CN102299611B - 一种磁力耦合可调变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变速器的结构，一种磁力耦合可调变速器，在输入轴(1)固定连1#导体盘(4)，嵌入或附设一圈1#导体环(3)，由气隙增距垫(5)连接2#导体盘(9)及一圈2#导体环(8)；在输出轴(12)固定连接磁力盘(10)，同一圆周上嵌入若干可旋转的旋转圆块(6)，置入两个不同极性靠在一起的永磁体(7)，所有永久磁铁(7)S/N极相对于磁力盘(10)圆心为中心对称；输出轴(12)上的磁力盘(10)位于输入轴(1)1#导体盘(4)和2#导体盘(9)之间，且两者之间轴向均存有间隙，若干旋转圆块(6)在磁力盘(10)上可手动或自动同步旋转。导体环与永久磁铁互相对应，涡流耦合的扭矩力实现动力传递，改变若干可旋转的旋转圆块的角度，实现改变传递扭矩进而改变负载转速的目的。

Description

一种磁力耦合可调变速器

技术领域

本发明涉及一种变速器的结构，具体是涉及利用磁力耦合的原理进行调速、变速的一种装置。

背景技术

变速器(transmission gear box)是改变机床、汽车、拖拉机等机器运转速度或牵引力的装置，由许多直径大小不同的齿轮组成。通常装在发动机的主动轴和从动轴之间。变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置，又称变速箱。变速器由传动机构和变速机构组成，可制成单独变速机构或与传动机构合装在同一壳体内。传动机构大多用普通齿轮传动，也有的用行星齿轮传动，普通齿轮传动变速机构一般用滑移齿轮和离合器等。滑移齿轮有多联滑移齿轮和变位滑移齿轮之分。用三联滑移齿轮变速，轴向尺寸大；用变位滑移齿轮变速，结构紧凑，但传动比变化小。离合器有啮合式和摩擦式之分，用啮合式离合器时，变速应在停车或转速差很小时进行，用摩擦式离合器可在运转中任意转速差时进行变速，但承载能力小，且不能保证两轴严格同步。为克服这一缺点，在啮合式离合器上装以摩擦片，变速时先靠摩擦片把从动轮带到同步转速后再进行接合。行星齿轮传动变速器可用制动器控制变速。变速器广泛用于机床、车辆和其他需要变速的机器上。机床主轴常装在变速器内，所以又也叫主轴箱，其结构紧凑，便于集中操作。在机床上用以改变进给量的变速器称为进给箱。汽车变速器是通过改变传动比，改变发动机曲轴的转矩，适应在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。通俗上分为手动变速器(MT)，自动变速器(AT)，手动/自动变速器，无级式变速器。作为机械无级变速器有固定轴无级变速器、带式无级变速器、链式无级变速器和脉动无级变速器类型之分。

机械式变速器的一般特点是：结构复杂，体积大，制造工艺复杂，制造成本高，投资规模大，油耗大，经济性相对差，机构复杂，修理困难，维修成本高，.换档性能比液力自动变速器差，也不如CVT，顿挫感，特别是低档顿挫感明显，.换档过程需要切断动力，对车辆安全性也有一定影响。传动带式变速寿命相对短，维护成本高。因此，根据不同场合，不同条件，变速器领域希望能提供更多类型的变速器装置，以供满足不同需要。

发明内容

本发明的目的，提供一种能克服机械式变速器的不足，利用磁力耦合作用的可调变速器结构。

本发明的目的是如此来实现的。

一种磁力耦合可调变速器，包括一侧的输入轴和另一侧的输出轴，其特征在于：

在所述输入轴的轴端固定连接一个导体盘轮毂，在导体盘轮毂上连接圆形的1#导体盘，在1#导体盘上嵌入或表面附设一圈金属1#导体环，在1#导体盘的外缘与输入轴同轴向，向输出轴方向伸出一段气隙增距垫，并连接一2#导体盘，2#导体盘与1#导体盘平行，在2#导体盘上嵌入表面附设一圈金属2#导体环，1#导体环与2#导体环的尺寸相同，位置对应；

在所述输出轴的轴端固定连接一个磁力盘轮毂，在磁力盘轮毂上连接圆形的磁力盘，在磁力盘同一圆周上嵌入若干可旋转的旋转圆块，每个旋转圆块中置入永久磁铁，所有永久磁铁S/N极相对于磁力盘圆心为中心对称；

