[實(shí)用新型]一種磁場增強(qiáng)型高轉(zhuǎn)矩密度永磁式行星齒輪

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320835596.8
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN203674952U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱孝勇;孔繁塵;全力;李淵
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: H02K49/00
• 分類號: H02K49/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于動力傳動領(lǐng)域，特別是一種特殊的非接觸式磁齒輪變速機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的機(jī)械式行星齒輪變速結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)矩傳遞密度大優(yōu)點(diǎn)，但是作為一種接觸式動力合成系統(tǒng)，行星齒輪在高速運(yùn)行時具有較大的震動和噪聲，嚙合時需要專門的油路潤滑和冷卻，對潤滑要求相對苛刻；另外，運(yùn)行過程中載荷的變化會對齒輪產(chǎn)生較大的嚙合沖力，從而會造成齒輪面發(fā)生點(diǎn)蝕、磨損、出現(xiàn)齒輪裂紋甚至斷齒等故障。

磁齒輪具有非接觸、無摩擦、無振動、無噪音、免潤滑、免維護(hù)等優(yōu)異特點(diǎn)，在航空航天、電動汽車、工業(yè)傳動等領(lǐng)域受到日益重視。

目前，根據(jù)磁齒輪原理提出的平行軸磁齒輪，能實(shí)現(xiàn)動力的非接觸式傳遞，但由于轉(zhuǎn)矩傳遞僅通過相鄰的單塊永磁磁鋼，轉(zhuǎn)矩密度較低；同軸磁齒輪通過引入調(diào)磁鐵心，提高了永磁磁鋼的利用率和轉(zhuǎn)矩傳遞密度，但由于磁場調(diào)制而引起的電機(jī)的鐵耗的顯著增加，降低了同軸磁齒輪的整體效率，同時由于中間調(diào)磁鐵心固定不動，變速比固定，無法實(shí)現(xiàn)不同動力源的動力合成和變速運(yùn)行。永磁式行星齒輪兼具機(jī)械行星齒輪結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和平行軸磁齒輪的傳動的特點(diǎn)，該種永磁式行星齒輪不僅可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩和能量的非接觸式傳遞，而且能實(shí)現(xiàn)不同動力源的動力合成和功率傳遞，在混合動力汽車領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但該類結(jié)構(gòu)依然存在永磁磁鋼利用率較低，轉(zhuǎn)矩密度不高等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的為了解決上述問題，根據(jù)永磁式行星齒輪轉(zhuǎn)矩傳遞的機(jī)理，提出一種磁場增強(qiáng)型高轉(zhuǎn)矩密度永磁式行星齒輪。

本發(fā)明由太陽輪、太陽輪表貼式永磁磁鋼、行星輪、行星輪表貼式永磁磁鋼、齒圈、齒圈表貼永磁磁鋼、行星架、背鐵、導(dǎo)磁塊和隔磁塊構(gòu)成。其特征是所述的太陽輪和行星輪間、行星輪和齒圈間加入若干個導(dǎo)磁塊，同時導(dǎo)磁塊間用隔磁塊隔開，太陽輪和行星輪相切的部位設(shè)有氣隙，行星輪和齒圈相切的部位設(shè)有氣隙。所述導(dǎo)磁塊的數(shù)目，其中齒圈與行星輪之間的導(dǎo)磁塊數(shù)目為行星輪與太陽輪之間的導(dǎo)磁塊數(shù)目的兩倍；所述的隔磁塊數(shù)目與導(dǎo)磁塊數(shù)目相同，且與導(dǎo)磁塊交替間隔放置。由于導(dǎo)磁塊和隔磁塊交替放置，為太陽輪與行星輪、行星輪與齒圈相互作用的永磁磁鋼間提供了有效的磁路，直接參與轉(zhuǎn)矩傳遞的永磁磁鋼數(shù)量也成倍增加，有效提高了該永磁式行星齒輪的永磁磁鋼的利用率和轉(zhuǎn)矩密度。

進(jìn)一步地，所述的導(dǎo)磁塊為硅鋼片；所述的隔磁塊為錳鋼非導(dǎo)磁合金；導(dǎo)磁塊與太陽輪的接觸面的弧長為太陽輪表貼式永磁磁鋼一塊的長度；導(dǎo)磁塊與行星輪的接觸面的弧長為行星輪表貼式永磁磁鋼一塊的長度；導(dǎo)磁塊與齒圈的接觸面的弧長為齒圈表貼式永磁磁鋼一塊的長度，相鄰導(dǎo)磁塊間用隔磁塊隔開。

進(jìn)一步地，所述齒圈半徑=太陽輪的半徑+2*行星輪的半徑；齒圈表貼式永磁磁鋼的極對數(shù)=太陽輪表貼式永磁磁鋼的極對數(shù)+2*行星輪表貼式永磁磁鋼的極對數(shù)；太陽輪表貼式永磁磁鋼、行星輪表貼式永磁磁鋼和齒圈表貼式永磁磁鋼的數(shù)量分別為太陽輪表貼式永磁磁鋼、行星輪表貼式永磁磁鋼和齒圈表貼式永磁磁鋼的極對數(shù)的兩倍。

進(jìn)一步地，所述的永磁磁鋼為高性能稀土永磁磁鋼，太陽輪表貼式永磁磁鋼每塊的弧長是相等的；行星輪表貼式永磁磁鋼每塊的弧長是相等的；齒圈表貼式永磁磁鋼每塊的弧長是相等的。

進(jìn)一步地，所述的齒圈可以通過永磁體間的耦合力驅(qū)動行星架，或太陽輪可以通過永磁體間的耦合力驅(qū)動行星架，或太陽輪、齒圈共同通過永磁體間的耦合力驅(qū)動行星架；行星架固定，太陽輪由行星輪驅(qū)動齒圈，或齒圈由行星輪驅(qū)動太陽輪。

進(jìn)一步地，所述的太陽輪與齒圈的極對數(shù)簡化比為a:b，當(dāng)a、b同為奇數(shù)時，行星輪的最大個數(shù)=2*齒圈的極對數(shù)/b；當(dāng)a、b中至少有一個為偶數(shù)時，行星輪的最大個數(shù)=齒圈的極對數(shù)/b；太陽輪的轉(zhuǎn)速*太陽輪貼有永磁磁鋼極對數(shù)+齒圈轉(zhuǎn)速*齒圈貼有永磁磁鋼極對數(shù)=行星架轉(zhuǎn)速*(太陽輪貼有永磁磁鋼極對數(shù)+齒圈貼有永磁磁鋼極對數(shù))。

進(jìn)一步地，太陽輪表貼式永磁磁鋼、行星輪表貼式永磁磁鋼和齒圈表貼式永磁磁鋼的極對數(shù)在滿足上文所述的公式的情況下成比例的增加或減少，行星輪的個數(shù)根據(jù)需要在行星輪的最大個數(shù)范圍內(nèi)增加或減少。