CN100451395C - 一种永磁聚能齿轮 - Google Patents

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Abstract

一种永磁聚能齿轮，由永磁聚能齿和轮基构成，其中：轮基部分，由非铁磁性材料制成，在轮基的轮缘上等间距地开有豁口，在轮基的中央设有转轴安装孔；永磁聚能齿部分，为槽状体，由铁磁性材料制成，在该槽状体中央镶入硬磁材料制成的永磁体，永磁体与槽壁之间填充有非铁磁性镶嵌物；将永磁聚能齿安装固定在轮缘豁口内，槽壁与轮基面平整，槽口向轮缘的外侧，轮缘圆周上的永磁体为N极与S极等间距相间隔排列；将两个永磁聚能齿轮平行对正安装，其中一个轮的N极齿对应另一个轮的S极齿；两个永磁聚能齿轮之间留有工作气隙；由上述结构的永磁聚能齿轮，当一个轮子转动时，永磁齿通过相对应齿之间的吸力和相邻齿的斥力传递扭矩，带动另一个齿轮转动。

Description

一种永磁聚能齿轮
技术领域
本发明属于齿轮扭矩传递机械技术领域。具体地说涉及一种永磁聚能齿轮。
背景技术
在当今的动力传动技术中，产生了非齿轮接触的“永磁齿轮”传动技术。如《永磁机构》(北京工业大学出版社)一书中49页联轴节技术和141页永磁扭力阀门技术。这种永磁齿轮技术的优点是内齿与外齿不接触，无摩擦阻力，无磨损，无噪声。这种技术的缺点是只能同轴心转动，不能在两个轮轴之间传递动力，也没有永磁聚能齿与非铁磁性轮基之间的镶嵌结构，因而漏磁较多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种永磁聚能齿轮。
为实现上述目的，本发明提供的永磁聚能齿轮由永磁聚能齿和非铁磁性轮基二部分构成，其中：
轮基部分，由非铁磁性材料制成，在轮基的轮缘上等间距地开有豁口，在轮基的中央设有转轴安装孔；
永磁聚能齿部分，为槽状体，由铁磁性材料制成，在该槽状体中央镶入硬磁材料制成的永磁体，永磁体与槽壁之间填充有非铁磁性镶嵌物；
将永磁聚能齿安装固定在轮缘豁口内，槽壁与轮基面平整，槽口向轮缘的外侧，轮缘圆周上的永磁体为N极与S极等间距相间隔排列；
将两个永磁聚能齿轮平行对正安装，其中一个轮的N极齿对应另一个轮的S极齿；两个永磁聚能齿轮之间留有工作气隙；
由上述结构的永磁聚能齿轮，当一个轮子转动时，永磁齿通过相对应齿之间的吸力和相邻齿的斥力传递扭矩，带动另一个齿轮转动。
所述的永磁聚能齿轮，其中，两个永磁聚能齿轮之间的工作气隙其设计原则是温度膨胀和转动离心形变时两轮不接触。
所述的永磁聚能齿轮，其中，铁磁性材料为碳钢、硅钢、锰钢、不锈钢、钴、镍或其合金。
所述的永磁聚能齿轮，其中，永磁体为钕铁硼永磁材料。
所述的永磁聚能齿轮，其中，非铁磁性镶嵌物为聚胺酯、聚四氟乙烯、铜或铝合金。
本发明提供的永磁聚能齿轮在传递扭矩时环保节能、无轮齿磨损、无噪声、机械振动小、使用寿命长、力学缓冲效果好、造价适中，使磁齿轮能广泛地应用到机械传动领域。
附图说明
图1为本发明的永磁聚能齿磁齿轮总体结构示意图。
图2为图1中沿A-A线的剖面示意图。
图3为本发明永磁聚能齿磁齿轮转动扭矩传递示意图。
图4为图3中沿B-B线的剖面示意图。
具体实施例
以下所述内容是结合附图对本发明作的详细说明，而不应被理解为是对本发明的限定。
请参阅图1，是本发明总结构示意图。轮基1由非铁磁性材料(如但不限于：聚四氟乙烯、铜或铝等)制成，其轮缘的圆周等间距地设有豁口，轮基1的中心设有一轮轴孔3，以将轮基1固定在轮轴上。在轮基1的该些豁口内镶嵌有永磁聚能齿2，该永磁齿2为暗齿，其表面与轮缘光滑过渡，但此处磁场强度在非铁磁性轮缘上凸显出来，形成永磁“磁场齿”。
结合图2描述聚能永磁聚能齿2的结构。由铁磁性槽状体2a固定在轮基1豁口内，槽口向轮缘的外侧。永磁体2b固定在槽状体2a的中央，在永磁体2b与槽状体2a的槽壁之间为非铁磁性镶嵌物2c，永磁体2b与槽壁的间距为永磁体2b圆周弧长度的40-80％。永磁体2b与槽壁之间形成的磁通示意曲线2d。永磁齿2在圆周上等间距布置，且N极与S极相间隔排列。永磁齿2的圆周弧长及其间距不能简单确定，要综合考虑转动扭矩、振动频率、咬合精度等因素，该些设计因素是设计制作齿轮时必需考虑的因素，因而是本领域技术人员所熟悉的普通技术，对此不作详细描述。
请参阅图3，是本发明永磁聚能齿轮转动扭矩传递示意图。从图中可以看出，当主动轮4在电机5的驱动下转动时，将与从动轮6之间发生位移，由此主动轮4的永磁齿2与对应的从动轮6的永磁齿2’之间产生吸力，与前方相邻的从动轮永磁齿之间产生斥力，因此传递了转矩(图中箭头所指方向)。
结合图4描述永磁聚能齿磁齿轮之间的对应关系。电机5安装在主动轮4的轮轴孔3内，主动轮4的永磁聚能齿2与对应的从动轮6的永磁聚能齿2’之间异极对应，气隙越小，吸力最大。在设计时两者之间的间隙要尽可能小，其计算原则是在温度膨胀与转动离心形变时，两轮不得发生接触碰撞。
本发明提供的永磁聚能磁齿轮的传动技术系统有如下优点：
1、齿轮之间无磨损、使用寿命长、安全可靠。
2、力学缓冲效果好。
3、加工制造工艺简单。
4、轮体质量轻、惯性小。
5、综合经济效果好。

