本發(fā)明屬于變速器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁環(huán)式無級(jí)變速裝置。
背景技術(shù)：
變速裝置是在輸入轉(zhuǎn)速不變的條件下，使輸出軸獲得不同轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)裝置。是機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力傳輸過程中經(jīng)常使用的部件，廣泛應(yīng)用于石油化工、動(dòng)力工業(yè)、汽車制造業(yè)、采礦和船舶、航空航天、鋼鐵工業(yè)、造紙等行業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，變速裝置應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，技術(shù)也在不斷發(fā)展，新產(chǎn)品新技術(shù)層出不窮。
變速裝置的類型較多，一般分為有級(jí)變速機(jī)構(gòu)和無級(jí)變速機(jī)構(gòu)。
有級(jí)變速機(jī)構(gòu)：在輸入轉(zhuǎn)速不變的條件下，使輸出軸獲得一定的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)。優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)分級(jí)變速，具有變速可調(diào)，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)緊湊等；缺點(diǎn)：零件種類數(shù)量多，高速回轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，變速時(shí)有噪音。
無級(jí)變速機(jī)構(gòu)：依靠摩擦來傳遞轉(zhuǎn)矩，適量地改變主動(dòng)件和從動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，使輸出軸的轉(zhuǎn)速在一定的范圍內(nèi)無級(jí)變化。優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)的無級(jí)變速，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲??；缺點(diǎn)：機(jī)械無級(jí)變速機(jī)構(gòu)的變速范圍和傳動(dòng)比在實(shí)際使用中均限制在一定范圍內(nèi)，不能隨意擴(kuò)大，由于采用摩擦傳動(dòng)，變速時(shí)和使用中，隨負(fù)荷性質(zhì)的變化，不能保證準(zhǔn)確傳動(dòng)比。
以上兩種變速機(jī)構(gòu)均無制動(dòng)功能。
在實(shí)際應(yīng)用中，有級(jí)變速機(jī)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速功能，現(xiàn)有的無級(jí)變速機(jī)構(gòu)只能在一定范圍內(nèi)的無級(jí)變速，由于采用摩擦傳動(dòng)，不能保證準(zhǔn)確傳動(dòng)比。現(xiàn)有的各種變速裝置均為接觸式變速傳動(dòng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，材料要求高，加工精度高，制作裝配難度大，需機(jī)油潤(rùn)滑，成本高，壽命短。所以為了提高變速裝置的性能，大大消除有害振動(dòng)，磨損和斷裂，延長(zhǎng)變速裝置壽命并能提供全行程無級(jí)變速、制動(dòng)和過載滑差保護(hù)。是未來變速裝置發(fā)展的必然趨勢(shì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種磁環(huán)式無級(jí)變速裝置，解決了現(xiàn)有的無級(jí)變速機(jī)構(gòu)不能全行程無級(jí)變速、不能保證準(zhǔn)確傳動(dòng)比且兩種變速機(jī)構(gòu)均無制動(dòng)功能的缺點(diǎn)。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種磁環(huán)式無級(jí)變速裝置，包括至少一個(gè)主動(dòng)旋轉(zhuǎn)的主動(dòng)永磁環(huán)以及至少一個(gè)中間永磁環(huán)，至少一個(gè)中間永磁環(huán)在中間撥盤動(dòng)力源的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入主動(dòng)永磁環(huán)內(nèi)，通過互相切割磁力線產(chǎn)生的磁力扭矩驅(qū)動(dòng)中間永磁環(huán)旋轉(zhuǎn)，至少一個(gè)中間永磁環(huán)帶動(dòng)花鍵軸同步旋轉(zhuǎn)，通過花鍵軸將驅(qū)動(dòng)力輸入給齒輪變速裝置，通過調(diào)節(jié)中間永磁環(huán)進(jìn)入主動(dòng)永磁環(huán)的深度改變中間永磁環(huán)與主動(dòng)永磁環(huán)之間的磁場(chǎng)耦合面積，從而控制驅(qū)動(dòng)磁力扭矩的大小；
