專利名稱：一種永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)在輸入元件和輸出元件具有轉(zhuǎn)速差的情況下傳遞扭矩；利用軸向磁通的永磁力相互作用使得輸入元件和輸出元件之間非接觸，安裝于基盤的磁盤相互之間的軸向距離可無級(jí)改變，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)傳遞的扭矩可以無級(jí)改變；利用槽筒上的槽和基盤上的銷配合，槽盤可以軸向滑動(dòng)，分別讓兩側(cè)的磁盤發(fā)生磁力作用，實(shí)現(xiàn)輸入元件和輸出元件具有轉(zhuǎn)速差時(shí)正向可靠傳遞扭矩，抑制反向扭矩的產(chǎn)生；在槽筒和基盤的磁盤上設(shè)置了徑向磁通的磁鐵，和軸向磁通的永磁力在相位上互補(bǔ)，平順了機(jī)構(gòu)所傳遞的扭矩的脈動(dòng)，使得傳遞的扭矩大小波動(dòng)較?。贿m用于車輛、風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)、飛行器、機(jī)床、通用機(jī)械、工礦機(jī)械、工程機(jī)械等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
用于輸入輸出元件有轉(zhuǎn)速差的傳動(dòng)元件有液力變矩器和液力耦合器,利用液力傳動(dòng)雖然系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，但是加工精度高，在轉(zhuǎn)速差大的工況下效率低，且體積較大，在汽車上的結(jié)構(gòu)為液力變矩器和行星齒輪排的組合，利用了液力變矩器的特性實(shí)現(xiàn)了速比小范圍變化時(shí)無級(jí)變速，為提高系統(tǒng)效率和擴(kuò)展傳動(dòng)比范圍，使用多個(gè)行星齒輪排組合以擴(kuò)展其速比范圍，據(jù)介紹該類型變速器每增加I個(gè)擋位，油耗能節(jié)省3%，目前其油耗高于裝備手動(dòng)擋變速器的汽車，且增加擋位后使得系統(tǒng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)和安裝困難，據(jù)報(bào)道甚至有雙軸式自動(dòng)變速器，顯然使得系統(tǒng)體積較大。由于永磁傳動(dòng)具有非接觸傳動(dòng)的特點(diǎn)，隨稀土永磁鐵技術(shù)的提高而越來越應(yīng)用廣泛，目前已經(jīng)具有較多的永磁聯(lián)軸器和永磁耦合器的應(yīng)用報(bào)道，主要解決密封問題和軸的對(duì)中問題，且在不定期具有滑差傳動(dòng)的情況下，其散熱問題較大，目前沒有專門用作滑差傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)，如果能做成滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，就能部分替代液力變矩器，且體積和重量均能顯著減小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的 是針對(duì)上述不足之處提供一種永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，為得到高效率的滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使用了槽筒和基盤分別安裝磁盤，利用軸向磁通的永磁力傳遞扭矩；利用安裝于基盤的磁盤軸向距離可以無級(jí)改變的特點(diǎn)，使得系統(tǒng)傳遞的扭矩大小可以無級(jí)變化；安裝于槽筒和基盤的磁盤上的徑向磁通的磁鐵，平順了軸向磁通永磁力矩的脈動(dòng)，減小了機(jī)構(gòu)傳遞的永磁力矩的波動(dòng)；利用槽筒的槽和基盤的銷釘相互之間的約束作用，在滑差傳動(dòng)時(shí)槽筒相對(duì)于基盤作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得兩側(cè)的磁盤在不同的時(shí)間傳遞扭矩，有效利用了正向傳遞的扭矩，抑制了反向傳遞的扭矩，使得系統(tǒng)效率高，發(fā)熱量減??；槽筒作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的能量來源于永磁力的相斥和相吸，不需要外加能源機(jī)構(gòu)或操縱機(jī)構(gòu)，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，體積小。