永磁絲杠傳動(dòng)特性及磁極結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、永磁絲杠通過絲杠和螺母上螺旋磁極之間的磁場(chǎng)耦合實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)非接觸式的相互轉(zhuǎn)換，由于絲杠和螺母之間沒有機(jī)械連接，可從根本上解決摩擦和磨損等問題，并具有自身過載保護(hù)和便于維護(hù)的特點(diǎn)，同時(shí)，由于無(wú)需潤(rùn)滑，不會(huì)產(chǎn)生磨損粉末和潤(rùn)滑劑蒸發(fā)，故可用在清潔度要求較為嚴(yán)格的工作環(huán)境。
　　目前，永磁絲杠的研究仍然處于基礎(chǔ)研究階段，許多關(guān)鍵理論和技術(shù)問題有待研究。本文首先以螺旋磁極間無(wú)軸向間隙的永磁絲杠為對(duì)象進(jìn)行研究，對(duì)永磁絲杠的傳動(dòng)理論進(jìn)

2、行了分析，建立了永磁絲杠的傳動(dòng)比、推力與結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系，應(yīng)用展開分析模型對(duì)永磁絲杠的靜特性，以及永磁絲杠結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)推力和轉(zhuǎn)矩的影響進(jìn)行了仿真研究。
　　螺母長(zhǎng)度、絲杠外徑的大小均與主從動(dòng)磁極的耦合面積成正比，仿真研究結(jié)果表明：螺母推力和絲杠轉(zhuǎn)矩隨主從動(dòng)磁極耦合面積增大而線性增大。根據(jù)磁極節(jié)距、磁極對(duì)數(shù)和傳動(dòng)比三者之間的關(guān)系式，對(duì)磁極節(jié)距和磁極對(duì)數(shù)對(duì)螺母推力和絲杠轉(zhuǎn)矩的影響進(jìn)行了研究:當(dāng)磁極節(jié)距和磁極對(duì)數(shù)獨(dú)立變化時(shí)（傳動(dòng)比隨之改

3、變），螺母推力隨磁極對(duì)數(shù)增加而減小，隨磁極節(jié)距增大存在一個(gè)峰值；絲杠轉(zhuǎn)矩隨磁極對(duì)數(shù)和磁極節(jié)距的增大而增大。當(dāng)保持傳動(dòng)比一定時(shí)，磁極節(jié)距與磁極對(duì)數(shù)變化時(shí)其相互關(guān)系應(yīng)滿足傳動(dòng)比條件，此時(shí)，磁極對(duì)數(shù)存在最佳值，使螺母推力和絲杠轉(zhuǎn)矩最大。應(yīng)用正交試驗(yàn)法研究了磁極厚度、軛鐵厚度、氣隙長(zhǎng)度等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)螺母推力和絲杠轉(zhuǎn)矩的影響情況，結(jié)果表明：氣隙長(zhǎng)度的影響最大，其次是磁極厚度，而軛鐵厚度幾乎沒有影響。
　　在此基礎(chǔ)上，對(duì)螺旋磁極間有極間間隙的永