Claims (5)

1、一种永磁聚能齿轮，由永磁聚能齿和非铁磁性轮基二部分构成，其中：
轮基部分，由非铁磁性材料制成，在轮基的轮缘上等间距地开有豁口，在轮基的中央设有转轴安装孔；
永磁聚能齿安装固定在轮缘豁口内，轮缘圆周上的永磁体为N极与S极等间距相间隔排列；
将两个永磁聚能齿轮平行对正安装，其中一个轮的N极齿对应另一个轮的S极齿；两个永磁聚能齿轮之间留有工作气隙；
当一个轮子转动时，永磁齿通过相对应齿之间的吸力和相邻齿的斥力传递扭矩，带动另一个齿轮转动；
其特征在于：
永磁聚能齿为槽状体，由铁磁性材料制成，在该槽状体中央镶入硬磁材料制成的永磁体，永磁体与槽壁之间填充有非铁磁性镶嵌物，槽壁与轮基面平整，槽口向轮缘的外侧。
2、如权利要求1所述的永磁聚能齿轮，其中，两个永磁聚能齿轮之间的工作气隙其设计原则是温度膨胀和转动离心形变时两轮不接触。
3、如权利要求1所述的永磁聚能齿轮，其中，铁磁性材料为碳钢、硅钢、锰钢、不锈钢、钴、镍或其合金。
4、如权利要求1所述的永磁聚能齿轮，其中，永磁体为钕铁硼永磁材料。
5、权利要求1所述的永磁聚能齿轮，其中，非铁磁性镶嵌物为聚胺酯、聚四氟乙烯、铜或铝合金。
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CN2680931Y (zh) * 2003-12-26 2005-02-23 张文达 磁对应传动齿轮

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圆柱直齿电磁齿轮传动的研究. 陈伦军，陈海虹，罗延科.现代机械，第5期. 2003
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