還包括至少一個(gè)靜態(tài)的制動(dòng)永磁環(huán)，在旋轉(zhuǎn)的中間永磁環(huán)從主動(dòng)永磁環(huán)中完全退出后，至少一個(gè)制動(dòng)永磁環(huán)在制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源的驅(qū)動(dòng)下套入中間永磁環(huán)上，通過互相切割磁力線產(chǎn)生的磁力扭矩阻止中間永磁環(huán)旋轉(zhuǎn)，使花鍵軸及與其相連的齒輪變速裝置減速旋轉(zhuǎn)或停止，通過調(diào)節(jié)制動(dòng)永磁環(huán)進(jìn)出中間永磁環(huán)的深度及快慢改變兩者的磁場(chǎng)耦合面積，從而控制制動(dòng)磁力扭矩的大小。
本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
主動(dòng)永磁環(huán)通過動(dòng)力輸入盤連接的動(dòng)力機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)永磁環(huán)主動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
中間永磁環(huán)還和中間撥盤以及花鍵套通過軸承和壓蓋連為一體，花鍵軸設(shè)于花鍵套內(nèi)，中間撥盤動(dòng)力源推動(dòng)中間撥盤做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
中間撥盤動(dòng)力源與制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源均通過螺釘固定于固定盤上，固定盤作為中間撥盤動(dòng)力源與制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源的支撐體，制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源推動(dòng)制動(dòng)永磁環(huán)作往復(fù)式運(yùn)動(dòng)。
齒輪變速裝置包括相連的齒輪部件和動(dòng)力輸出盤，齒輪部件與花鍵軸相連。
主動(dòng)永磁環(huán)為內(nèi)側(cè)圓環(huán)式結(jié)構(gòu)，提供磁環(huán)式無級(jí)變速裝置旋轉(zhuǎn)的內(nèi)永磁場(chǎng)，通過改變主動(dòng)永磁環(huán)幾何尺寸和安裝磁鐵數(shù)量來控制傳遞功率的大小。
中間永磁環(huán)為外側(cè)圓環(huán)式結(jié)構(gòu)，提供磁環(huán)式無級(jí)變速裝置旋轉(zhuǎn)的外永磁場(chǎng)，通過改變中間永磁環(huán)的幾何尺寸和磁鐵安裝數(shù)量來控制傳遞功率的大小。
制動(dòng)永磁環(huán)為內(nèi)側(cè)圓環(huán)式結(jié)構(gòu)，提供磁環(huán)式無級(jí)變速裝置靜態(tài)的內(nèi)永磁場(chǎng)，通過改變制動(dòng)永磁環(huán)的幾何尺寸和磁鐵安裝數(shù)量來控制傳遞功率的大小。
主動(dòng)永磁環(huán)、中間永磁環(huán)以及制動(dòng)永磁環(huán)的軸線重合。
中間撥盤動(dòng)力源與制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源為液壓缸、氣缸、伺服電機(jī)、電動(dòng)執(zhí)行器或氣動(dòng)執(zhí)行器。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的一種磁環(huán)式無級(jí)變速裝置解決了現(xiàn)有的無級(jí)變速機(jī)構(gòu)不能全行程無級(jí)變速、不能保證準(zhǔn)確傳動(dòng)比且兩種變速機(jī)構(gòu)均無制動(dòng)功能的缺點(diǎn)。本發(fā)明的一種磁環(huán)式無級(jí)變速裝置可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速、制動(dòng)以及過載滑差保護(hù)的功能，其通過磁場(chǎng)傳遞扭矩，大大消除了有害振動(dòng)，磨損和斷裂，延長(zhǎng)了變速裝置壽命并且避免了過載引起的危害，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作裝配方便，成本低，使用壽命長(zhǎng)。