输出轴上的磁力盘位于输入轴上1#导体盘与2#导体盘之间，且两者之间轴向均存有间隙，磁力盘与输入轴上的气隙增距垫内壁之间径向存有间隙；

输入轴上导体环和导体环对径向宽度与输出轴上的永久磁铁的尺寸相等或相应，永久磁铁在输出轴上的径向布置位置与导体环和导体环在输入轴上的布置相同，互相对应；

若干旋转圆块在磁力盘上可手动或自动同步旋转。

进一步，在所述输出轴的磁力盘一侧面同轴配置一个大齿轮，在各旋转圆块的周边设置一圈齿牙形成带齿圈的旋转圆块，各带齿圈的旋转圆块与大齿轮啮合；在大齿轮上开设一条弧形长孔，在磁力盘上固定一枚螺栓，螺栓穿出弧形长孔。

进一步，在所述输出轴的磁力盘一侧面同轴配置一个大齿轮，在各旋转圆块的周边设置一圈齿牙形成带齿圈的旋转圆块，各带齿圈的旋转圆块与大齿轮啮合；在大齿轮上开设一大孔，在大孔下面的磁力盘上可转动地固定一微型电机，微型电机的输出轴上配置一螺杆，螺杆上螺纹套置一螺母，螺母可转动地固定在大齿轮。

进一步，所述永久磁铁由两个极性相反的矩形体，沿轴向并列在一起构成。

进一步，所述永久磁铁可在90度内旋转。

进一步，所述输入轴为动力输出轴，输出轴为动力输入轴。

所述1#导体环和2#导体环为非铁的导体材质。

采用本技术方案，在1#导体盘上嵌入，或1#导体盘的表面由螺栓、胶水等方式附设固定一圈金属1#导体环，在1#导体盘的外缘与输入轴同轴向，向输出轴方向伸出一段气隙增距垫，并连接一2#导体盘，2#导体盘与1#导体盘平行，在2#导体盘上嵌入，或1#导体盘的表面由螺栓、胶水等方式附设固定一圈金属2#导体环，1#导体环与2#导体环的尺寸相同，位置对应；

在所述输出轴的轴端固定连接一个磁力盘轮毂，在磁力盘轮毂上连接圆形的磁力盘，在磁力盘同一圆周上嵌入若干可旋转的旋转圆块，每个旋转圆块中置入永久磁铁，或由两个不同极性且靠在一起的永磁体，所有永久磁铁S/N极相对于磁力盘圆心为中心对称；

输出轴上的磁力盘位于输入轴上1#导体盘与2#导体盘之间，且两者之间轴向均存有间隙，磁力盘与输入轴上的气隙增距垫内壁之间径向存有间隙；

输入轴上导体环与输出轴上的永久磁铁互相对应，产生涡流耦合的扭矩力，可以实现输入轴向输出轴的动力传递，当改变输出轴上磁力盘中嵌入若干可旋转的旋转圆块的角度，也即改变每个旋转圆块中置入两个不同极性且靠在一起的永磁体的磁力方向，也就是改变了输入轴向输出轴的耦合扭矩力，实现改变了传递速度的目的。

本发明的优点和有益效果：①动力传递柔性，无冲击；②结构简单，体积小紧凑，易加工，成本低；③操纵、调速可靠、方便；④如果使用中不需要经常随时调速，可以采用手动调速，结构简单；⑤如果需要随时调速，可以采用微型电机遥控调速，操纵方便，准确、及时。⑥.换档过程不需要切断动力，安全性有提高；⑦齿轮箱和磁力耦合可调变速器的传输扭矩特性不一样。本发明增加了一种有别于现有技术的变速、调速器结构，满足特殊场合的需要。

附图说明

图1是本发明磁力耦合可调变速器的一种实施方式的装配结构剖视图；

图2是图1中输出轴、磁力盘部分的侧视图；

图3是图2中旋转圆块、永久磁铁发生同步转动的结构示意图；

图4是图1的右视图；

图5是本发明磁力耦合可调变速器的又一种实施方式的装配结构剖视图，增添了大齿轮，旋转圆块设置成带齿圈的旋转圆块的结构剖视图；

图6是在图5中，在大齿轮上开设一大孔，在大孔下面的磁力盘上可转动地固定一微型电机，微型电机的输出轴上配置一螺杆，螺杆上螺纹套置一螺母，螺母可转动地固定在大齿轮的结构示意图；

