本发明的传动效率高，单位体积的转矩密度大，可靠性高，不存在机械接触造成的磨损，无需润滑，可实现输入输出轴的隔离，具有过载保护功能，可广泛应用在风力发电、电动汽车、电动舰船等新能源领域。
【IPC分类】H02K51-00
【公开号】CN104578690
【申请号】CN201510023839
【发明人】印欣, 方攸同, 福义涛, 黄晓艳, 马吉恩, 张健
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月16日