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一種磁環(huán)式無級(jí)變速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1.動(dòng)力輸出盤，2.主動(dòng)永磁環(huán)，3.中間永磁環(huán)，4.制動(dòng)永磁環(huán)，5.中間撥盤，6.中間撥盤動(dòng)力源，7.壓蓋，8.花鍵套，9.花鍵軸，10.齒輪部件，11.動(dòng)力輸出盤，12.固定盤，13.制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源，14.殼體，15.前蓋。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明提供的一種磁環(huán)式無級(jí)變速裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，由永磁變速裝置和齒輪變速裝置兩個(gè)部分組成。
永磁變速裝置系統(tǒng)組成及功能如下：
永磁變速裝置由主動(dòng)永磁環(huán)轉(zhuǎn)子、中間永磁環(huán)轉(zhuǎn)子和制動(dòng)永磁環(huán)定子三個(gè)部分組成。其中：
(1)主動(dòng)永磁環(huán)轉(zhuǎn)子：由動(dòng)力輸入盤1和主動(dòng)永磁環(huán)2組成圓筒形整體，動(dòng)力輸入盤1和主動(dòng)永磁環(huán)2為機(jī)械配合用螺釘連接。主動(dòng)永磁環(huán)2為內(nèi)磁環(huán)結(jié)構(gòu)的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)體，提供系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)的內(nèi)永磁場(chǎng)。動(dòng)力輸入盤1連接動(dòng)力機(jī)輸入系統(tǒng)動(dòng)力。工作時(shí)，由動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)永磁環(huán)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)。
磁環(huán)式無級(jí)變速裝置中主動(dòng)永磁環(huán)2的永磁體采用內(nèi)側(cè)圓環(huán)式結(jié)構(gòu)，根據(jù)傳遞功率不同，改變主動(dòng)永磁環(huán)2幾何尺寸和安裝磁鐵數(shù)量。來設(shè)計(jì)不同規(guī)格的磁環(huán)式無級(jí)變速裝置。
(2)中間永磁環(huán)轉(zhuǎn)子：由中間永磁環(huán)3、中間撥盤5、中間撥盤動(dòng)力源6、壓蓋7、花鍵套8和固定盤12組成。中間永磁環(huán)3為外磁環(huán)結(jié)構(gòu)的從動(dòng)旋轉(zhuǎn)體，提供系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)的外永磁場(chǎng)。中間永磁環(huán)3、中間撥盤5、壓蓋7和花鍵套8組成外磁環(huán)滑動(dòng)組件。采用軸承和壓蓋7連接將中間永磁環(huán)3、中間撥盤5和花鍵套8連為一體，中間永磁環(huán)3為旋轉(zhuǎn)體，而中間撥盤5是不旋轉(zhuǎn)的。采用螺釘連接將中間撥盤動(dòng)力源6與固定盤12連為一體。采用軸端螺釘連接將中間撥盤動(dòng)力源6、中間撥盤5和固定盤12連為一體，固定盤12為中間撥盤動(dòng)力源6的支撐體。中間撥盤動(dòng)力源6可推動(dòng)中間撥盤5作往復(fù)式運(yùn)動(dòng)。工作時(shí)，當(dāng)動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)永磁環(huán)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)后，在操作指令下，中間永磁環(huán)3在中間撥盤動(dòng)力源6驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入主動(dòng)永磁環(huán)2內(nèi)，中間永磁環(huán)3以徑向固定氣隙切割主動(dòng)永磁環(huán)2的磁力線，這兩個(gè)永磁場(chǎng)相互作用磁扭矩驅(qū)動(dòng)中間永磁環(huán)3旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)花鍵套8和花鍵軸9旋轉(zhuǎn)，通過磁力耦合作用，由花鍵軸9將動(dòng)力機(jī)的輸出扭矩輸入給齒輪變速裝置。通過中間永磁環(huán)3進(jìn)入(退出)主動(dòng)永磁環(huán)2內(nèi)深度及快慢的不同實(shí)現(xiàn)永磁變速裝置無級(jí)調(diào)速的大小和調(diào)速的快慢，經(jīng)過齒輪變速裝置變速后就實(shí)現(xiàn)了負(fù)載設(shè)備無級(jí)調(diào)速的大小和調(diào)速的快慢。中間永磁環(huán)3進(jìn)入主動(dòng)永磁環(huán)2為加速，退出為減速。
