CN103307242B - 一种磁流变无级变矩器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁流变无级变矩器，包括输入轴、内转子、激磁线圈、外转子、圆盘、输入太阳轮、行星轮、行星架和外圈输出太阳轮；内转子固定在输入轴上，外转子为中空结构并套在内转子外，激磁线圈固定在外转子内，内转子与外转子之间形成密封腔体，密封腔体内充满磁流变液，圆盘的一端与外转子固定，输入太阳轮固定套在圆盘的另一端上；行星架与右端壳体固定，行星轮安装在行星架上并与行星架转动配合，外圈输出太阳轮套在输入太阳轮外，行星轮位于外圈输出太阳轮与输入太阳轮之间。该变矩器包括有实现无级变矩的磁流变无级变矩机构以及用于实现放大转矩功能的行星轮系机构，结构紧凑简单，操作灵活方便，易于实现自动化，性能优良。

Description

一种磁流变无级变矩器

技术领域

本发明涉及一种可无级变矩的变矩器，具体是一种采用磁流变液作为工作介质，在主动转子与从动转子之间进行转矩的无级调节，并利用行星轮系可放大转矩的特点来实现的传动装置，属于工程机械领域。

背景技术

由于在大多数情况下，发动机的输出为恒定输出，而在具体工况下要求达到的输出可以实现转矩无级调节，从而来满足复杂的工况要求。有时甚至需要在实现无级转矩输出的时候可以通过较小的输入转矩就获得较大的输出转矩。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种结构紧凑简单，操作灵活方便，易于实现自动化，性能优良，可以通过小转矩输入而得到大转矩输出的磁流变无级变矩器。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种磁流变无级变矩器，包括输入轴、内转子、激磁线圈、外转子、圆盘、输入太阳轮、行星轮、行星架、右端壳体和外圈输出太阳轮；

所述内转子固定在输入轴上，所述外转子为中空结构并套在内转子外，外转子的两端支撑在输入轴上并与输入轴转动配合，激磁线圈固定在外转子内，内转子与外转子之间形成密封腔体，所述密封腔体内充满磁流变液；

所述圆盘安装在输入轴上并与输入轴转动配合，圆盘的一端与外转子固定，所述输入太阳轮固定套在圆盘的另一端外；所述右端壳体安装在输入轴上并与输入轴转动配合，所述行星架与右端壳体固定，行星轮安装在行星架上并与行星架转动配合，所述外圈输出太阳轮套在输入太阳轮外，行星轮位于外圈输出太阳轮与输入太阳轮之间并与外圈输出太阳轮和输入太阳轮齿啮合。

作为本发明的一种优选方案，所述外转子由左端轭铁、中间轭铁和右端轭铁组成，所述左端轭铁和右端轭铁均为端盖结构，中间轭铁为圆筒结构，所述左端轭铁和右端轭铁均通过轴承安装在输入轴上，所述左端轭铁和右端轭铁分别连接在中间轭铁的两端。

作为本发明的另一种优选方案，还包括左端壳体，所述左端壳体的左端套在输入轴上并与输入轴转动配合，左端壳体的右端与外圈输出太阳轮的左端连接，所述外转子位于左端壳体内。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、该变矩器采用功能材料磁流变液作为主动转子与从动转子之间工作间隙内的工作介质，它的粘性和屈服应力可由外加磁场加以控制，通过可调直流电源无级调节激磁线圈电流，改变工作介质磁流变液的屈服应力，从而改变该部分机构传递的转矩；且该变矩器通过连接一个行星轮系机构，实现输出的输入太阳轮的转矩放大的功能。

2、该变矩器包括有实现无级变矩的磁流变无级变矩机构以及用于实现放大转矩功能的行星轮系机构，结构紧凑简单，操作灵活方便，易于实现自动化，性能优良。

附图说明

图1为一种磁流变无级变矩器的结构示意图。

附图中： 1—密封圈； 2—轴承； 3—键； 4—输入轴； 5—左端端盖； 6—挡环； 7—左端支撑轴承； 8—挡圈； 9—左端壳体； 10—激磁线圈； 11—左端轭铁； 12—内转子； 13—中间轭铁； 14—右端轭铁； 15—圆盘； 16—外圈输出太阳轮； 17—行星架； 18—右端壳体； 19—输入太阳轮； 20—轴套； 21—右端支撑轴承； 22—右端端盖； 23—轴承； 24—轴承； 25—行星轮； 26—轴承； 27—磁流变液。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

如图1所示，一种磁流变无级变矩器，包括输入轴4、内转子12、激磁线圈10、外转子、圆盘15、输入太阳轮19、行星轮25、行星架17、右端壳体18、左端壳体9和外圈输出太阳轮16。