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)措施:一種永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，軸I上連接安裝有基盤6，基盤6上安裝了彈簧22，彈簧22連接磁盤2和磁盤9，磁盤2和磁盤9在軸I上可以進(jìn)行軸向滑動(dòng)，相互之間可以是花鍵配合或平鍵配合，基盤6上開設(shè)有孔18，內(nèi)部安裝有杠桿4，有螺釘16把杠桿4安裝于孔18中，操縱桿17操縱杠桿4繞螺釘16轉(zhuǎn)動(dòng)增大了磁盤2和磁盤9之間的距離，使得機(jī)構(gòu)傳遞的扭矩增大，彈簧22使得磁盤2和磁盤9之間距離縮小，槽筒13內(nèi)裝有半槽筒12，兩個(gè)半槽筒12之間形成槽5，槽筒13也可以和半槽筒12做成一體，即在槽筒13上直接開設(shè)槽5，加工要難度變大，基盤6上有銷釘11，銷釘11插入槽5中，在槽筒13和基盤6之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，銷釘11在槽5中滑動(dòng)就改變了槽筒13和基盤5的相對(duì)位置，槽筒13進(jìn)行軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，槽筒12相對(duì)于基盤6的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如附圖4所示，在磁盤2上安裝有磁鐵3，在磁盤9上安裝有磁鐵8，在半槽筒12上安裝有磁鐵20和磁鐵21，假設(shè)磁鐵3和磁鐵20在槽筒13即將作軸向移動(dòng)前相互作用，兩者作用初期的相對(duì)位置如圖6所示，在槽筒13移動(dòng)到另一側(cè)時(shí)，磁鐵8和磁鐵21相互作用，兩者作用后期的相對(duì)位置如圖7所不,這兩對(duì)磁鐵的作用相互之間有重合，用以平順軸向磁通的磁盤傳遞扭矩時(shí)的脈動(dòng)，達(dá)到減小機(jī)構(gòu)傳遞扭矩的波動(dòng)，使得機(jī)構(gòu)傳遞的扭矩較穩(wěn)定，磁盤14、磁盤10、磁盤2和磁盤9上的磁鐵安排是相似的，磁盤10上的磁鐵19的安排如圖8所示，磁鐵19的數(shù)量為偶數(shù)，槽筒13連接軸15。該方法包括以下具體步驟:I)磁盤2和磁盤9在操縱桿17的作用下軸向距離變大，則機(jī)構(gòu)傳遞的扭矩變大，當(dāng)兩者之間的距離最大時(shí)所傳遞的扭矩也變?yōu)樽畲?，在彈?2的作用下磁盤2和磁盤9的軸向距離變小，所傳遞的扭矩也變小，到最小位置時(shí)所傳遞的扭矩可以忽略；2)基盤6上有銷釘11，銷釘11插入槽筒13的槽5中，在槽筒13和基盤6之間有相對(duì)轉(zhuǎn)速時(shí)，銷釘11·在槽5運(yùn)動(dòng)，槽筒13按附圖4所示規(guī)律做軸向運(yùn)動(dòng)，使得機(jī)構(gòu)適中傳遞正向扭矩，抑制反向扭矩，因?yàn)橛来怕?lián)軸器或者永磁耦合器在傳遞扭矩時(shí)，如果主動(dòng)元件和從動(dòng)元件有連續(xù)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，則其相互之間的扭矩變化規(guī)律近似正弦曲線，有正有負(fù)，正向的是需要的，反向的會(huì)引起功率損耗，使得平均扭矩大大下降，所以需要槽筒13作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以抑制反向扭矩。3)由于軸向磁通磁盤2和磁盤14、磁盤9和磁盤10傳遞的正向扭矩有較大的脈動(dòng)，對(duì)系統(tǒng)的平穩(wěn)性不好，所以設(shè)置了磁鐵3和磁鐵20、磁鐵8和磁鐵21，這兩對(duì)磁鐵在槽筒13做軸向運(yùn)動(dòng)前后起作用，減小了正向扭矩的波動(dòng)，使得機(jī)構(gòu)傳遞平穩(wěn)。4)槽筒的移動(dòng)能量來自于磁盤2和磁盤14、磁盤9和磁盤10之間的磁力，當(dāng)磁盤2和磁盤14傳遞正向扭矩接近終了時(shí)，兩者之間的磁力為相斥，同時(shí)相斥力接近最大，此時(shí)銷釘11在槽5中運(yùn)動(dòng)到槽5沿軸向布置，則槽筒13作軸向運(yùn)動(dòng)，在該時(shí)刻磁盤9和磁盤10之間的磁力為相吸，相吸力也接近最大，保證了槽筒13快速進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)，同時(shí)磁鐵3和磁鐵20、磁鐵8和磁鐵21之間的磁力對(duì)槽筒13的移動(dòng)起到了增勢(shì)作用。一種永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是采取以下方案實(shí)現(xiàn):一種永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具體結(jié)構(gòu)是由一個(gè)安裝有兩個(gè)磁盤且開設(shè)有槽的槽筒、一個(gè)通過彈簧連接兩個(gè)磁盤的基盤、兩對(duì)徑向磁通的磁鐵、一個(gè)操縱桿和兩個(gè)個(gè)杠桿組成；其特征在于軸(I)同軸連接安裝基盤￠)，所述基盤(6)連接安裝彈簧(22)，所述彈簧(22)連接安裝磁盤(2)和磁盤(9)，所述磁盤(2)和磁盤(9)通過花鍵或平鍵安裝在所述軸(I)上，所述基盤(6)上開設(shè)有孔(18)，所述孔