永磁場(chǎng)是傳遞動(dòng)力機(jī)輸出動(dòng)力并輸入給負(fù)載設(shè)備的基礎(chǔ)。
磁環(huán)式無級(jí)變速裝置中的中間永磁環(huán)3的永磁體采用外側(cè)圓環(huán)式結(jié)構(gòu)。根據(jù)傳遞功率不同，改變中間永磁環(huán)3的幾何尺寸和磁鐵安裝數(shù)量而設(shè)計(jì)不同規(guī)格的磁環(huán)式無級(jí)變速裝置。
(3)制動(dòng)永磁環(huán)定子：由制動(dòng)永磁環(huán)4、固定盤12和制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13組成。制動(dòng)永磁環(huán)4為內(nèi)磁環(huán)結(jié)構(gòu)的靜態(tài)體，提供系統(tǒng)靜態(tài)的內(nèi)永磁場(chǎng)。制動(dòng)永磁環(huán)4和制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13組成內(nèi)磁環(huán)滑動(dòng)組件。采用螺釘連接將制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13與固定盤12連為一體。采用軸端螺釘連接將制動(dòng)永磁環(huán)4與制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13連為一體，固定盤12為制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13的支撐體。制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13可推動(dòng)制動(dòng)永磁環(huán)4作往復(fù)式運(yùn)動(dòng)。工作時(shí)，在旋轉(zhuǎn)的中間永磁環(huán)3從主動(dòng)永磁環(huán)2中完全退出后，在操作指令下，制動(dòng)永磁環(huán)4在制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13驅(qū)動(dòng)下套入中間永磁環(huán)3之上，旋轉(zhuǎn)的中間永磁環(huán)3以徑向固定氣隙切割靜態(tài)的制動(dòng)永磁環(huán)4的磁力線，這兩個(gè)永磁場(chǎng)相互作用磁扭矩阻止中間永磁環(huán)3旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致花鍵套8和花鍵軸9減速旋轉(zhuǎn)或停止，結(jié)果減速旋轉(zhuǎn)或停止的花鍵軸9輸入給齒輪變速裝置，起到制動(dòng)作用。通過制動(dòng)永磁環(huán)4套入(退出)中間永磁環(huán)3內(nèi)深度及快慢的不同實(shí)現(xiàn)永磁變速裝置制動(dòng)力的大小和制動(dòng)的快慢，經(jīng)過齒輪變速裝置變速后就實(shí)現(xiàn)了負(fù)載制動(dòng)力的大小和制動(dòng)的快慢。制動(dòng)永磁環(huán)4套入中間永磁環(huán)3為制動(dòng)，退出為減弱、解除制動(dòng)。
磁環(huán)式無級(jí)變速裝置中制動(dòng)永磁環(huán)4的永磁體采用內(nèi)側(cè)圓環(huán)式結(jié)構(gòu)，根據(jù)傳遞功率不同，改變制動(dòng)永磁環(huán)4幾何尺寸和安裝磁鐵數(shù)量。來設(shè)計(jì)不同規(guī)格的磁環(huán)式無級(jí)變速裝置。
動(dòng)力輸出盤1、主動(dòng)永磁環(huán)2、中間永磁環(huán)3、制動(dòng)永磁環(huán)4、中間撥盤5、壓蓋7、花鍵套8、花鍵軸9可以設(shè)置在殼體14、前蓋15以及固定盤12組成的密閉殼體中進(jìn)行保護(hù)。
齒輪變速裝置系統(tǒng)組成及功能如下：
齒輪變速裝置由齒輪部件10和動(dòng)力輸出盤11組成。通過螺栓安裝于固定盤12上，通過花鍵軸9接收永磁變速裝置的輸出量。齒輪部件10采用的齒輪可以為：平行軸之齒輪(圓柱齒輪)、相交軸之齒輪(圓錐齒輪)、交錯(cuò)軸之齒輪(蝸輪和蝸桿)和其它特殊齒輪。齒輪部件10的傳動(dòng)方式包含：平行軸齒輪傳動(dòng)、相交軸齒輪傳動(dòng)、交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)及特殊齒輪傳動(dòng)方式。齒輪部件10可以開式、半開式或閉式安裝，常用閉式安裝將齒輪部件10安裝在齒輪變速裝置箱體中。齒輪部件10中的不同齒輪組合方式可實(shí)現(xiàn)特殊功能需求，大大提升磁環(huán)式無級(jí)變速裝置的應(yīng)用范圍。