图7是图6微型电机转动，推动大齿轮向前转动一段的结构示意图；

图8是在图5中，在大齿轮上开设一条弧形长孔，在磁力盘上固定一枚螺栓，螺栓穿出弧形长孔的结构示意图；

图9是手动将大齿轮向前转动一段，螺栓锁定，各带齿圈的旋转圆块及永久磁铁同步转动一定相角的结构示意图；

图10是本发明磁力耦合可调变速器的一种实施方式，在1#导体盘表面附设一圈金属1#导体环，在2#导体盘表面附设一圈金属2#导体环的装配结构剖视图；

图11是本发明磁力耦合可调变速器的一种实施方式，永久磁铁由两个极性相反的矩形体，沿轴向并列在一起构成的结构示意图。

图中，1是输入轴、2是导体盘轮毂、3是1#导体环、4是1#导体盘、5是气隙增距垫、6是旋转圆块、6a是带齿圈的旋转圆块、7是永久磁铁、8是2#导体环、9是2#导体盘、10是磁力盘、11是键、12是输出轴、13是磁力盘轮毂、14是大齿轮、15是微型电机、16是螺母、17是螺杆、18是弧形长孔、19是螺栓。

具体实施方式

以下结合附图进一步详细说明本发明的结构。

一种磁力耦合可调变速器，在输入轴1的轴端固定连接一个导体盘轮毂2，在导体盘轮毂2上连接圆形的1#导体盘4，在1#导体盘4上嵌入或表面附设一圈金属1#导体环3，在1#导体盘4的外缘与输入轴1同轴向，向输出轴12方向伸出一段气隙增距垫5，并连接一2#导体盘9，2#导体盘9与1#导体盘4平行，在2#导体盘9上嵌入或表面附设一圈金属2#导体环8，1#导体环3与2#导体环8的尺寸相同，位置对应；

在输出轴12的轴端固定连接一个磁力盘轮毂13，在磁力盘轮毂13上连接圆形的磁力盘10，在磁力盘10同一圆周上嵌入若干可旋转的旋转圆块6，每个旋转圆块6中置入具有S/N极的永久磁铁7，所有永久磁铁7 S/N极相对于磁力盘10圆心为中心对称；

输出轴12上的磁力盘10位于输入轴1上1#导体盘4与2#导体盘9之间，且两者之间轴向均存有间隙，磁力盘10与输入轴1上的气隙增距垫5内壁之间径向存有间隙；

输入轴1上1#导体环3和2#导体环8的径向宽度与输出轴12上的永久磁铁7的尺寸相等或相应，永久磁铁7在输出轴12上的径向布置位置与1#导体环3和2#导体环8在输入轴1上的布置相同，互相对应；相互产生的磁力耦合力矩形成了本发明的动力传递，变速和调速。

若干旋转圆块6在磁力盘10上可手动或自动同步旋转。在使用过程中不需要经常变换速度的可采用手动调速，调整好相对角度后由锁定，结构简单。而采用自动方式可按下述机构实现。

在所述输出轴12的磁力盘10一侧面同轴配置一个大齿轮14，在各旋转圆块6的周边设置一圈齿牙形成带齿圈的旋转圆块6a，各带齿圈的旋转圆块6a与大齿轮14啮合；在大齿轮14上开设一条弧形长孔18，在磁力盘10上固定一枚螺栓19，螺栓19穿出弧形长孔18。调整大齿轮14在输出轴12上的角度、相位，带动相啮合各带齿圈的旋转圆块6a的转动角度，然后再锁住螺栓19，使磁力盘10和大齿轮14为一体，不再会发生速度的变化。

在所述输出轴12的磁力盘10一侧面同轴配置一个大齿轮14，在各旋转圆块6的周边设置一圈齿牙形成带齿圈的旋转圆块6a，各带齿圈的旋转圆块6a与大齿轮14啮合；在大齿轮14上开设一大孔，在大孔下面的磁力盘10上可转动地固定一微型电机15，微型电机15的输出轴上配置一螺杆17，螺杆17上螺纹套置一螺母16，螺母16可转动地固定在大齿轮14。当微型电机15受控转动，微型电机15的输出轴上配置的螺杆17也转动，迫使螺杆17上套置的螺母16来回移动，带动固定螺母16的大齿轮14来回转动、晃动，也使得相互啮合的各带齿圈的旋转圆块6a同步转动，改变各带齿圈的旋转圆块6a中的永久磁铁7转动，变化扭矩，改变传送速度。