(18)安裝有杠桿(4)，螺釘(16)固定所述杠桿(4)于所述孔(18)中，操縱桿(17)連接安裝杠桿(4)，槽筒(13)同軸安裝有半槽筒(12)，所述兩個(gè)半槽筒(12)之間形成槽(5)，所述基盤(6)外圓面裝有銷釘(11)，所述銷釘(11)插入所述槽(5)中，所述磁盤(2)外圓上安裝有磁鐵(3)，所述磁盤(9)外圓上安裝有磁鐵(8)，所述半槽筒內(nèi)孔(12)上安裝有磁鐵
(20)和磁鐵(21)，磁盤(14)、磁盤(10)、所述磁盤(2)和所述磁盤(9)上的磁鐵安排是相似的，所述磁盤(10)安裝磁鐵(19)，所述磁鐵(19)的數(shù)量為偶數(shù)，所述槽筒(13)連接軸(15)。本發(fā)明“一種永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)”，設(shè)置了槽筒和基盤分別安裝磁盤，利用軸向磁通的永磁力傳遞扭矩，利用安裝于基盤的磁盤軸向距離可連續(xù)改變的特點(diǎn)，使得機(jī)構(gòu)傳遞的扭矩大小可以無級(jí)變化，安裝于槽筒和基盤的磁盤上徑向磁通的磁鐵，平順了軸向磁通永磁力矩的脈動(dòng)，利用槽筒的槽和基盤的銷釘相互之間的約束作用，在滑差傳動(dòng)時(shí)槽筒相對(duì)于基盤作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，有效利用了正向傳遞的扭矩，槽筒作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的能量來源于永磁力的相斥和相吸，不需要外加能源機(jī)構(gòu)或操縱機(jī)構(gòu)，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，體積小，適用于車輛、風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)、飛行器、機(jī)床、通用機(jī)械、工礦機(jī)械、工程機(jī)械等領(lǐng)域。本發(fā)明一種永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn):1、本發(fā)明一種永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過槽筒的軸向滑動(dòng)，分別和槽筒13左右兩側(cè)的磁盤發(fā)生永磁作用力，利用了正向的傳遞扭矩，抑制了反方向的傳遞扭矩，使得機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)主從動(dòng)件之間的扭矩傳遞。2、安裝在基盤上的兩個(gè)磁盤之間的距離可以改變，當(dāng)兩者之間的距離最大時(shí)，機(jī)構(gòu)傳遞最大的扭矩，當(dāng)兩者之間的距離最小時(shí)，機(jī)構(gòu)幾乎不傳遞扭矩。3、在槽筒和基盤之間具 有徑向磁通的磁鐵對(duì)，該磁鐵對(duì)用以平順軸向磁通磁鐵的脈動(dòng)，使得永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的扭矩脈動(dòng)較小。4、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中槽筒的移動(dòng)動(dòng)力來源于磁盤的永磁作用力，當(dāng)一側(cè)正向作用扭矩接近終了時(shí),此時(shí)槽筒和基盤之間的軸向永磁力為相斥力，該力推動(dòng)槽筒向另一側(cè)移動(dòng)，同時(shí)另一側(cè)的軸向永磁力為相吸，吸引槽筒向另一側(cè)移動(dòng)，達(dá)到快速移動(dòng)槽筒的目的。5、槽筒13和基盤6之間具有的徑向磁通磁鐵對(duì)位置安排上具有如下特征:槽筒13的磁鐵安排在和基盤6磁鐵正對(duì)偏外側(cè)，這樣在槽筒需要滑動(dòng)時(shí)能可靠控制槽筒移動(dòng)的方向和增加槽筒移動(dòng)的磁力。6、槽筒和基盤之間傳遞扭矩主要依靠永磁力傳遞，槽13和銷5主要承擔(dān)槽筒軸向滑動(dòng)的規(guī)律控制，因此槽和銷的尺寸并不大。本發(fā)明涉及的是一種永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)是由一個(gè)安裝有兩個(gè)磁盤且開設(shè)有槽的槽筒、一個(gè)通過彈簧連接兩個(gè)磁盤的基盤、兩對(duì)徑向磁通的磁鐵、一個(gè)操縱桿和兩個(gè)個(gè)杠桿組成，能在滑差傳動(dòng)時(shí)可靠平穩(wěn)傳遞扭矩，適用于車輛、風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)、飛行器、機(jī)床、通用機(jī)械、工礦機(jī)械、工程機(jī)械等領(lǐng)域。