本發(fā)明的磁環(huán)式無級(jí)變速裝置的變速、制動(dòng)過程在動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下自動(dòng)/手動(dòng)完成。
正常工作時(shí)：當(dāng)主動(dòng)永磁環(huán)2、中間永磁環(huán)3、制動(dòng)永磁環(huán)4處于圖1位置時(shí)，動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)動(dòng)力輸入盤1旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)永磁環(huán)2同步旋轉(zhuǎn)但沒有切割中間永磁環(huán)3的磁力線而不產(chǎn)生磁扭矩，主動(dòng)永磁環(huán)2轉(zhuǎn)動(dòng)，而中間永磁環(huán)3和制動(dòng)永磁環(huán)4均不轉(zhuǎn)動(dòng)，花鍵軸9不旋轉(zhuǎn)，無動(dòng)力輸入給齒輪變速裝置，動(dòng)力輸出盤11無轉(zhuǎn)速輸出，負(fù)載不工作。
在操作指令1(加速)下，中間撥盤動(dòng)力源6與制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13同步工作，依靠導(dǎo)向桿導(dǎo)向，中間撥盤動(dòng)力源6推動(dòng)中間撥盤5帶動(dòng)中間永磁環(huán)3向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13推動(dòng)制動(dòng)永磁環(huán)4亦同向移動(dòng)，中間永磁環(huán)3與制動(dòng)永磁環(huán)4同步，中間永磁環(huán)3進(jìn)入主動(dòng)永磁環(huán)2內(nèi)，主動(dòng)永磁環(huán)2以徑向固定氣隙切割中間永磁環(huán)3的磁力線，這兩個(gè)永磁場(chǎng)相互作用磁扭矩驅(qū)動(dòng)中間永磁環(huán)3旋轉(zhuǎn)。帶動(dòng)花鍵套8和花鍵軸9旋轉(zhuǎn)，并由花鍵軸9將動(dòng)力機(jī)的輸出扭矩輸入給齒輪變速裝置，經(jīng)過齒輪變速裝置中齒輪部件10的變速后，由動(dòng)力輸出盤11將動(dòng)力輸出給負(fù)載設(shè)備。根據(jù)負(fù)載工藝要求，在操作指令1下，中間撥盤動(dòng)力源6與制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13同步工作來調(diào)節(jié)中間永磁環(huán)3與主動(dòng)永磁環(huán)2在軸線方向的相對(duì)位置(進(jìn)入的深度)，以改變中間永磁環(huán)3與主動(dòng)永磁環(huán)2之間的磁場(chǎng)耦合面積。磁耦合面積大，傳遞扭矩大，輸出轉(zhuǎn)速高，相應(yīng)傳遞給齒輪變速裝置的轉(zhuǎn)速就高。磁耦合面積小，傳遞扭矩小，輸出轉(zhuǎn)速低，相應(yīng)傳遞給齒輪變速裝置的轉(zhuǎn)速就低。磁耦合面積為零，中間永磁環(huán)3與主動(dòng)永磁環(huán)2完全脫開，輸出轉(zhuǎn)速為零，相應(yīng)無動(dòng)力轉(zhuǎn)速傳遞給齒輪變速裝置。由于中間永磁環(huán)3進(jìn)入主動(dòng)永磁環(huán)2的深度是連續(xù)的，產(chǎn)生的磁扭矩大小也是連續(xù)的，傳遞給齒輪變速裝相應(yīng)的磁扭矩大小，經(jīng)過齒輪變速裝置變速后實(shí)現(xiàn)了負(fù)載的無級(jí)變速。用操作指令1控制中間撥盤動(dòng)力源6對(duì)中間永磁環(huán)3進(jìn)入主動(dòng)永磁環(huán)2的深度及快慢就實(shí)現(xiàn)了永磁變速裝置無級(jí)加速的大小和加速的快慢，經(jīng)過齒輪變速裝置變速后就實(shí)現(xiàn)了負(fù)載設(shè)備無級(jí)加速的大小和加速的快慢。中間永磁環(huán)3進(jìn)入主動(dòng)永磁環(huán)2為加速。
