CN101242129A

CN101242129A - 行星磁性轮系动力传动装置

Info

Publication number: CN101242129A
Application number: CNA2008100187008A
Authority: CN
Inventors: 高峰
Original assignee: SUZHOU BOFEILI ELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU BOFEILI ELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2008-08-13

Abstract

一种行星磁性轮系动力传动装置，包括动力源、变速机构；动力源和变速机构在动力源输出轴/套的轴向并列布置，所述变速机构由一行星磁性轮系构成，该行星磁性轮系由中心外磁极轮、中心内磁极轮、行星磁极轮和行星架组成，各磁极轮的轮圈上均设有S与N交替布置的磁极；其中，中心外磁极轮与中心内磁极轮两者之间，一个作为行星磁性轮系的输入构件，另一个作为行星磁性轮系的输出构件，行星磁极轮轮圈上的磁极分别与中心外磁极轮和中心内磁极轮轮圈上的磁极间隙磁性啮合，以此构成行星磁性轮系动力传动装置。本方案降低了现有技术的传动装置由于齿轮啮合摩擦而带来阻力和能耗，实现了无摩擦的非接触式传动，且当负载机构过载时，避免了动力源及变速机构的损坏。

Description

行星磁性轮系动力传动装置

技术领域

本发明涉及一种动力传动装置，特别涉及应用于机车车辆及机械传动领域的一种行星磁性轮系动力传动装置，具体是利用行星磁性轮系非接触式地传递动力源输出动力的一种传动装置。

背景技术

目前机车车辆、机械传动等的动力来源常是使用电动机“马达”，而它们的机械传动、变速、离合等方式也均采用刚性连接方式，即通过采用齿轮啮合来传递动力。

据申请人了解，目前最为常用是的采用行星齿轮系来传递动力，该行星齿轮系由中心外齿轮、中心内齿轮、行星齿轮和行星架组成，驱动电机与该行星齿轮系配合后组合成电机驱动装置。

这种采用行星齿轮系来传递动力的传动装置能够有效的传递由驱动电机输出的动力，从而得到了广泛的使用，但也存在着一些不足：一是使用齿轮传动装置通过齿轮啮合进行传动，存在一定的机械摩擦，在使用过程中会带来一定的阻力、增加能量损耗；二是由于磨损、易损坏传动部件，如齿面的磨损等，使得传动效率降低；三是由于驱动电机和负载机构之间为刚性连接，启动时有较大的冲击力，当负载机构过载时，容易造成驱动电机的损坏；四是还需要齿轮油，日常维护工作要求高。因此，本发明从改进现有技术的角度出发，提供一种新型行星磁性轮系动力传动装置来克服现有技术的不足。

发明内容

本发明提供一种行星磁性轮系动力传动装置，其目的主要是解决现有技术中传动装置由于齿轮啮合摩擦而带来阻力和能耗，且在负载机构过载时容易造成动力源及变速机构损坏的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种行星磁性轮系动力传动装置，包括电机、变速传动机构，所述电机和变速传动机构在电机输出轴/套的轴向并列布置，所述变速传动机构由一行星磁性轮系构成，该行星磁性轮系由对应行星轮系中心外齿轮的中心外磁极轮、对应行星轮系中心内齿轮的中心内磁极轮、对应行星轮系行星齿轮的行星磁极轮和行星架组成，所述中心外磁极轮的轮圈外周、中心内磁极轮的轮圈内周和行星磁极轮的轮圈外周上均设有S与N交替布置的磁极；其中，中心外磁极轮与中心内磁极轮两者之间，一个作为行星磁性轮系的输入构件，另一个作为行星磁性轮系的输出构件，行星架相对电机定子固定，行星磁极轮位于中心外磁极轮与中心内磁极轮之间，且安装于行星架上，行星磁极轮轮圈上的磁极分别与中心外磁极轮和中心内磁极轮轮圈上的磁极间隙磁性啮合，以此构成行星磁性轮系动力传动装置。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述中心外磁极轮作为行星磁性轮系的输入构件与电机输出轴/套固定连接，中心内磁极轮作为行星磁性轮系的输出构件与变速机构输出轴/套固定连接，此时该行星磁性轮系动力传动装置为减速装置。

