[發(fā)明專利]一種大調(diào)速比磁性齒輪

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210153300.4
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號: CN102644719A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江建中;龔宇;張西平
• 申請（專利權(quán)）人: 江建中
• 主分類號: F16H49/00
• 分類號: F16H49/00
• 代理公司: 上海世貿(mào)專利代理有限責任公司 31128
• 代理人: 葉克英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及屬于動力傳遞設(shè)備制造領(lǐng)域，具體涉及一種由兩臺單級磁性齒輪串聯(lián)組成的大調(diào)速比磁性齒輪。

背景技術(shù)

磁性齒輪通常由P_i對永磁體磁極的內(nèi)環(huán)、P_m個鐵心齒極的調(diào)磁環(huán)和P_o對永磁體磁極的外環(huán)三部分組成，內(nèi)環(huán)與調(diào)磁環(huán)、調(diào)磁環(huán)與外環(huán)形成兩層氣隙。與機械齒輪不同的是，磁性齒輪各個運動部件互不接觸，能量通過磁場進行傳遞；與傳統(tǒng)非同心式磁性齒輪不同的是，內(nèi)環(huán)與外環(huán)的所有永磁體同時參與能量傳遞。

當內(nèi)環(huán)以速度ω_i旋轉(zhuǎn)時，所產(chǎn)生的磁場在氣隙中形成一空間分布磁場。當沒有調(diào)磁環(huán)時，該諧波磁場的轉(zhuǎn)速與內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)速ω_i相同。當引入齒極數(shù)為P_m的調(diào)磁環(huán)后，內(nèi)環(huán)永磁體產(chǎn)生的磁場經(jīng)調(diào)制后在外氣隙中產(chǎn)生一系列諧波磁場，其中諧波次數(shù)為|P_i-P_m|的調(diào)制諧波磁場幅值最大，對應的轉(zhuǎn)速為ω_iP_i/|P_i-P_m|。根據(jù)機電能量轉(zhuǎn)換定律，兩個磁場要進行穩(wěn)定的能量傳遞，這兩個磁場必須具有相同的磁極對數(shù)。因此，磁性齒輪的外環(huán)永磁體極對數(shù)P_o應等于|P_i-P_m|。如果固定調(diào)磁環(huán)，以外環(huán)作為外轉(zhuǎn)子，內(nèi)環(huán)作為內(nèi)轉(zhuǎn)子，則內(nèi)外轉(zhuǎn)子調(diào)速比為：P_o/P_i；如果固定外環(huán)，以調(diào)磁環(huán)作為外轉(zhuǎn)子，內(nèi)環(huán)作為內(nèi)轉(zhuǎn)子，則內(nèi)外轉(zhuǎn)子調(diào)速比為P_m/P_i。

同心式磁性齒輪相比于機械齒輪及傳統(tǒng)嚙合式磁性齒輪具有以下特點：1）轉(zhuǎn)矩密度大大高于傳統(tǒng)磁性齒輪，可以與機械直齒輪相媲美；2）由于避免剛性接觸，因此可以減小機械噪聲和振動；3）由于運動部件彼此不接觸，因此不需要潤滑，減少維護成本，增加系統(tǒng)的可靠性；4）具有固有的過載自保護能力。5）調(diào)速比設(shè)計靈活，覆蓋范圍寬廣。

在上述特點中，調(diào)速比的設(shè)計理論上可以設(shè)計得非常大，但是如果要實現(xiàn)幾十倍甚至上百倍的大調(diào)速比，單級磁性齒輪的外環(huán)永磁體數(shù)目將成倍上升，而內(nèi)環(huán)的永磁體數(shù)目必須要足夠少，勢必要增加外環(huán)鐵心的厚度，增加了磁性齒輪的外徑。這也是為什么目前單級同心式磁性齒輪的調(diào)速比普遍在1～15之間。

發(fā)明內(nèi)容

????本發(fā)明的目的是提供一種由兩臺單級磁性齒輪串聯(lián)組成的大調(diào)速比磁性齒輪，能夠改進用一臺單級磁性齒輪實現(xiàn)大調(diào)速比的一些缺點。