根據(jù)負(fù)載工藝要求，當(dāng)需要減速、制動(dòng)、停車時(shí)，在操作指令2(減速)下，中間撥盤動(dòng)力源6與制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13同步工作，依靠導(dǎo)向桿導(dǎo)向，中間撥盤動(dòng)力源6推動(dòng)中間撥盤5帶動(dòng)中間永磁環(huán)3從主動(dòng)永磁環(huán)2中退出，制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13帶動(dòng)制動(dòng)永磁環(huán)4亦同向往后移動(dòng)，中間永磁環(huán)3與制動(dòng)永磁環(huán)4同步，以改變中間永磁環(huán)3與主動(dòng)永磁環(huán)2之間的磁場(chǎng)耦合面積。磁耦合面積大，傳遞扭矩大，輸出轉(zhuǎn)速高，相應(yīng)傳遞給齒輪變速裝置的轉(zhuǎn)速就高。磁耦合面積小，傳遞扭矩小，輸出轉(zhuǎn)速低，相應(yīng)傳遞給齒輪變速裝置的轉(zhuǎn)速就低。當(dāng)全部退出，主動(dòng)永磁環(huán)2、中間永磁環(huán)3、制動(dòng)永磁環(huán)4處于圖1位置，磁耦合面積為零，中間永磁環(huán)3與主動(dòng)永磁環(huán)2完全脫開，相應(yīng)無動(dòng)力轉(zhuǎn)速傳遞給齒輪變速裝置，動(dòng)力輸出盤11慣性旋轉(zhuǎn)。用操作指令2控制中間撥盤動(dòng)力源6對(duì)中間永磁環(huán)3退出主動(dòng)永磁環(huán)2的深度及快慢就實(shí)現(xiàn)了永磁變速裝置無級(jí)減速的大小和減速的快慢，經(jīng)過齒輪變速裝置變速后就實(shí)現(xiàn)了負(fù)載設(shè)備無級(jí)減速的大小和減速的快慢。中間永磁環(huán)3退出主動(dòng)永磁環(huán)2為減速。
在旋轉(zhuǎn)的中間永磁環(huán)3從主動(dòng)永磁環(huán)2中完全退出后，在操作指令3(制動(dòng))下，中間撥盤動(dòng)力源6不工作，中間永磁環(huán)3位置不變。依靠導(dǎo)向桿導(dǎo)向，制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13推動(dòng)制動(dòng)永磁環(huán)4向前套入(退出)中間永磁環(huán)3之上時(shí)，旋轉(zhuǎn)的中間永磁環(huán)3以徑向固定氣隙切割靜態(tài)的制動(dòng)永磁環(huán)4的磁力線，這兩個(gè)永磁場(chǎng)相互作用磁扭矩阻止中間永磁環(huán)3旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致花鍵套8和花鍵軸9減速旋轉(zhuǎn)或停止，結(jié)果減速旋轉(zhuǎn)或停止的花鍵軸9輸入給齒輪變速裝置，經(jīng)過齒輪變速裝置中齒輪部件10的變速后，導(dǎo)致動(dòng)力輸出盤11減速旋轉(zhuǎn)或停止，起到制動(dòng)作用。用操作指令3控制制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13對(duì)制動(dòng)永磁環(huán)4套入(退出)中間永磁環(huán)3內(nèi)深度及快慢的不同實(shí)現(xiàn)永磁變速裝置制動(dòng)力的大小和制動(dòng)的快慢，經(jīng)過齒輪變速裝置變速后就實(shí)現(xiàn)了負(fù)載制動(dòng)力的大小和制動(dòng)的快慢。制動(dòng)永磁環(huán)4套入中間永磁環(huán)3為制動(dòng)，退出為減弱、解除制動(dòng)。
本發(fā)明的一種磁環(huán)式無級(jí)變速裝置對(duì)于動(dòng)力機(jī)(車)的起步、上坡、下坡、重載低速、坡道起步、上坡停車、下坡停車等功能的實(shí)現(xiàn)是通過在加(減)速操作指令下，中間撥盤動(dòng)力源6與制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13同步工作，依靠導(dǎo)向桿導(dǎo)向，中間撥盤動(dòng)力源6推動(dòng)中間撥盤5帶動(dòng)中間永磁環(huán)3向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13推動(dòng)制動(dòng)永磁環(huán)4亦同向移動(dòng)，中間永磁環(huán)3與制動(dòng)永磁環(huán)4同步，中間永磁環(huán)3進(jìn)入主動(dòng)永磁環(huán)2內(nèi)，主動(dòng)永磁環(huán)2以徑向固定氣隙切割中間永磁環(huán)3的磁力線，這兩個(gè)永磁場(chǎng)相互作用磁扭矩驅(qū)動(dòng)中間永磁環(huán)3旋轉(zhuǎn)。帶動(dòng)花鍵套8和花鍵軸9旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的花鍵軸9將動(dòng)力輸入給齒輪變速裝置，經(jīng)過齒輪變速裝置低變速后實(shí)現(xiàn)起步、上坡、下坡、重載低速、坡道起步、上坡停車、下坡停車等功能。依據(jù)不同的功能和工況需求，來確定中間永磁環(huán)3進(jìn)入(退出)主動(dòng)永磁環(huán)2的深度(加、減速大小)。進(jìn)入為加速，退出為減速。
