一种轴向磁场调制式磁性齿轮制造技术

本发明专利技术公开一种轴向磁场调制式磁性齿轮，在内、外转子的轴向两端各设置一个与内、外转子同轴心的调磁环，两个调磁环各固定连接于磁齿轮两侧端盖内侧；内转子由2M块第一永磁体组成，M=1,2,3,…，2M块第一永磁体沿圆周方向依次紧密贴合在一起形成环状。所有的第一永磁体均轴向充磁且相邻两个第一永磁体的极性相异；外转子由2N块第二永磁体组成，N=1,2,3,…，2N块第二永磁体沿圆周方向依次紧密贴合在一起形成环状，所有的第二永磁体均轴向充磁且相邻两个永磁体的极性相异；本发明专利技术形成轴向两侧调磁环与内、外转子永磁体之间的轴向磁路，省去转子上的铁心，节约了导磁材料，有效降低了转子重量，改善磁性齿轮的动态性能。

【技术实现步骤摘要】
一种轴向磁场调制式磁性齿轮
本专利技术涉及动力传递设备制造领域，具体涉及一种磁场调制式磁性齿轮。
技术介绍
磁性齿轮是利用磁耦合力相吸相斥达到传动目的的传动件，称为磁性齿轮仅仅只是结构与传统齿轮相似、传动目的一致，本质上不隶属传统齿轮。现有结构的磁场调制式磁性齿轮由三部分组成：内转子、调磁环和外转子。其中，调磁环安装在内、外两层转子之间，内转子包括内转子铁心和内转子永磁体，外转子包括外转子铁心和外转子永磁体，永磁体安装在内转子的外表面和外转子的内表面。内、外转子上的永磁体采用径向充磁，并在磁路中形成径向磁场。这种磁性齿轮出现的缺陷是：内、外转子上不可避免的设有铁心作为永磁磁场的磁路，增加了制造成本和转子重量，降低了动态性能；并且调磁环安装在内、外两层转子之间，形成由外至内的旋转外转子、静止调磁环和旋转内转子三部件结构和两层气隙的复杂结构，制造困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有磁场调制式磁性齿轮存在的不足之处，提供一种采用轴向充磁，并在磁路中形成轴向磁场的轴向磁场调制式磁性齿轮，结构简单，易制造，成本低且动态性能稳定。本专利技术采用的技术方案是：本专利技术包括内转子和外转子，外转子同轴套在内转子外，外转子与内转子的轴向长度一致，且轴向两端相平齐，在内、外转子的轴向两端各设置一个与内、外转子同轴心的调磁环，两个调磁环与内、外转子的轴向两端之间各留有轴向气隙，两个所述调磁环各固定连接于磁齿轮两侧端盖内侧；内转子由2M块第一永磁体组成，M=1,2,3,…，2M块第一永磁体沿圆周方向依次紧密贴合在一起形成环状。所有的第一永磁体均轴向充磁且相邻两个第一永磁体的极性相异；外转子由2N块第二永磁体组成，N=1,2,3,…，2N块第二永磁体沿圆周方向依次紧密贴合在一起形成环状，所有的第二永磁体均轴向充磁且相邻两个永磁体的极性相异。本专利技术可在内、外转子的轴向一端设置调磁环，另一端不设置调磁环，另一端是内转子铁心和外转子铁心。调磁环由M+N块铁心块和M+N块非导磁块沿圆周方向交错设置且紧密贴合形成环状。与现有磁场调制式磁性齿轮相比较，本专利技术的优点是：1、本专利技术将现有磁场调制式磁性齿轮的内、外转子中径向充磁的永磁体改成了轴向充磁，形成轴向两侧调磁环与内、外转子永磁体之间的轴向磁路，这种结构可以省去现有径向磁场调制式磁性齿轮中的转子上的铁心，节约了导磁材料，有效降低了转子重量，改善磁性齿轮的动态性能。2、本专利技术将现有磁场调制式磁性齿轮中位于内、外转子之间的调磁环改成了装在内、外转子的轴向两端，并可以与磁性齿轮轴向端盖融为一体，与现有调磁式磁性齿轮由外至内的旋转外转子、静止调磁环和旋转内转子的三层结构相比，本专利技术轴向磁场调制式磁性齿轮安装更加方便，易于实现，便于保证质量。附图说明图1是本专利技术一种轴向磁场调制式磁性齿轮的径向结构示意图；图2是图1中调磁环的铁心块和非导磁块的布置示意图；图3是图1的左视结构示意图；图4是图1中内转子和外转子的径向结构示意图；图5是本专利技术磁场回路示意图；图6是本专利技术在单侧安装调磁环时的径向结构示意图；图7是图6所示结构的右视图。图中：1.内转子；2.外转子；3.调磁环；3-1.铁心块；3-2.非导磁块；4.调磁环；4-1.铁心块；4-2.非导磁块；5、6.轴向气隙；7.径向气隙；8.内转子铁心；9.外转子铁心。具体实施方式参见图1、2、3、4，本专利技术由内转子1、外转子2以及两个调磁环3、4组成，其中，外转子2同轴套在内转子1外，并且外转子2与内转子1之间留有径向气隙7，径向气隙7设置为4mm。外转子2与内转子1的轴向长度一致，且轴向两端相平齐。在外转子2与内转子1的轴向两端各设置一个调磁环，分别是调磁环3和调磁环4。