[發明專利]一種軸向磁場調制式磁性齒輪

有效

• 申請號: 201510077346.6
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104682660B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 諸德宏;楊飛;肖鳳;杜懌;張文莉
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02K51/00
• 分類號: H02K51/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及動力傳遞設備制造領域，具體涉及一種磁場調制式磁性齒輪。

背景技術

磁性齒輪是利用磁耦合力相吸相斥達到傳動目的的傳動件，稱為磁性齒輪僅僅只是結構與傳統齒輪相似、傳動目的一致，本質上不隸屬傳統齒輪。

現有結構的磁場調制式磁性齒輪由三部分組成：內轉子、調磁環和外轉子。其中，調磁環安裝在內、外兩層轉子之間，內轉子包括內轉子鐵心和內轉子永磁體，外轉子包括外轉子鐵心和外轉子永磁體，永磁體安裝在內轉子的外表面和外轉子的內表面。內、外轉子上的永磁體采用徑向充磁，并在磁路中形成徑向磁場。這種磁性齒輪出現的缺陷是：內、外轉子上不可避免的設有鐵心作為永磁磁場的磁路，增加了制造成本和轉子重量，降低了動態性能；并且調磁環安裝在內、外兩層轉子之間，形成由外至內的旋轉外轉子、靜止調磁環和旋轉內轉子三部件結構和兩層氣隙的復雜結構，制造困難。

發明內容

本發明的目的是為克服現有磁場調制式磁性齒輪存在的不足之處，提供一種采用軸向充磁，并在磁路中形成軸向磁場的軸向磁場調制式磁性齒輪，結構簡單，易制造，成本低且動態性能穩定。

本發明采用的技術方案是：本發明包括內轉子和外轉子，外轉子同軸套在內轉子外，外轉子與內轉子的軸向長度一致，且軸向兩端相平齊，在內、外轉子的軸向兩端各設置一個與內、外轉子同軸心的調磁環，兩個調磁環與內、外轉子的軸向兩端之間各留有軸向氣隙，兩個所述調磁環各固定連接于磁齒輪兩側端蓋內側；內轉子由2M塊第一永磁體組成，M=1,2,3,…，2M塊第一永磁體沿圓周方向依次緊密貼合在一起形成環狀。所有的第一永磁體均軸向充磁且相鄰兩個第一永磁體的極性相異；外轉子由2N塊第二永磁體組成，N=1,2,3,…，2N塊第二永磁體沿圓周方向依次緊密貼合在一起形成環狀，所有的第二永磁體均軸向充磁且相鄰兩個永磁體的極性相異。

本發明可在內、外轉子的軸向一端設置調磁環，另一端不設置調磁環，另一端是內轉子鐵心和外轉子鐵心。

調磁環由M+N塊鐵心塊和M+N塊非導磁塊沿圓周方向交錯設置且緊密貼合形成環狀。

與現有磁場調制式磁性齒輪相比較，本發明的優點是：

1、本發明將現有磁場調制式磁性齒輪的內、外轉子中徑向充磁的永磁體改成了軸向充磁，形成軸向兩側調磁環與內、外轉子永磁體之間的軸向磁路，這種結構可以省去現有徑向磁場調制式磁性齒輪中的轉子上的鐵心，節約了導磁材料，有效降低了轉子重量，改善磁性齒輪的動態性能。

2、本發明將現有磁場調制式磁性齒輪中位于內、外轉子之間的調磁環改成了裝在內、外轉子的軸向兩端，并可以與磁性齒輪軸向端蓋融為一體，與現有調磁式磁性齒輪由外至內的旋轉外轉子、靜止調磁環和旋轉內轉子的三層結構相比，本發明軸向磁場調制式磁性齒輪安裝更加方便，易于實現，便于保證質量。

附圖說明

圖1是本發明一種軸向磁場調制式磁性齒輪的徑向結構示意圖；

圖2是圖1中調磁環的鐵心塊和非導磁塊的布置示意圖；

圖3是圖1的左視結構示意圖；

圖4是圖1中內轉子和外轉子的徑向結構示意圖；

圖5是本發明磁場回路示意圖；

圖6是本發明在單側安裝調磁環時的徑向結構示意圖；

圖7是圖6所示結構的右視圖。

圖中：1.內轉子；2.外轉子；3.調磁環；3-1.鐵心塊；3-2.非導磁塊；4.調磁環；4-1.鐵心塊；4-2.非導磁塊；5、6.軸向氣隙；7.徑向氣隙；8.內轉子鐵心；9.外轉子鐵心。

具體實施方式

參見圖1、2、3、4，本發明由內轉子1、外轉子2以及兩個調磁環3、4組成，其中，外轉子2同軸套在內轉子1外，并且外轉子2與內轉子1之間留有徑向氣隙7，徑向氣隙7設置為4mm。外轉子2與內轉子1的軸向長度一致，且軸向兩端相平齊。在外轉子2與內轉子1的軸向兩端各設置一個調磁環，分別是調磁環3和調磁環4。調磁環3、4與外轉子2和內轉子1同軸心安裝，調磁環3、調磁環4與外轉子2和內轉子1的軸向兩端之間留有軸向氣隙，分別是：調磁環3與外轉子2和內轉子1的軸向一端之間留有軸向氣隙5，調磁環4與外轉子2和內轉子1的軸向另一端之間留有軸向氣隙6。軸向氣隙5和軸向氣隙6相等，都設置為0.5mm。軸向氣隙5和軸向氣隙6均為工作氣隙，軸向氣隙5和軸向氣隙6越小，本發明齒輪傳遞的轉矩越大，