磁環(huán)式無級(jí)變速裝置對(duì)于動(dòng)力機(jī)(車)倒車是通過在操作指令4(定速)下，中間撥盤動(dòng)力源6與制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13同步工作，依靠導(dǎo)向桿導(dǎo)向，中間撥盤動(dòng)力源6推動(dòng)中間撥盤5帶動(dòng)中間永磁環(huán)3向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，制動(dòng)永磁環(huán)動(dòng)力源13推動(dòng)制動(dòng)永磁環(huán)4亦同向移動(dòng)，中間永磁環(huán)3與制動(dòng)永磁環(huán)4同步，中間永磁環(huán)3進(jìn)入主動(dòng)永磁環(huán)2內(nèi)一定深度，主動(dòng)永磁環(huán)2以徑向固定氣隙切割中間永磁環(huán)3的磁力線，這兩個(gè)永磁場(chǎng)相互作用磁扭矩驅(qū)動(dòng)中間永磁環(huán)3定速旋轉(zhuǎn)。帶動(dòng)花鍵套8和花鍵軸9定速旋轉(zhuǎn)，定速旋轉(zhuǎn)的花鍵軸9將動(dòng)力輸入給齒輪變速裝置，經(jīng)過齒輪變速裝置反向變速后實(shí)現(xiàn)倒車。
當(dāng)負(fù)載過載即動(dòng)力輸出盤11停轉(zhuǎn)時(shí)，由于滑差原理，動(dòng)力機(jī)不出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)動(dòng)力機(jī)及負(fù)載設(shè)備的過載保護(hù)。也就是中間永磁環(huán)3停轉(zhuǎn)，但主動(dòng)永磁環(huán)轉(zhuǎn)子中的主動(dòng)永磁環(huán)2仍會(huì)保持動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速不變以徑向固定氣隙切割中間永磁環(huán)轉(zhuǎn)子的中間永磁環(huán)3的磁力線，同時(shí)動(dòng)力機(jī)過載工作。自有的過載滑差保護(hù)特性，確保動(dòng)力機(jī)、負(fù)載設(shè)備和永磁變速裝置短時(shí)間內(nèi)無損害。在故障診斷系統(tǒng)保護(hù)下，自動(dòng)切斷動(dòng)力機(jī)(電源)，停止系統(tǒng)工作。
通過上述方式，本發(fā)明的一種磁環(huán)式無級(jí)變速裝置采用永磁變速裝置和齒輪變速裝置相結(jié)合方案、徑向固定氣隙的三磁環(huán)結(jié)構(gòu)(兩個(gè)永磁環(huán)轉(zhuǎn)子和單個(gè)永磁環(huán)定子)、獨(dú)特的三磁環(huán)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、簡(jiǎn)單的齒輪組合變速機(jī)構(gòu)及油冷式散熱優(yōu)化結(jié)構(gòu)。通過磁力耦合作用實(shí)現(xiàn)永磁變速裝置無接觸的扭矩傳遞、無級(jí)變速和制動(dòng)，再經(jīng)過齒輪變速裝置傳動(dòng)后就實(shí)現(xiàn)了負(fù)載設(shè)備無級(jí)變速和制動(dòng)。利用高效散熱，確保系統(tǒng)磁力工作穩(wěn)定。在負(fù)載過載時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力機(jī)和負(fù)載設(shè)備的自動(dòng)滑差保護(hù)。
上述本發(fā)明的一種磁環(huán)式無級(jí)變速裝置實(shí)施例是以一個(gè)主動(dòng)永磁環(huán)2、一個(gè)中間永磁環(huán)3以及一個(gè)制動(dòng)永磁環(huán)4的三磁環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，很明顯的，本發(fā)明的主動(dòng)永磁環(huán)2、中間永磁環(huán)3以及制動(dòng)永磁環(huán)4的數(shù)量均可以設(shè)置至少一個(gè)，構(gòu)成三磁環(huán)、四磁環(huán)甚至更多磁環(huán)的結(jié)構(gòu)，只需按照動(dòng)力需求設(shè)定中間永磁環(huán)3進(jìn)入主動(dòng)永磁環(huán)2的數(shù)量，制動(dòng)時(shí)則所有中間永磁環(huán)3全部退出主動(dòng)永磁環(huán)2，為了縮短制動(dòng)之間、提高制動(dòng)能力，可以設(shè)置多個(gè)制動(dòng)永磁環(huán)4套在中間永磁環(huán)3上實(shí)現(xiàn)制動(dòng)?；蛘邇?yōu)選的，可以將一個(gè)主動(dòng)永磁環(huán)2、一個(gè)中間永磁環(huán)3以及一個(gè)制動(dòng)永磁環(huán)4作為一組永磁變速裝置，然后配套設(shè)置多組同步使用以增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力和制動(dòng)能力。