以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。附圖1 附圖8是一種永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)施實(shí)例，本發(fā)明的實(shí)際使用并不局限于實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式參照附圖1 附圖8，一種永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征為(如附圖1 附圖2):附圖1為傳遞最大扭矩的狀態(tài)，附圖2為不傳遞扭矩或傳遞扭矩可以忽略的狀態(tài)，基盤6的尺寸為直徑120mm，銷釘11的尺寸為6mm，槽筒13的內(nèi)徑為122臟，外徑為136mm，槽5的寬度為6mm,深5mm,磁盤14、磁盤2、磁盤9和磁盤10上均安裝了 10片釹鐵硼永磁鐵,數(shù)量可以按照實(shí)際尺寸調(diào)整，欽鐵砸永磁鐵尺寸為20mmX 20mmX 5mm,磁鐵3、磁鐵8、磁鐵20和磁鐵21為瓦形磁鐵,寬度為IOmm,附圖3為杠桿4在基盤6中的安裝位置,螺釘16的螺紋為M8,粗的部分由螺紋，槽筒13相對(duì)于基盤6的轉(zhuǎn)角和軸向距離的關(guān)系如附圖4所示，附圖5展示了槽5的立體形狀，附圖6和附圖7展示了磁鐵3、磁鐵8、磁鐵20和磁鐵21在起作用前后的位置，箭頭為基盤6相對(duì)于槽筒13的旋轉(zhuǎn)方向，即基盤6的轉(zhuǎn)速比槽筒13的轉(zhuǎn)速高，在應(yīng)用過程中也可以槽筒13的轉(zhuǎn)速比基盤6的轉(zhuǎn)速高，附圖8展示了磁鐵19在磁盤10中的 布置形式。
權(quán)利要求
1.一種永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有滑差傳動(dòng)功能的機(jī)構(gòu)，其特征在于結(jié)構(gòu)是由軸(I)同軸連接安裝基盤(6)，所述基盤(6)連接安裝彈簧(22)，所述彈簧(22)連接安裝磁盤(2)和磁盤(9)，所述磁盤(2)和磁盤(9)通過花鍵或平鍵安裝在所述軸(I)上，所述基盤(6)上開設(shè)有孔(18)，所述孔(18)安裝有杠桿(4)，螺釘(16)固定所述杠桿(4)于所述孔(18)中，操縱桿(17)連接安裝杠桿(4)，槽筒(13)同軸安裝有半槽筒(12)，所述兩個(gè)半槽筒(12)之間形成槽(5)，所述基盤(6)外圓面裝有銷釘(11)，所述銷釘(11)插入所述槽(5)中，磁盤(14)、磁盤(10)、所述磁盤(2)和所述磁盤(9)上的磁鐵安排是相似的，所述磁盤(10)安裝磁鐵(19)，所述槽筒(13)連接軸(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述槽筒(13)同軸和所述半槽筒(12)可以做成一體，所述槽(5)直接開設(shè)在所述槽筒(13)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述磁盤(2)外圓上安裝有磁鐵(3)，所述磁盤(9)外圓上安裝有磁鐵(8)，所述半槽筒內(nèi)孔(12)上安裝有磁鐵(20)和磁鐵(21)?！?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種永磁滑差傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有滑差傳動(dòng)功能，具體結(jié)構(gòu)是由一個(gè)安裝有兩個(gè)磁盤且開設(shè)有槽的槽筒、一個(gè)通過彈簧連接兩個(gè)磁盤的基盤、兩對(duì)徑向磁通的磁鐵、一個(gè)操縱桿和兩個(gè)個(gè)杠桿組成，能在滑差傳動(dòng)時(shí)可靠平穩(wěn)傳遞扭矩，且可以無級(jí)改變傳遞扭矩的大小，由基盤6、槽筒13、磁盤14、磁盤10、磁盤2、磁盤9、杠桿4和操縱桿17等組成，適用于車輛、風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)、飛行器、機(jī)床、通用機(jī)械、工礦機(jī)械、工程機(jī)械等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H02N11/00GK103236775SQ20131015265
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者鄒政耀, 張日波, 胡恒亮 申請(qǐng)人:南京工程學(xué)院