所述永久磁铁7由两个极性相反的矩形体，沿轴向并列在一起构成。由此，可以产生较强的磁力耦合作用，传递动力更强。

所述永久磁铁7可在90度内旋转，可以实现比较完整的耦合力由小至大。

所述输入轴1为动力输出轴，输出轴12为动力输入轴。输入轴1和输出轴12互为反置，不影响本发明者结构和效果。

所述1#导体环3和2#导体环8为非铁的导体材质。比如铜、铝、锌等材质。

Claims (7)

1.一种磁力耦合可调变速器，包括一侧的输入轴(1)和另一侧的输出轴(12)，其特征在于：

在所述输入轴(1)的轴端固定连接一个导体盘轮毂(2)，在导体盘轮毂(2)上连接圆形的1#导体盘(4)，在1#导体盘(4)上嵌入或表面附设一圈金属1#导体环(3)，在1#导体盘(4)的外缘与输入轴(1)同轴向，向输出轴(12)方向伸出一段气隙增距垫(5)，并连接一2#导体盘(9)，2#导体盘(9)与1#导体盘(4)平行，在2#导体盘(9)上嵌入或表面附设一圈金属2#导体环(8)，1#导体环(3)与2#导体环(8)的尺寸相同，位置对应；

在所述输出轴(12)的轴端固定连接一个磁力盘轮毂(13)，在磁力盘轮毂(13)上连接圆形的磁力盘(10)，在磁力盘(10)同一圆周上嵌入若干可旋转的旋转圆块(6)，每个旋转圆块(6)中置入具有S/N极的永久磁铁(7)，所有永久磁铁(7)S/N极相对于磁力盘(10)圆心为中心对称；

输出轴(12)上的磁力盘(10)位于输入轴(1)上1#导体盘(4)与2#导体盘(9)之间，且两者之间轴向均存有间隙，磁力盘(10)与输入轴(1)上的气隙增距垫(5)内壁之间径向存有间隙；

输入轴(1)上1#导体环(3)和2#导体环(8)的径向宽度与输出轴(12)上的永久磁铁(7)的尺寸相等或相应，永久磁铁(7)在输出轴(12)上的径向布置位置与1#导体环(3)和2#导体环(8)在输入轴(1)上的布置相同，互相对应；

若干旋转圆块(6)在磁力盘(10)上可手动或自动同步旋转。

2.根据权利要求1所述磁力耦合可调变速器，其特征在于在所述输出轴(12)的磁力盘(10)一侧面同轴配置一个大齿轮(14)，在各旋转圆块(6)的周边设置一圈齿牙形成带齿圈的旋转圆块(6a)，各带齿圈的旋转圆块(6a)与大齿轮(14)啮合；

在大齿轮(14)上开设一条弧形长孔(18)，在磁力盘(10)上固定一枚螺栓(19)，螺栓(19)穿出弧形长孔(18)。

3.根据权利要求1所述磁力耦合可调变速器，其特征在于在所述输出轴(12)的磁力盘(10)一侧面同轴配置一个大齿轮(14)，在各旋转圆块(6)的周边设置一圈齿牙形成带齿圈的旋转圆块(6a)，各带齿圈的旋转圆块(6a)与大齿轮(14)啮合；

在大齿轮(14)上开设一大孔，在大孔下面的磁力盘(10)上可转动地固定一微型电机(15)，微型电机(15)的输出轴上配置一螺杆(17)，螺杆(17)上螺纹套置一螺母(16)，螺母(16)可转动地固定在大齿轮(14)。

4.根据权利要求1所述磁力耦合可调变速器，其特征在于所述永久磁铁(7)由两个极性相反的矩形体，沿轴向并列在一起构成。

5.根据权利要求1所述磁力耦合可调变速器，其特征在于所述永久磁铁(7)可在90度内旋转。

6.根据权利要求1所述磁力耦合可调变速器，其特征在于所述输入轴(1)为动力输出轴，输出轴(12)为动力输入轴。

7.根据权利要求1所述磁力耦合可调变速器，其特征在于所述1#导体环(3)和2#导体环(8)为非铁的导体材质。

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