2、上述方案中，所述中心内磁极轮作为行星磁性轮系的输入构件与电机输出轴/套固定连接，，中心外磁极轮作为行星磁性轮系的输出构件与变速机构输出轴/套固定连接，此时该行星磁性轮系动力传动装置为增速装置。

3、上述方案中，所述行星架相对电机定子与电机端盖固定连接；行星磁极轮经行星架相对其回转中心线转动连接，也可直接与电机端盖固定连接并相对其回转中心线转动。

4、上述方案中，所述每个行星磁极轮与中心内磁极轮之间均设有一用于调节磁力的调节离合器，所述各调节离合器对应中心内磁极轮环形相距设置，且每两个调节离合器之间的缺口与行星磁极轮和中心内磁极轮之间交错对应N/S磁极位置一致。所述调节离合器由隔磁片和隔磁环构成，并由隔磁片来控制每两个调节离合器之间缺口的张合。

5、上述方案中，所述每个行星磁极轮与中心外磁极轮之间均设有一用于调节磁力的调节离合器，所述各调节离合器对应中心外磁极轮环形相距设置，且每两个调节离合器之间的缺口与行星磁极轮和中心外磁极轮之间交错对应N/S磁极位置一致。所述调节离合器由隔磁片和隔磁环构成。

6、上述方案中，所述行星磁极轮与中心外磁极轮和中心内磁极轮之间的磁极S与N交错对应，指的是行星磁极轮圈上的S极分别对应与中心外磁极轮和中心内磁极轮轮圈上的N极，而行星磁极轮轮圈上的N极又分别对应与中心外磁极轮和中心内磁极轮轮圈上的S极。

7、上述方案中，所述“该行星磁性轮系由对应行星轮系中心外齿轮的中心外磁极轮、对应行星轮系中心内齿轮的中心内磁极轮、对应行星轮系行星齿轮的行星磁极轮和行星架组成”是指该行星磁性轮系的结构与行星齿轮系的结构、各个轮之间的位置关系均相同，其区别在于：行星磁性轮系中的各个轮采用磁极轮，而行星齿轮系中的各个轮采用齿轮。

8、上述方案中，所述行星磁性轮系速比由中心外磁极轮磁极对数与中心内磁极轮磁极对数的比值决定，即只要改变中心外磁极轮和中心内磁极轮的磁极对数就可改变该轮系的速比。另外，行星磁极轮的个数为1个以上(含1个)，可根据实际应用场合进行调整；行星磁极轮的个数对轮系的速比不会产生任何影响，但运用两个以上(含两个)行星磁极轮时，所有行星磁极轮应围绕中心外磁极轮均匀布置，并分别与中心外磁极轮和中心内磁极轮的N/S磁极交错对应；且当行星磁极轮的个数改变时，调节离合器也应作相应的改变。

本发明工作原理是：根据磁铁同性相斥、异性相吸的原理，中心外磁极轮、行星磁性轮、中心内磁极轮和行星架构成行星磁性轮系，

采用中心内磁极轮作为行星磁性轮系的输出构件时：

当电机得电工作时，电机输出轴转动，现假设其逆时针转动，因中心外磁极轮与电机输出轴固定连接，所以此时中心外磁极轮将跟随电机输出轴做逆时针转动；根据磁铁同性相斥，异性相吸的原理，此时，行星磁极轮受到磁力的吸引，将得到一个切向牵引力，使其产生转动力矩，即行星磁极轮将发生顺时针转动；当磁力调节离合器中隔磁片处于封闭状态时，中心内磁极轮不转动、无输出；当磁力调节离合器中隔磁片处于开口状态时，可以通过调节磁力，调节输出转矩，根据磁铁同性相斥，异性相吸的原理，中心内磁极轮将受到行星磁极轮的牵引而发生顺时针转动，同时，因中心内磁极轮与变速机构输出轴固定连接，所以变速机构输出轴开始做顺时针转动，从而产生动力输出。

