[發(fā)明專利]壓電擠壓式磁流變離合器及其傳遞扭矩計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310438042.9
• 申請(qǐng)日: 2013-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN103470654A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鴻云;闞君武;劉衛(wèi)東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江師范大學(xué)
• 主分類號(hào): F16D37/02
• 分類號(hào): F16D37/02;G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓電擠壓式磁流變離合器及其傳遞扭矩計(jì)算方法。

背景技術(shù)

磁流變離合器是通過對(duì)外加磁場(chǎng)強(qiáng)度的控制實(shí)現(xiàn)主／從動(dòng)件結(jié)合、分離功能，甚至可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩傳遞的無級(jí)變化控制。它克服了傳統(tǒng)電磁／磁粉／摩擦式離合器易磨損，噪音大等缺點(diǎn)，以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無機(jī)械磨損、低噪音、響應(yīng)迅速(10毫秒內(nèi))、能耗低等優(yōu)點(diǎn)引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者和工業(yè)界的廣泛研究，近年來取得了顯著進(jìn)展。

目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的磁流變離合器可以分為筒／盤式，如國(guó)外專利：U.S.5896965公開的單盤式磁流變風(fēng)扇離合器，U.S.Pantent5823309公開的一種多盤式磁流變離合器；國(guó)內(nèi)專利：CN101915277A公開的一種單片三盤面式磁流變離合器，ZL00104451.6公開的徑向自加壓磁流變液離合器，ZL01137376.6公開的離心式磁流變液離合器等，均具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)迅速、通用性強(qiáng)，但也存在一些不足，如：①筒／盤式磁流變離合器轉(zhuǎn)矩傳遞完全依賴磁流變液自身的剪切屈服應(yīng)力(僅為50kPa-100kPa)，故傳遞轉(zhuǎn)矩較小(最大為13N·m)，無法用于傳遞較大轉(zhuǎn)矩及使用空間受限的場(chǎng)合；②磁流變液顆粒因離心力作用甩向圓盤(片)的外徑邊緣處，致使磁流變離合器易泄漏、難密封；③磁流變離合器主／從動(dòng)件在滑差狀態(tài)下工作使裝置溫度升高，導(dǎo)致離合器傳動(dòng)性能和使用壽命下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供壓電擠壓式磁流變離合器及其傳遞扭矩計(jì)算方法，即利用壓電驅(qū)動(dòng)技術(shù)通過疊堆型壓電驅(qū)動(dòng)器擠壓磁流變液以提高磁流變液的剪切屈服應(yīng)力，進(jìn)而消除或降低現(xiàn)有磁流變離合器傳遞扭矩有限、體積龐大等弊端，所形成的壓電擠壓式磁流變離合器是壓電驅(qū)動(dòng)、擠壓-剪切混合模式及磁流變液技術(shù)的融合與發(fā)展。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：壓電擠壓式磁流變離合器，包括設(shè)有圓柱形通孔的殼體，所述殼體的兩端分別設(shè)有封閉通孔的外端蓋，所述殼體內(nèi)設(shè)有線圈，所述通孔內(nèi)設(shè)有主動(dòng)盤和從動(dòng)盤，所述主動(dòng)盤與從動(dòng)盤之間設(shè)有磁流變液，所述主動(dòng)盤的工作面設(shè)有至少兩圈同心凸條，所述凸條與主動(dòng)盤同圓心，所述從動(dòng)盤的工作面開有至少兩圈與凸條相適配的凹槽，所述主動(dòng)盤上連有穿出一側(cè)外端蓋的主動(dòng)軸，所述從動(dòng)盤上連有穿出另一側(cè)外端蓋的從動(dòng)軸，所述從動(dòng)盤上設(shè)有驅(qū)動(dòng)從動(dòng)盤沿軸向朝向主動(dòng)盤運(yùn)動(dòng)的疊堆型壓電驅(qū)動(dòng)器，所述主動(dòng)軸上設(shè)有當(dāng)主動(dòng)盤與從動(dòng)盤之間空間變小時(shí)容納多余磁流變液的微調(diào)裝置。

優(yōu)選的，所述主動(dòng)盤的直徑大于從動(dòng)盤直徑，所述從動(dòng)盤的外圈套有一圈隔磁環(huán)，所述隔磁環(huán)與從動(dòng)盤側(cè)壁之間還設(shè)有密封裝置，所述隔磁環(huán)的一側(cè)平面?zhèn)缺谂c主動(dòng)盤之間通過螺栓固定連接，所述隔磁環(huán)的另一側(cè)平面?zhèn)缺谕ㄟ^螺栓與輔助環(huán)的一側(cè)平面?zhèn)缺诠潭ㄟB接，所述輔助環(huán)的另一側(cè)平面上固定有內(nèi)端蓋，所述疊堆型壓電驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在從動(dòng)盤與內(nèi)端蓋之間；給疊堆型壓電驅(qū)動(dòng)器一個(gè)支撐，使其更好的推動(dòng)從動(dòng)盤工作。

優(yōu)選的，所述主動(dòng)軸為空心軸，所述主動(dòng)軸的空心部分由外至內(nèi)依次設(shè)有固定螺母、復(fù)位彈簧、活塞，所述活塞的一側(cè)與磁流變液接觸；在從動(dòng)盤發(fā)生位移時(shí)起微調(diào)作用，容納一部分磁流變液。

優(yōu)選的，所述從動(dòng)盤相鄰兩條凹槽之間凸出的部分也與主動(dòng)盤相鄰兩條凸條之間下凹的部分相適配；增大磁流變液與主動(dòng)盤和從動(dòng)盤的接觸面積。

優(yōu)選的，所述凸條的橫截面為梯形；增大磁流變液與主動(dòng)盤和從動(dòng)盤的接觸面積。

一種壓電擠壓式磁流變離合器的傳遞扭矩計(jì)算方法：離合器傳遞轉(zhuǎn)矩T_擠為：

式中：