一種新型雙向氣隙磁場的磁性齒輪的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及了一種磁性齒輪，尤其是涉及了一種新型雙向氣隙磁場的磁性齒輪， 可廣泛用于風力發(fā)電、電動汽車和艦船等新能源領域。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的變速變扭矩廣泛采用機械齒輪箱，存在磨損、噪聲、機械疲勞等問題，對于 潤滑和維護的要求較高，同時摩擦損耗降低了系統(tǒng)效率。針對機械齒輪固有的這些缺點，磁 性齒輪技術(shù)近十年來獲得越來越多的關注。
[0003] 2001年英國科學家提出一種基于磁場調(diào)制技術(shù)的新型磁性齒輪結(jié)構(gòu)，克服了傳統(tǒng) 磁性齒輪磁路差、傳遞轉(zhuǎn)矩和效率低的缺點，使磁性齒輪技術(shù)成為近年來的研宄熱點。磁性 齒輪傳遞力矩與機械齒輪相當，雖然具有無需潤滑、低噪聲以及自動過載保護等優(yōu)點，但也 存在轉(zhuǎn)矩密度低等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有機械齒輪傳動技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型雙向 氣隙磁場的磁性齒輪。利用切向充磁的永磁體結(jié)合導磁材料實現(xiàn)磁力線聚合以提高氣隙磁 場密度，同時利用橫向和軸向兩種氣隙磁場進行能量傳遞，實現(xiàn)無接觸摩擦、高效、大扭矩 的變速傳動。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 本發(fā)明包括定子機殼以及同軸安裝在定子機殼內(nèi)的主動輪、從動輪和調(diào)磁柵，主 動輪和從動輪分別安裝在調(diào)磁柵的兩端，調(diào)磁柵外周圍安裝定子機殼，主動輪、從動輪與調(diào) 磁柵之間均存有間隙；主動輪內(nèi)圈的外周面沿圓周間隔均布安裝有PJt主動輪永磁體，相 鄰的兩個主動輪永磁體之間均安裝有主動輪聚磁塊；從動輪內(nèi)圈的外周面沿圓周間隔均布 安裝有匕對從動輪永磁體，相鄰的兩個從動輪永磁體之間均安裝有從動輪聚磁塊；調(diào)磁柵 為己塊調(diào)磁齒間隔均布安裝在調(diào)磁柵內(nèi)圈外周圍的結(jié)構(gòu)，調(diào)磁齒的徑向截面呈T形，調(diào)磁 齒T形軸向部分的兩端的弧長相等。
[0007] 所述的主動輪中，相鄰主動輪永磁體的極性方向相反，充磁方向沿圓周周向；所述 的從動輪中，相鄰從動輪永磁體的極性方向相反，充磁方向沿圓周周向。
[0008] 所述的主動輪永磁體的極對數(shù)Pi、從動輪永磁體的極對數(shù)P3和調(diào)磁柵的鐵磁塊數(shù) p2滿足以下公式：
[0009] P2=P!+P3〇
[0010] 所述的主動輪的旋轉(zhuǎn)方向與從動輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，且主動輪的轉(zhuǎn)速ndP從動輪 的轉(zhuǎn)速n2滿足以下公式：
【主權(quán)項】
1. 一種新型雙向氣隙磁場的磁性齒輪，其特征是：包括定子機殼（10)以及同軸安裝在 定子機殼（10)內(nèi)的主動輪、從動輪和調(diào)磁柵（5)，主動輪和從動輪分別安裝在調(diào)磁柵（5)的 兩端，調(diào)磁柵（5)外周圍安裝定子機殼（10)，主動輪、從動輪與調(diào)磁柵（5)之間均存有間隙； 主動輪內(nèi)圈（4)的外周面沿圓周間隔均布安裝有PJ#主動輪永磁體（1)，相鄰的兩個主動 輪永磁體（1)之間均安裝有主動輪聚磁塊（2);從動輪內(nèi)圈（9)的外周面沿圓周間隔均布 安裝有匕對從動輪永磁體（6)，相鄰的兩個從動輪永磁體（6)之間均安裝有從動輪聚磁塊 (7);調(diào)磁柵（5)為己塊調(diào)磁齒間隔均布安裝在調(diào)磁柵內(nèi)圈外周圍的結(jié)構(gòu)，調(diào)磁齒的徑向截 面呈T形，調(diào)磁齒T形軸向部分的兩端的弧長相等。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙向氣隙磁場的磁性齒輪，其特征是：所述的主動 輪中，相鄰主動輪永磁體（1)的極性方向相反，充磁方向沿圓周周向；所述的從動輪中，相 鄰從動輪永磁體（6)的極性方向相反，充磁方向沿圓周周向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙向氣隙磁場的磁性齒輪，其特征是：所述的主動 輪永磁體⑴的極對數(shù)Pi、從動輪永磁體（6)的極對數(shù)己和調(diào)磁柵⑷的鐵磁塊數(shù)卩2滿足 以下公式： P2= P i+P3。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型雙向氣隙磁場的磁性齒輪，其特征是：所述的主動 輪的旋轉(zhuǎn)方向與從動輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，且主動輪的轉(zhuǎn)速^和從動輪的轉(zhuǎn)速11 2滿足以下公 式：
所述的主動輪的輸入軸（1)轉(zhuǎn)矩、從動輪的輸出軸（8)轉(zhuǎn)矩t2和傳動效率n滿足 以下公式：
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙向氣隙磁場的磁性齒輪，其特征是：所述的聚磁 塊（2)采用鐵磁材料，主動輪內(nèi)圈（4)采用非導磁材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙向氣隙磁場的磁性齒輪，其特征是：所述的主動 輪永磁體（1)與主動輪聚磁塊（2)之間膠粘，從動輪永磁體（6)與從動輪聚磁塊（7)之間 粘接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙向氣隙磁場的磁性齒輪，其特征是：所述的調(diào)磁 柵（5)采用導磁材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙向氣隙磁場的磁性齒輪，其特征是：所述的調(diào)磁 柵（5)為由導磁材料一體成型。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙向氣隙磁場的磁性齒輪，其特征是：所述的機殼 (10)采用非導磁材料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型雙向氣隙磁場的磁性齒輪，其特征是：所述的調(diào)磁 齒為整塊導磁材料或由鋼片疊壓等方式制成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型雙向氣隙磁場的磁性齒輪。包括同軸安裝在定子機殼內(nèi)的主動輪、從動輪和調(diào)磁柵，主、從動輪分別裝在調(diào)磁柵的兩端，并存有間隙；主動輪內(nèi)圈的外周面間隔均布裝有主動輪永磁體；從動輪內(nèi)圈的外周面間隔均布裝有從動輪永磁體，相鄰主、從動輪之間裝有從動輪聚磁塊；調(diào)磁齒間隔均布安裝在調(diào)磁柵內(nèi)圈外周圍，呈T形調(diào)磁齒軸向部分的兩端弧長相等；氣隙磁場穿過軸向和徑向氣隙形成閉合磁路，利用永磁體和磁場相互作用實現(xiàn)無接觸傳動。本發(fā)明的傳動效率高，單位體積的轉(zhuǎn)矩密度大，可靠性高，不存在機械接觸造成的磨損，無需潤滑，可實現(xiàn)輸入輸出軸的隔離，具有過載保護功能，可廣泛應用在風力發(fā)電、電動汽車、電動艦船等新能源領域。
【IPC分類】H02K51-00
【公開號】CN104578689
【申請?zhí)枴緾N201510023829
【發(fā)明人】印欣, 方攸同, 福義濤, 黃曉艷, 馬吉恩, 張健
【申請人】浙江大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月16日