[發(fā)明專利]一種新型橫向磁場的磁性傳動齒輪副

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110142746.2
• 申請日: 2011-05-30
• 公開（公告）號: CN102808919A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余虹錦
• 申請（專利權(quán)）人: 余虹錦
• 主分類號: F16H49/00
• 分類號: F16H49/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種新型橫向磁場的磁性傳動齒輪副，可廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、電動汽車、船艦驅(qū)動及其它需要直接驅(qū)動的工業(yè)傳動領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在提高拖動轉(zhuǎn)矩的方法中，機械式齒輪變速傳動應(yīng)用極為廣泛，但長期以來其傳動基本形式?jīng)]有變化，即始終是依靠機械式齒輪副的兩輪齒的嚙合進(jìn)行傳動。這就給齒輪傳動帶來了一些不可消除的問題，如機械疲勞、摩擦損耗、震動噪音等，盡管可以采用油脂潤滑技術(shù)，但以上問題依舊無法根除，導(dǎo)致使用維護(hù)極其繁瑣，而且機械式齒輪傳動的理論效率最多也只能達(dá)到85％，固定傳動速比的機械式齒輪副傳動使得需要在更寬轉(zhuǎn)速范圍的多級、分檔調(diào)速機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法適應(yīng)越來越多的無級變速的傳動技術(shù)要求。

我國是世界上稀土永磁材料最豐富的國家，大力發(fā)展稀土材料的應(yīng)用對我國有現(xiàn)實的意義。隨著控制技術(shù)的進(jìn)步，稀土永磁材料在電驅(qū)動領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，稀土永磁材料做成的各類電機產(chǎn)品，其單位體積材料傳送的力矩密度大，能源利用效率高而能耗小，顯示出其稀土材料巨大的優(yōu)越性。稀土永磁材料在機械傳動領(lǐng)域的應(yīng)用，國內(nèi)外才處于起步階段，2004年英國工程師從理論和樣機的具體實踐上完成了一種新型磁性齒輪的設(shè)計工作，克服了以往永磁齒輪傳動扭矩較小的缺點，這給永磁材料在機械傳動領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了一個重要的研究方向和未來的應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有機械式齒輪傳動技術(shù)存在的問題，本技術(shù)發(fā)明的目的在于提供一種采用永磁材料制做的、新型橫向磁場的磁性傳動齒輪副新結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的基本構(gòu)思是，利用永磁材料N極與S極異極性相吸引的原理來實現(xiàn)無機械接觸、無摩擦的動力變速傳動。

以下結(jié)合圖2所示示意圖來說明這種新型橫向磁場的磁性傳動齒輪副的工作原理，圖中：2為主動輪鐵芯磁軛，3為主動輪永磁體，6為鐵磁調(diào)磁柵，7為從動輪永磁體，9為從動輪鐵芯磁軛；N表示N極性的永磁體，S表示S極性的永磁體，Bg表示經(jīng)鐵磁調(diào)磁柵調(diào)制后的氣隙磁場磁通密度，Zg表示鐵磁調(diào)磁柵導(dǎo)磁柵齒數(shù)，n_r表示主動輪轉(zhuǎn)速，n_S表示從動輪轉(zhuǎn)速，2p_r表示主動輪永磁體分布極數(shù)，2p_s表示從動輪永磁體分布極數(shù)。磁性傳動齒輪副的核心部件有：其上分布有2p_r個永磁體3的主動輪、其上分布有2p_s個永磁體7的從動輪、其上均勻分布有Zg個輻射狀導(dǎo)磁柵齒的鐵磁調(diào)磁柵6和靜止的定子機殼組成，構(gòu)成磁性傳動齒輪副的氣隙磁場Bg沿與旋轉(zhuǎn)軸線平行的路線穿過主動輪和從動輪之間的氣隙平面形成磁性傳動齒輪副的橫向磁場；磁性傳動齒輪副的主動輪、從動輪呈扁平的圓盤形狀，主動輪與從動輪之間裝配有起調(diào)制氣隙磁場作用的鐵磁調(diào)磁柵6，鐵磁調(diào)磁柵6與主動輪和從動輪的端面間均有氣隙，三者之間無機械接觸和摩擦且成同軸線分布。當(dāng)主動輪以轉(zhuǎn)速n_r旋轉(zhuǎn)時，主動輪上分布的2p_r個永磁體3的磁場經(jīng)鐵磁調(diào)磁柵6調(diào)制后與從動輪上分布的2p_s個永磁體7的磁場交鏈并形成合成氣隙磁場Bg，該磁場經(jīng)主動輪鐵芯磁軛2和從動輪鐵芯磁軛9構(gòu)成橫向磁場的閉合磁路，從而氣隙磁場產(chǎn)生的切向力帶動從動輪以轉(zhuǎn)速n_s旋轉(zhuǎn)；鐵磁調(diào)磁柵的導(dǎo)磁柵齒數(shù)Zg、主動輪永磁體的極數(shù)2p_r、從動輪永磁體的極數(shù)2p_s滿足以下關(guān)系約束：

nsnr=prps=prZg-pr]]>Zg＝p_r+p_s。

采用上述技術(shù)方案所達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟效果：

與普通機械式齒輪傳動副相比，本發(fā)明涉及的橫向磁場的磁性傳動齒輪副具有如下明顯的優(yōu)勢：