壓電擠壓式磁流變離合器及其傳遞扭矩計算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了壓電擠壓式磁流變離合器，包括設(shè)有圓柱形通孔的殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有線圈，所述通孔內(nèi)設(shè)有主動盤和從動盤，所述主動盤與從動盤之間設(shè)有磁流變液，所述主動盤的工作面設(shè)有至少兩圈同心凸條，所述從動盤的工作面開有至少兩圈與凸條相適配的凹槽，所述從動盤上設(shè)有驅(qū)動從動盤沿軸向朝向主動盤運(yùn)動的疊堆型壓電驅(qū)動器，所述主動軸上設(shè)有容納多余磁流變液的微調(diào)裝置。一種壓電擠壓式磁流變離合器的傳遞扭矩計算方法：離合器傳遞轉(zhuǎn)矩T擠為：本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：壓電疊堆促動器擠壓磁流變液可提高磁流變液的剪切屈服應(yīng)力，故傳遞轉(zhuǎn)矩能力大大增強(qiáng)，能耗低，離合器傳遞能力控制能力強(qiáng)，密封性能好。
【專利說明】壓電擠壓式磁流變離合器及其傳遞扭矩計算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及壓電擠壓式磁流變離合器及其傳遞扭矩計算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磁流變離合器是通過對外加磁場強(qiáng)度的控制實(shí)現(xiàn)主/從動件結(jié)合、分離功能，甚至可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩傳遞的無級變化控制。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。
[0003]目前國內(nèi)外現(xiàn)有的磁流變離合器可以分為筒/盤式，如國外專利: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)致離合器傳動性能和使用壽命下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]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算方法，即利用壓電驅(qū)動技術(shù)通過疊堆型壓電驅(qū)動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、擠壓-剪切混合模式及磁流變液技術(shù)的融合與發(fā)展。
[0005]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)有主動盤和從動盤，所述主動盤與從動盤之間設(shè)有磁流變液，所述主動盤的工作面設(shè)有至少兩圈同心凸條，所述凸條與主動盤同圓心，所述從動盤的工作面開有至少兩圈與凸條相適配的凹槽，所述主動盤上連有穿出一側(cè)外端蓋的主動軸，所述從動盤上連有穿出另一側(cè)外端蓋的從動軸，所述從動盤上設(shè)有驅(qū)動從動盤沿軸向朝向主動盤運(yùn)動的疊堆型壓電驅(qū)動器，所述主動軸上設(shè)有當(dāng)主動盤與從動盤之間空間變小時容納多余磁流變液的微調(diào)裝置。
[0006]優(yōu)選的，所述主動盤的直徑大于從動盤直徑，所述從動盤的外圈套有一圈隔磁環(huán)，所述隔磁環(huán)與從動盤側(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)動器設(shè)置在從動盤與內(nèi)端蓋之間；給疊堆型壓電驅(qū)動器一個支撐，使其更好的推動從動盤工作。[0007]優(yōu)選的，所述主動軸為空心軸，所述主動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；在從動盤發(fā)生位移時起微調(diào)作用，容納一部分磁流變液。
[0008]優(yōu)選的，所述從動盤相鄰兩條凹槽之間凸出的部分也與主動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盤和從動盤的接觸面積。
[0009]優(yōu)選的，所述凸條的橫截面為梯形；增大磁流變液與主動盤和從動盤的接觸面積。
[0010]一種壓電擠壓式磁流變離合器的傳遞扭矩計算方法:離合器傳遞轉(zhuǎn)矩Tsf為:
【權(quán)利要求】
1.壓電擠壓式磁流變離合器，其特征在于:包括設(shè)有圓柱形通孔的殼體(I)，所述殼體(I)的兩端分別設(shè)有封閉通孔的外端蓋(4)，所述殼體(I)內(nèi)設(shè)有線圈(2)，所述通孔內(nèi)設(shè)有主動盤(5)和從動盤(14)，所述主動盤(5)與從動盤(14)之間設(shè)有磁流變液(10)，所述主動盤(5)的工作面設(shè)有至少兩圈同心凸條，所述凸條與主動盤(5)同圓心，所述從動盤(14)的工作面開有至少兩圈與凸條相適配的凹槽，所述主動盤(5)上連有穿出一側(cè)外端蓋(4)的主動軸(9)，所述從動盤(14)上連有穿出另一側(cè)外端蓋(4)的從動軸(12)，所述從動盤(14)上設(shè)有驅(qū)動從動盤(14)沿軸向朝向主動盤(5)運(yùn)動的疊堆型壓電驅(qū)動器(13)，所述主動軸(9)上設(shè)有當(dāng)主動盤(5)與從動盤(14)之間空間變小時容納多余磁流變液(10)的微調(diào)裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的壓電擠壓式磁流變離合器，其特征在于:所述主動盤(5)的直徑大于從動盤(14)直徑，所述從動盤(14)的外圈套有一圈隔磁環(huán)(3)，所述隔磁環(huán)(3)與從動盤(14)側(cè)壁之間還設(shè)有密封裝置(15)，所述隔磁環(huán)(3)的一側(cè)平面?zhèn)缺谂c主動盤(5)之間通過螺栓固定連接，所述隔磁環(huán)(3)的另一側(cè)平面?zhèn)缺谕ㄟ^螺栓與輔助環(huán)(16)的一側(cè)平面?zhèn)缺诠潭ㄟB接，所述輔助環(huán)(16)的另一側(cè)平面上固定有內(nèi)端蓋(11)，所述疊堆型壓電驅(qū)動器(13)設(shè)置在從動盤(14)與內(nèi)端蓋(11)之間。
3.如權(quán)利要求1所述的壓電擠壓式磁流變離合器，其特征在于:所述主動軸(9)為空心軸，所述主動軸(9)的空心部分由外至內(nèi)依次設(shè)有固定螺母(8)、復(fù)位彈簧(7)、活塞(6)，所述活塞出)的一側(cè)與磁流變液(10)接觸。
4.如權(quán)利要求1所述的壓電擠壓式磁流變離合器，其特征在于:所述從動盤(14)相鄰兩條凹槽之間凸出的部分也與主動盤(5)相鄰兩條凸條之間下凹的部分相適配。
5.如權(quán)利要求1所述的壓電擠壓式磁流變離合器，其特征在于:所述凸條的橫截面為梯形。
6.一種如權(quán)利要求1所述壓電擠壓式磁流變離合器的傳遞扭矩計算方法:其特征在于:離合器傳遞轉(zhuǎn)矩T擠為
【文檔編號】G06F19/00GK103470654SQ201310438042
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】王鴻云, 闞君武, 劉衛(wèi)東 申請人:浙江師范大學(xué)