CN103117686A

CN103117686A - 联轴器

Info

Publication number: CN103117686A
Application number: CN2013100729214A
Authority: CN
Inventors: 金培育; 王利明; 金鑫; 黄焦宏
Original assignee: Baotou Rare Earth Research Institute
Current assignee: Baotou Rare Earth Research Institute; Santoku Corp
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2013-05-22

Abstract

本发明涉及机械通用零部件领域，具体涉及一种联轴器。联轴器包括：主动轴，其设置有第一磁体，该第一磁体包括按照海尔贝克阵列Halbach排布的多个子磁体；从动轴，其设置有第二磁体，该第二磁体包括按照海尔贝克阵列Halbach排布的多个子磁体；所述第一磁体与所述第二磁体吸合在一起，其中，当所述主动轴带动所述第一磁体进行转动时，所述第一磁体带动所述第二磁体进行转动，所述第二磁体带动所述从动轴进行转动。通过本发明提供一种联轴器，能够在传递扭矩的过程中有效避免摩擦和噪音，并有效解决过载时易烧毁动力机的问题。

Description

联轴器

技术领域

本发明涉及机械通用零部件领域，具体涉及一种联轴器。

背景技术

联轴器是用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴），从而使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。联轴器用于起到传递扭矩的作用。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。一般的动力机大部分都借助于联轴器与工作机相联接，是机械产品轴系传动最常用的连接部件。

常用的联轴器有膜片联轴器、齿式联轴器、梅花联轴器、滑块联轴器、鼓形齿式联轴器、万向联轴器、安全联轴器、弹性联轴器及蛇形弹簧联轴器。传统的联轴器的两半部分通常直接接触连接，例如通过齿轮结构啮合连接，以实现扭矩的传递。

但是在传递扭矩的过程中，联轴器的两半部分之间的这种接触连接方式会产生较大的摩擦，会对两半部分结构造成磨损。同时由于联轴器为金属结构，在摩擦时通常也会产生较大噪音。

发明内容

本发明提供一种联轴器，能够在传递扭矩的过程中有效避免摩擦。

本发明提供了一种联轴器，包括：

主动轴，其设置有第一磁体，该第一磁体包括按照海尔贝克阵列Halbach排布的多个子磁体；

从动轴，其设置有第二磁体，该第二磁体包括按照海尔贝克阵列Halbach排布的多个子磁体；

所述第一磁体与所述第二磁体吸合在一起，其中，当所述主动轴带动所述第一磁体进行转动时，所述第一磁体带动所述第二磁体进行转动，所述第二磁体带动所述从动轴进行转动。

在本发明的各实施例中，优选地，所述第一磁体和所述第二磁体为环形磁体，并分别环绕所述主动轴和所述从动轴设置。

在本发明的各实施例中，优选地，所述第一磁体和所述第二相互嵌套，所述第一磁体和所述第二磁体之间设置有隔离环。

在本发明的各实施例中，优选地，所述隔离环为柔性隔离环。

在本发明的各实施例中，优选地，所述第一磁体和所述第二磁体相互嵌套，所述第一磁体包裹在所述第二磁体的外部。

在本发明的各实施例中，优选地，所述第一磁体和所述第二磁体相互嵌套，所述第二磁体包裹在所述第一磁体的外部。

在本发明的各实施例中，优选地，所述第一磁体包括2n个子磁体；

和/或；

所述第二磁体包括2ⁿ个子磁体。

在本发明的各实施例中，优选地，所述的联轴器进一步包括：外壳，其包裹在所述第一磁体和所述第二磁体的外部。

在本发明的各实施例中，优选地，所述外壳包括：挡尘板。

在本发明的各实施例中，优选地，所述第一磁体和/或所述第二磁体通过以下中的任意一种材料制成：稀土永磁、铁氧体、铝镍钴。

通过本发明的各实施例提供的联轴器，能够带来以下至少一种有益效果：

1.能够在传递扭矩的过程中有效避免摩擦。本发明的联轴器包括主动轴和从动轴，主动轴处设置有第一磁体，从动轴处设置有第二磁体，第一磁体和第二磁体均为由多个子磁体按照海尔贝克阵列（Halbach）排布组成的磁体，同时，第一磁体和第二磁体吸合在一起。按照Halbach阵列排布的磁体结构是工程上理想结构的近似，目标是用最少量的磁体产生最强的磁场。在本发明中，按照Halbach排布的第一磁体和第二磁体分别具有接近于理想状态的极强的磁性，并通过该强磁性紧紧地吸合在一起。由于该强磁性的强度较大，足以在第一磁体与第二磁体不发生相对位移的情况下从动力机向工作机传递扭矩。进一步地，由于第一磁体和第二磁体无相对位移的发生，所以在传递扭矩的过程中，第一磁体和第二磁体之间也不会产生极大的摩擦，理想情况下无摩擦的产生，进而可消除噪音。