采用中心外磁极轮作为行星磁性轮系的输出构件时：

当电机得电工作时，电机输出轴转动，现假设其逆时针转动，因中心内磁极轮与电机输出轴固定连接，所以此时中心内磁极轮将跟随电机输出轴做逆时针转动；当磁力调节离合器中隔磁片处于封闭状态时，行星磁极轮不转动、无输出；当磁力调节离合器中隔磁片处于开口状态时，可以通过调节磁力，调节输出转矩，根据磁铁同性相斥，异性相吸的原理，此时，行星磁极轮受到磁力的吸引，将得到一个切向牵引力，使其产生转动力矩，即行星磁极轮将发生逆时针转动；据磁铁同性相斥，异性相吸的原理，中心外磁极轮将受到行星磁极轮的牵引而发生顺时针转动，同时，因中心外磁极轮与变速机构输出轴固定连接，所以变速机构输出轴开始做顺时针转动，从而产生动力输出。

另外，该装置中的每个磁性轮/环的N/S极是相互交错对应的，因此可以对中心外磁极轮、中心内磁极轮的磁极对数进行改变，从而达到改变轮系速比的目的，其原理与齿轮传动类似，这里不再重复介绍。另外，该装置还可与其它动力源配合使用，则使用范围更广。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、由于本发明采用行星磁性轮系代替行星齿轮系，实现了无齿化、磁力传动，使传动更平稳，并消除了传动过程中因相互接触而产生的摩擦，从而大大减小了阻力、降低了能耗，提高了传动效率；该装置可以使动力源及变速机构不会因为过载等原因而损伤，且这种非接触式传动方式还为使用高速电机提供了条件。

2、由于本发明在行星磁性轮和中心内磁极轮之间(或行星磁性轮和中心外磁极轮之间)设有可调节磁力的调节离合器，故可以通过调节离合器来调节磁力及输出转矩。

3、由于本发明采用磁力传动，实现了干式传动，从而去除了油品的运用。

附图说明

附图1为本发明实施例一结构示意图；

附图2为本发明实施例一工作原理图；

附图3为本发明实施例二结构示意图；

附图4为本发明实施例二工作原理图。

以上附图中：1、电机；2、电机输出轴；3、变速机构；4、变速机构输出轴；5、中心外磁极轮；6、行星磁极轮；7、中心内磁极轮；8、隔磁片；9、隔磁环；10、磁力调节离合器；11、行星架。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：

如图1、图2所示，一种行星磁性轮系动力传动装置，包括电机1、变速机构3，所述电机1和变速机构3在电机输出轴2的轴向并列布置，所述变速机构3由一行星磁性轮系构成，该行星磁性轮系由对应行星轮系中心外齿轮的中心外磁极轮5、对应行星轮系中心内齿轮的中心内磁极轮7、对应行星轮系行星齿轮的行星磁极轮6和行星架11组成，中心外磁极轮5作为行星磁极轮系的输入构件与电机输出轴2固定连接，中心内磁极轮7作为行星磁极轮系的输出构件与变速机构输出轴4固定连接，行星架11相对电机定子与电机端盖固定连接；行星磁极轮6位于中心外磁极轮5与中心内磁极轮7之间，行星磁极轮6轮圈上的磁极分别与中心外磁极轮5和中心内磁极轮7轮圈上的磁极间隙磁性啮合，以此构成行星磁性轮系动力传动装置。

在行星磁极轮6和中心内磁极轮7之间设有一用于调节磁力的调节离合器10(调节离合器10也可以设置在行星磁极轮6和中心外磁极轮5之间)，该调节离合器10由隔磁片8和隔磁环9构成，隔磁片8和隔磁环9相对中心内磁极轮环形相距设置，其缺口用于行星磁极轮6与中心内磁极轮7之间的N/S极相互交错对应。

当电机1得电工作时，电机输出轴2转动，现假设其逆时针转动，因中心外磁极轮5与电机输出轴2固定连接，所以此时中心外磁极轮5将跟随电机输出轴2做逆时针转动；根据磁铁同性相斥，异性相吸的原理，此时，行星磁极轮6受到磁力的吸引，将得到一个切向牵引力，使其产生转动力矩，即行星磁极轮6将发生顺时针转动；当磁力调节离合器10中隔磁片8处于封闭状态时，中心内磁极轮7不转动、无输出；当磁力调节离合器10中隔磁片8处于开口状态时，可以通过调节磁力，调节输出转矩，根据磁铁同性相斥，异性相吸的原理，中心内磁极轮7将受到行星磁极轮6的牵引而发生顺时针转动，同时，因中心内磁极轮7与变速机构输出轴4固定连接，所以变速机构输出轴4开始做顺时针转动，从而产生动力输出。