调磁环3、4与外转子2和内转子1同轴心安装，调磁环3、调磁环4与外转子2和内转子1的轴向两端之间留有轴向气隙，分别是：调磁环3与外转子2和内转子1的轴向一端之间留有轴向气隙5，调磁环4与外转子2和内转子1的轴向另一端之间留有轴向气隙6。轴向气隙5和轴向气隙6相等，都设置为0.5mm。轴向气隙5和轴向气隙6均为工作气隙，轴向气隙5和轴向气隙6越小，本专利技术齿轮传递的转矩越大，内转子1由2M块永磁体组成，M=1,2,3,…，2M块第一永磁体沿圆周方向依次紧密贴合在一起形成环状。所有的第一永磁体均轴向充磁，且相邻两个第一永磁体的极性相异。外转子2由2N块第二永磁体组成，N=1,2,3,…，2N块第二永磁体沿圆周方向依次紧密贴合在一起形成环状，所有的第二永磁体均轴向充磁，且相邻两个所有的永磁体的极性相异。内转子1和外转子2均无铁心磁路。调磁环3是由M+N块第一铁心块3-1和M+N块第一非导磁块3-2沿圆周方向交错设置，第一铁心块3-1和第一非导磁块3-2紧密贴合在一起，形成环状。调磁环4是由M+N块第二铁心块4-1和M+N块第二非导磁块4-2沿圆周方向交错设置，第二铁心块4-1和第二M+N块非导磁块4-2紧密贴合在一起形成环状。调磁环3和调磁环4的外径大于或等于外转子2的外径，调磁环3和调磁环4的内径小于或等于内转子1的内径。调磁环3和调磁环4直接固定安装在磁齿轮两侧的对应端盖内侧，与磁齿轮的两侧端盖成为一体。如图3，本专利技术在轴向上由调磁环3、内转子1和外转子2、调磁环4构成三段式结构。第一非导磁块3-2和第二非导磁块4-2均是为环氧树脂等非导磁材料块，第一铁心块3-1和第二铁心块4-1的材料可以为硅钢片，也可以为整块电工钢，内转子1和外转子2的材料为钕铁硼等。参见图5，磁场从内转子1中轴向充磁的第一永磁体出发，通过轴向气隙5进入调磁环3，再由调磁环3通过轴向气隙5进入外转子2中轴向充磁的第二永磁体，然后通过轴向气隙6进入调磁环4，再由调磁环4通过轴向气隙6回到内转子1的第一永磁体中，形成一个完整的磁场回路。本专利技术工作时，调磁环3和调磁环4固定不动，用以对内转子1、外转子2中的永磁体所产生的磁场进行调制，以实现内转子1和外转子2的变速、变转矩运行。内转子1和外转子2产生的磁场经过调磁环3和调磁环4的调制后在气隙内相互作用，即实现齿轮转矩的平稳传递。参见图6和图7，本专利技术在实施时，可以仅在齿轮的一端设置调磁环，例如设置调磁环3，调磁环3与内转子1和外转子2的轴向一端之间留有轴向气隙5。另一端不设置调磁环，不设置调磁环的另一端是内转子铁心8和外转子铁心9。内转子永磁体安装在内转子铁心8轴向上，外转子永磁体安装在外转子铁心9轴向上。其中，一端设置的调磁环的内径小于或等于内转子1的内径，一端设置的调磁环的外径大于或等于外转子2的外径；内转子铁心8的内径和外径等于内转子1的内径和外径，外转子铁心9的内径和外径等于外转子2的内径和外径，调磁环固定连接于磁齿轮一端的端盖内侧。其他组成和连接方式与齿轮两端各设置一个调磁环的结构相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴向磁场调制式磁性齿轮，包括内转子（1）和外转子（2），外转子（2）同轴套在内转子（1）外，其特征是：内、外转子（1、2）的轴向长度一致，且轴向两端相平齐，在内、外转子（1、2）的轴向两端各设置一个与内、外转子（1、2）同轴心的调磁环，两个调磁环与内、外转子（1、2）的轴向两端之间各留有轴向气隙，两个所述调磁环各固定连接于磁齿轮两侧端盖内侧；内转子（1）由2M块第一永磁体组成，M=1,2,3,…，2M块第一永磁体沿圆周方向依次紧密贴合在一起形成环状；所有的第一永磁体均轴向充磁且相邻两个第一永磁体的极性相异；外转子（2）由2N块第二永磁体组成，N=1,2,3,…，2N块第二永磁体沿圆周方向依次紧密贴合在一起形成环状，所有的第二永磁体均轴向充磁且相邻两个永磁体的极性相异。

【技术特征摘要】
1.一种轴向磁场调制式磁性齿轮，包括内转子（1）和外转子（2），外转子（2）同轴套在内转子（1）外，其特征是：内、外转子（1、2）的轴向长度一致，且轴向两端相平齐，在内、外转子（1、2）的轴向两端各设置一个与内、外转子（1、2）同轴心的调磁环，两个调磁环与内、外转子（1、2）的轴向两端之间各留有轴向气隙，两个所述调磁环各固定连接于磁齿轮两侧端盖内侧；内转子（1）由2M块第一永磁体组成，M=1,2,3,…，2M块第一永磁体沿圆周方向依次紧密贴合在一起形成环状；所有的第一永磁体均轴向充磁且相邻两个第一永磁体的极...

【专利技术属性】
技术研发人员：诸德宏，杨飞，肖凤，杜怿，张文莉，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32