常州江苏大学工程技术研究院
Changzhou Engineering and Technology Institute of Jiangsu University
技术领域
本发明涉及机械工程中的传动技术领域,是一种非接触式传动的磁力齿轮,具体是一种应用侧边正弦调磁装置的气隙可调式磁力齿轮。它可应用于大振动、无泄漏、大转矩和高低速传动的非接触变速系统。
背景技术
在工农业生产、国防、航空、航天等领域,需要传动机构实现动力的传递,同时实现变速。根据应用场合的不同,人们开发出各种变换装置或设备来满足上述要求,例如链条、钢丝绳、传动带、丝杆、曲柄连杆、滑块机构、凸轮顶杆机构等。在这些变换装置中,各传动机构相互接触,带来了摩擦、震动、噪音等问题,降低了系统的传递效率和传动机构的稳定性。
磁力齿轮是一种非接触式的传动装置,具有可靠性好、传动平稳、寿命长、无摩擦损耗、无需润滑和无油污等特点,逐渐被应用于变速驱动的领域。现有的同心式磁力齿轮内外气隙大小根据有限元分析和理论计算确定一个固定值,但在现实条件影响下,磁力齿轮很难达到期望的传动效率,这就需要气隙能够根据现实条件的变化改变大小,使磁力齿轮的传动效率达到期望值,另外,调磁装置在变化的磁场中受到电磁力的作用,从而调磁装置需要足够大的结构强度,现有的调磁装置均都采用连接桥提高调磁装置的结构强度,但连接桥同时使涡流损耗增大,降低了磁力齿轮的传递效率。
江苏大学在发明专利201010161362.0提到了一种应用鼠笼式调磁装置的同心磁力齿轮,且鼠笼式调磁装置由软磁材料制成,提高了调磁装置的结构强度,但同时也增加了调磁装置切割磁感线产生的涡流损耗,从而降低了磁力齿轮的传动效率,另外,该同心式磁力齿轮调磁装置轴向位置固定,无法调节同心磁力齿轮的内外气隙。
在发明专利200810036390.2中提到一种把导磁材料和非导磁材料沿圆周方向紧密排列的调磁装置,其非导磁材料为环氧树脂,但以环氧树脂为衬底的调磁装置却存在整体冲击强度低,耐热性不好,不宜在户外使用等缺点。
在发明专利201210432030.0中提到一种工字型复合式调磁装置,其调磁极片制造成工字型结构,增加与非导磁材料的接触面积,但工字型结构调磁装置在结构过渡处采用大角度过渡,在调磁装置受到电磁力的作用下容易造成应力集中,从而造成调磁装置结构的变形或破坏。
本发明的优点
本发明中调磁装置由调磁极片轴向叠加而成,能够减小调磁装置的涡流损耗,同时,调磁极片侧边设置成正弦型,从而调磁极片能够通过自身结构提高调磁装置结构强度,避免使用连接桥增加强度,能够进一步减小调磁装置的涡流损耗,提高磁力齿轮的传动效率;直线导轨提高了支撑架的移动精度,并提高了支撑架的稳定性,同时,调磁装置的左右移动改变调磁装置与外转子永磁体形成外气隙以及调磁装置与内转子永磁体形成的内气隙的大小,而内、外气隙的改变能够改变磁力齿轮的传动效率,从而通过调磁装置的左右移动确定传动效率最高的位置;限位块能够限制支撑架移动距离,从而保证调磁装置不与内转子永磁体和外转子永磁体接触,而且可以通过松开限位块上的螺钉,沿直线导轨移动限位块至理想位置。