另外，该装置中的每个磁性轮/环的N/S极是相互交错对应的，因此可以对行星磁极轮6与中心外磁极轮5和中心内磁极轮7的磁极对数进行改变，从而达到改变行星磁性轮系速比的目的，其原理与齿轮传动类似，这里不再重复介绍。

实施例二：

如图3、图4所示，一种行星磁性轮系动力传动装置，与实施例一的不同之处在于：中心外磁极轮5作为行星磁极轮系的输出构件与变速传动机构输出轴4固定连接，中心内磁极轮7作为行星磁极轮系的输入构件与电机输出轴2固定连接，行星架11与变速机构壳体固定连接；在行星磁极轮6和中心外磁极轮5之间设有一用于调节磁力的调节离合器10(调节离合器10也可以设置在行星磁极轮6和中心内磁极轮7之间)，该调节离合器10由隔磁片8和隔磁环9构成，隔磁片8和隔磁环9相对中心内磁极轮环形相距设置，其缺口用于行星磁极轮6与中心外磁极轮5之间的N/S极相互交错对应。其他结构与实施例一相同，这里不再详细描述。

当电机1得电工作时，电机输出轴2转动，现假设其逆时针转动，因中心内磁极轮7与电机输出轴2固定连接，所以此时中心内磁极轮7将跟随电机输出轴2做逆时针转动；当磁力调节离合器10中隔磁片8处于封闭状态时，行星磁极轮6不转动、无输出；当磁力调节离合器10中隔磁片8处于开口状态时，可以通过调节磁力，调节输出转矩，根据磁铁同性相斥，异性相吸的原理，此时，行星磁极轮6受到磁力的吸引，将得到一个切向牵引力，使其产生转动力矩，即行星磁极轮6将发生逆时针转动；根据磁铁同性相斥，异性相吸的原理，中心外磁极轮5将受到行星磁极轮6的牵引而发生顺时针转动，又中心外磁极轮5与变速传动机构输出轴4固定连接，所以变速机构输出轴4开始做顺时针转动，从而产生动力输出。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种行星磁性轮系动力传动装置，包括电机、变速传动机构，所述电机和变速传动机构在电机输出轴/套的轴向并列布置，其特征在于：所述变速传动机构由一行星磁性轮系构成，该行星磁性轮系由对应行星轮系中心外齿轮的中心外磁极轮、对应行星轮系中心内齿轮的中心内磁极轮、对应行星轮系行星齿轮的行星磁极轮和行星架组成，所述中心外磁极轮的轮圈外周、中心内磁极轮的轮圈内周和行星磁极轮的轮圈外周上均设有S与N交替布置的磁极；其中，中心外磁极轮与中心内磁极轮两者之间，一个作为行星磁性轮系的输入构件，另一个作为行星磁性轮系的输出构件，行星架相对电机定子固定，行星磁极轮位于中心外磁极轮与中心内磁极轮之间，且安装于行星架上，行星磁极轮轮圈上的磁极分别与中心外磁极轮和中心内磁极轮轮圈上的磁极间隙磁性啮合，以此构成行星磁性轮系动力传动装置。

2、根据权利要求1所述的行星磁性轮系动力传动装置，其特征在于：所述中心外磁极轮作为行星磁性轮系的输入构件与电机输出轴/套固定连接，中心内磁极轮作为行星磁性轮系的输出构件与变速机构输出轴/套固定连接。

3、根据权利要求1所述的行星磁性轮系动力传动装置，其特征在于：所述中心内磁极轮作为行星磁性轮系的输入构件与电机输出轴/套固定连接，，中心外磁极轮作为行星磁性轮系的输出构件与变速机构输出轴/套固定连接。

4、根据权利要求1所述的行星磁性轮系动力传动装置，其特征在于：所述每个行星磁极轮与中心内磁极轮之间均设有一用于调节磁力的调节离合器，各调节离合器对应中心内磁极轮环形相距设置；所述调节离合器由隔磁片和隔磁环构成。

5、根据权利要求1所述的行星磁性轮系动力传动装置，其特征在于：所述每个行星磁极轮与中心外磁极轮之间均设有一用于调节磁力的调节离合器，各调节离合器对应中心外磁极轮环形相距设置；所述调节离合器由隔磁片和隔磁环构成。