其中，内转子12通过键3固定在输入轴4上，输入转速通过输入轴4和内转子12输入。外转子为中空结构并套在内转子12外，外转子由左端轭铁11、中间轭铁13和右端轭铁14三部分组成，各部分采用合适尺寸保证工作磁路磁通量等参数的要求，左端轭铁11和右端轭铁14为端盖结构，中间轭铁13为圆筒结构，左端轭铁11通过轴承2安装在输入轴4上，右端轭铁14通过轴承23安装在输入轴4上，左端轭铁11和右端轭铁14分别连接在中间轭铁13的两端，外转子与输入轴4转动配合。激磁线圈10固定在外转子内，外转子内有线圈导电线的内部导线孔道，轴承2和轴承23由两个轴肩和挡圈8进行固定定位。在左端轭铁11与输入轴4之间和右端轭铁14与输入轴4之间设置有密封圈1，内转子12与外转子之间形成密封腔体（即密封腔体由内转子12外沿和外转子内沿共同构成），密封腔体内充满磁流变液27（本实施例中，采用磁性橡胶线圈密封充满磁流变液的密封腔体），调节激磁线圈10的来自外部可调直流电源的激磁电流的滑动电刷，输入的转速通过磁流变液27工作介质在激磁线圈10的磁场作用下发生磁流变效应进行传递，由外转子无级改变输出。

圆盘15通过轴承24安装在输入轴4上并与输入轴4转动配合，圆盘15的左端与右端轭铁14固定连接，输入太阳轮19固定套在圆盘15的右端上。右端壳体18通过右端支撑轴承21安装在输入轴4的右端上并与输入轴4转动配合，行星架17与右端壳体18固定连接，行星轮25通过轴承26安装在行星架17上并与行星架17转动配合。外圈输出太阳轮16套在输入太阳轮19外，行星轮25位于外圈输出太阳轮16与输入太阳轮19之间并与外圈输出太阳轮16和输入太阳轮19齿啮合。行星轮25为三个，三个行星轮间隔120度均匀分布在行星架17上。左端壳体9的左端通过左端支撑轴承7套在输入轴4上并与输入轴4转动配合，左端支撑轴承7为两个，并在两个左端支撑轴承7的内圈之间设置挡环6。在左端壳体9的左端设置左端端盖5，以使左端处于密封，避免灰尘进入左端支撑轴承7内，左端壳体9的右端与外圈输出太阳轮16的左端连接，外转子位于左端壳体9内，外圈输出太阳轮16与左端壳体9连接后共同作为输出。在轴承24与右端支撑轴承21的内圈之间设置轴套20，在右端壳体18的右侧设置右端端盖22，以使右端处于密封，避免灰尘进入右端支撑轴承21内。

通过输入轴4输入转矩和转速，通过键3带动内转子12输入转矩和转速，输入的转矩通过工作介质磁流变液27在励磁线圈10的激励磁场作用下传递，之后通过左端轭铁11、中间轭铁13和右端轭铁14组成的外转子输出转矩和转速，又通过螺栓的连接使圆盘15运转，带动输入太阳轮19输入转矩和转速，最后通过行星轮机构实现转矩的放大作用。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种磁流变无级变矩器，其特征在于：包括输入轴（4）、内转子（12）、激磁线圈（10）、外转子、圆盘（15）、输入太阳轮（19）、行星轮（25）、行星架（17）、右端壳体（18）和外圈输出太阳轮（16）；

所述内转子（12）固定在输入轴（4）上，所述外转子为中空结构并套在内转子（12）外，外转子的两端支撑在输入轴（4）上并与输入轴（4）转动配合，所述外转子由左端轭铁（11）、中间轭铁（13）和右端轭铁（14）组成，所述左端轭铁（11）和右端轭铁（14）为端盖结构，中间轭铁（13）为圆筒结构，所述左端轭铁（11）和右端轭铁（14）均通过轴承安装在输入轴（4）上，所述左端轭铁（11）和右端轭铁（14）分别连接在中间轭铁（13）的两端；激磁线圈（10）固定在外转子内，内转子（12）与外转子之间形成密封腔体，所述密封腔体内充满磁流变液（27）；

所述圆盘（15）安装在输入轴（4）上并与输入轴（4）转动配合，圆盘（15）的一端与外转子固定，所述输入太阳轮（19）固定套在圆盘（15）的另一端外；所述右端壳体（18）安装在输入轴（4）上并与输入轴转动配合，所述行星架（17）与右端壳体（18）固定，行星轮（25）安装在行星架（17）上并与行星架（17）转动配合，所述外圈输出太阳轮（16）套在输入太阳轮（19）外，行星轮（25）位于外圈输出太阳轮（16）与输入太阳轮（19）之间并与外圈输出太阳轮（16）和输入太阳轮（19）齿啮合；行星轮（25）为三个，三个行星轮间隔120度均匀分布在行星架（17）上；

还包括左端壳体（9），所述左端壳体（9）的左端套在输入轴（4）上并与输入轴（4）转动配合，左端壳体（9）的右端与外圈输出太阳轮（16）的左端固定连接，所述外转子位于左端壳体（9）内。