2.有效保护动力机正常工作，使其避免烧损。在现有技术中，当动力机过载时，联轴器仍然在传递扭矩，无法对动力机起到保护作用，会使得动力机仍然过载工作，极容易烧毁。而本发明的联轴器的第一磁体和第二磁体是在载荷一定的范围内保持同步转动，当载荷超过一定值时，第一磁体同第二磁体在相接触的位置会产生打滑，无法传递扭矩，从而能够保护电机免受烧损。

3.有效保证动力机轴同工作机轴在不共线的情况下也能平稳运行。本发明的设置在第一磁体与第二磁体之间（相接触的位置）的柔性隔离环可压缩、变形，以适应当动力机轴与工作机轴不共线时，也能使第一磁体与第二磁体紧密吸合，并使其平稳运行，传递扭矩。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1为本发明的联轴器的一种实施例的外形结构示意图；

图2为本发明的联轴器的一种实施例的拆解图；

图3为本发明的联轴器的一种实施例的磁路图；

其中，图中的标记为：1、挡尘板，2、主动轴，3、第一磁体，4、隔离环，5、第二磁体，6、外壳，7、从动轴。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

实施例一

在本发明的实施例一中，联轴器包括：

参照图2，联轴器包括主动轴2和从动轴7，主动轴2处设置有第一磁体3，从动轴7处设置有第二磁体5。其中，第一磁体3包括按照海尔贝克阵列排布的多个子磁体，可参照图3中的第一磁体3的磁路方向排布（箭头所示为子磁体的磁向），第二磁体5包括按照海尔贝克阵列排布的多个子磁体，可参照图3中的第二磁体5的磁路方向排布（箭头所示为子磁体的磁向）。由图3的磁向可看出，第一磁体3与第二磁体5的磁性相反，当二者接触时，可吸合在一起。同时利用海尔贝克阵列排布原理，形成闭合磁路（可参照图3中的第一磁体3和第二磁体5的圆形闭合磁路），产生接近于理想程度的较大磁力。这样，当第一磁体和第二磁体吸合在一起后，呈紧密的吸合状态，这样当动力机的转轴转动时，主动轴2可带动第一磁体3转动，第一磁体3通过强大的磁力带动第二磁体5与其共同转动（无较大摩擦或理想状态下无摩擦），进而，第二磁体5带动从动轴7并带动工作机的转轴进行转动，从而通过磁力作用完成扭矩传递过程，有效避免了现有技术中在传递扭矩过程产生的较大摩擦和噪音。

实施例二

实施例二是在实施例一的基础上提出的。由于海尔贝克阵列形成闭合磁路时，能够产生接近于理想状态的极强磁力，基于此原理，将第一磁体和第二磁体设计为环形磁体，第一磁体环绕主动轴设置，第二磁体环绕从动轴设置，可参照图2中的第一磁体3和第二磁体5，这样可分别产生极强的磁力，第一磁体和第二磁体借助于该强磁力紧密地吸合在一起。由于在应用过程中，联轴器传递的扭矩较大，第一磁体和第二磁体之间通过强磁力吸合可有效保证较大扭矩的传递。

实施例三

实施例三是在实施例一的基础上提出的。由于第一磁体和第二磁体可呈多种方式吸合在一起，但二者相互嵌套为吸合强度较大的方式，特别是当第一磁体和第二磁体为环形磁体时，嵌套吸合可吸合地更为紧密。可参照图2、图3中所示，第一磁体3与第二磁体5相互嵌套吸合。在嵌套时，可将第一磁体包裹在第二磁体的外部，也可将第二磁体包裹在第一磁体的外部，尤其的，第二磁体包裹在第一磁体外部的嵌套方式为较优的嵌套方式，易于使第一磁体带动第二磁体进行转动。

