新型磁場調制式磁齒輪的設計與研究.pdf

1、齒輪廣泛應用于機械裝置轉軸之間的轉矩傳遞，同時能夠進行相應的轉矩和轉速變換。常用的機械齒輪具有明顯的缺點，例如可靠性低，維護要求高以及噪聲等，這些缺點限制了其應用。由于傳統(tǒng)機械齒輪的這些特點，近年來磁齒輪引起了很多關注。磁齒輪的輸入輸出軸之間沒有機械接觸，因此其具有機械齒輪所不具有的高可靠性、高效率并且不需要潤滑。本文研究了磁場調制原理，明確磁場調制式磁齒輪的設計原則，針對現有結構的不足提出改進結構。
　　以一臺經典磁場調制式磁齒

2、輪為例，首先運用解析法研究了其工作原理，明確了調磁環(huán)對磁場的調制作用，確定了內外轉子永磁體極對數與調磁塊個數的關系。建立了二維有限元模型，提取了各種情況的氣隙磁密以驗證解析分析的正確性，對現有結構進行了尺寸和傳動比的優(yōu)化，得到了傳動比的配比原則和性能最優(yōu)的尺寸參數。
　　現有結構端部漏磁明顯，建立了包含端部空氣實體模型的三維有限元模型，研究端部漏磁的影響。針對這個缺點，提出了改進型的磁場調制式磁齒輪，對新結構的磁齒輪進行了尺寸優(yōu)化

3、，得到了優(yōu)化后的轉矩傳遞特性，包括靜態(tài)轉矩和穩(wěn)態(tài)轉矩，驗證了新結構在性能上的提升。
　　雖然對傳統(tǒng)結構進行了改進，但其仍然存在的問題是裝配困難，針對這一問題研究了裝配過程簡單的混合磁路磁齒輪，這種磁齒輪同樣存在缺點，針對其內部空間利用率不足的問題提出了改進結構，目的是充分利用混合磁路磁齒輪的內部空間，這樣可以在不增加裝置體積的情況下提高其能夠傳遞的最大轉矩，從而提高轉矩密度。建立了新結構的三維有限元模型，得到了尺寸優(yōu)化后的靜態(tài)轉矩