实施例四

实施例四是在实施例一的基础上提出的。参照图3，第一磁体3和第二磁体5分别包括16个子磁体，16个子磁体分别具有磁向。在此基础上，4、8、32、64等成2ⁿ的子磁体数目也可应用在本发明中。

实施例五

实施例五是在实施例一的基础上提出的。由于主动轴连接的动力机的转轴与从动轴连接的工作机的转轴有可能存在不共线的情况，为了解决此种情况产生的问题，可在第一磁体与第二磁体之间（例如为二者相互嵌套时的接触面）设置可压缩、变形的隔离环，优选地为柔性隔离环，从而可以调节第一磁体与第二磁体的贴合位置，即调整主动轴与从动轴的相对位置，使其匹配动力机转轴、工作机转轴的不共线情况。优选地，隔离环由聚四氟乙烯制成。

实施例六

实施例六是在以上任一实施例的基础上提出的。由于直接将第一磁体和第二磁体裸露，会在使用过程中受到空气中的灰尘的影响，进而影响磁力的大小；同时，由于子磁体是通过磁性吸合在一起，可能会出现散开的情况。为了解决上述问题，可为联轴器设置外壳，将第一磁体和第二磁体包裹在内部，优选地，为了便于生产安装，可将外壳设置为通过前后两部分组合而成，其中一部分可称为挡尘板。可参照图1中的挡尘板1和外壳6。

实施例七

实施例七是在以上任一实施例的基础上提出的。由于传递的扭矩较大，故需要第一磁体和第二磁体的吸合力较强，为了达到此目的，制备第一磁体和第二磁体的材料也可作为考虑的因素之一。因为常见的磁体的磁性不强，为了解决该问题，本发明中的第一磁体可使用稀土永磁、铁氧体、铝镍钴中的任意一种材料制成。

其中，稀土家族是来自镧系的15个元素，加上与镧系相关密切的钪和钇共17种元素。它们是：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。金属钕的最大用户是钕铁硼永磁材料。钕铁硼永磁体的问世，为稀土高科技领域注入了新的生机与活力。钕铁硼磁体磁能积高，被称作当代“永磁之王”，以其优异的性能广泛用于电子、机械等行业。

铁氧体是一种具有铁磁性的金属氧化物。就电特性来说，铁氧体的电阻率比金属、合金磁性材料大得多，而且还有较高的介电性能。铁氧体的磁性能还表现在高频时具有较高的磁导率。因而，铁氧体已成为高频弱电领域用途广泛的非金属磁性材料。

铝镍钴（AlNiCo）是最早开发出来的一种永磁材料，是由铝、镍、钴、铁和其它微量金属元素构成的一种合金。它的磁性能最好，温度系数又小，因而在永磁电机中应用得最多、最广。根据生产工艺不同分为烧结铝镍钴（SinteredAlNiCo）和铸造铝镍钴（Cast AlNiCo）。产品形状多为圆形和方形。

本发明提供的各种实施例可根据需要以任意方式相互组合，通过这种组合得到的技术方案，也在本发明的范围内。

显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种联轴器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的联轴器，其特征在于，所述第一磁体和所述第二磁体为环形磁体，并分别环绕所述主动轴和所述从动轴设置。

3.如权利要求2所述的联轴器，其特征在于，所述第一磁体和所述第二相互嵌套，所述第一磁体和所述第二磁体之间设置有隔离环。

4.如权利要求3所述的联轴器，其特征在于，所述隔离环为柔性隔离环。

5.如权利要求1所述的联轴器，其特征在于，所述第一磁体和所述第二磁体相互嵌套，所述第一磁体包裹在所述第二磁体的外部。

6.如权利要求1所述的联轴器，其特征在于，所述第一磁体和所述第二磁体相互嵌套，所述第二磁体包裹在所述第一磁体的外部。

7.如权利要求1所述的联轴器，其特征在于，

所述第一磁体包括2ⁿ个子磁体；

和/或；

所述第二磁体包括2ⁿ个子磁体。

8.如权利要求1所述的联轴器，其特征在于，进一步包括：外壳，其包裹在所述第一磁体和所述第二磁体的外部。

9.如权利要求8所述的联轴器，其特征在于，所述外壳包括：挡尘板。

10.如权利要求1-9任一项所述的联轴器，其特征在于，所述第一磁体和/或所述第二磁体通过以下中的任意一种材料制成：稀土永磁、铁氧体、铝镍钴。