CN109058422A - 一种双摆轮轴向结构磁能减速机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双摆轮轴向结构磁能减速机，销钉支撑架固定在固定支撑轴上；输入转轴转动设置在固定支撑轴的外侧，输入转轴驱动偏心轴转动；偏心轴转动时，输入转轴转动一圈，第一内摆铁芯和第二内摆铁芯转动和摆动一个周期，由于限位销钉的限制作用，第一内摆铁芯和第二内摆铁芯只能摆动，不能绕固定支撑轴完成公转；第一内摆铁芯和第二内摆铁芯摆动过程中，由于第一内转磁钢、第二外转磁钢和外转磁钢的磁力作用，外转铁芯绕固定支撑轴公转，外转磁钢带动外转铁芯绕固定支撑轴公转两片磁钢的距离，实现减速传递，相对于机械式减速机来说，摩擦损耗小，机械疲劳发展慢，可靠性高、寿命长，运行精度高，噪音震动低，具有过载保护能力。
Description
技术领域
本发明涉及机械传动技术领域，具体涉及一种双摆轮轴向结构磁能减速机。
背景技术
传统机械结构减速机主要由齿轮啮合传动，存在摩擦损耗大、机械疲劳发展快、噪音大、震动强等不利因素，不具有过载保护能力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种双摆轮轴向结构磁能减速机，摩擦损耗小，机械疲劳发展慢，噪音低、震动弱、具有过载保护能力。
一种双摆轮轴向结构磁能减速机，包括固定支撑轴、偏心轴、输入转轴、销钉支撑架、第一内摆铁芯、第二内摆铁芯、外转铁芯、设置在外转铁芯两侧壁面呈圆周阵列分布的外转磁钢、设置在第一内摆铁芯前侧壁面的呈圆周阵列分布的第一内转磁钢、设置在第二内摆铁芯后侧壁面的呈圆周阵列分布的第二外转磁钢和3个以上的限位销钉；
外转铁芯后侧壁面的外转磁钢对着第一内转磁钢，外转铁芯前侧壁面的外转磁钢对着第二外转磁钢；
销钉支撑架固定在固定支撑轴上；
偏心轴的外周侧设置有两个相互呈180°对称分布的第一偏心环和第二偏心环，第一内摆铁芯通过第一轴承套接在第一偏心环的外侧，第二内摆铁芯通过第二轴承套接在第二偏心环的外侧；
第一内摆铁芯的盘面上设置有呈圆周阵列分布的第一拨动孔，第二内摆铁芯的盘面上设置有呈圆周阵列分布的第二拨动孔，限位销钉呈圆周陈列固定连接在销钉支撑架的盘面上，限位销钉的外径小于第一拨动孔和第二拨动孔的内径，每个限位销钉依次穿过一个第一拨动孔和一个第二拨动孔；
输入转轴为电机的空心转轴，输入转轴转动设置在固定支撑轴的外侧，偏心轴转动设置在固定支撑轴的外侧；输入转轴通过转动连接结构驱动偏心轴转动；
偏心轴转动时，驱动第一内摆铁芯和第二内摆铁芯转动和摆动一周期，由于限位销钉的限制作用，第一内摆铁芯和第二内摆铁芯只能摆动，不能绕固定支撑轴完成公转；
第一内摆铁芯和第二内摆铁芯摆动过程中，由于第一内转磁钢、第二外转磁钢和外转磁钢的磁力作用，外转铁芯绕固定支撑轴公转。
优选的，固定支撑轴的外侧设置有第三轴承和第四轴承；
输入转轴第二端通过第三轴承转动设置在固定支撑轴的外侧；
输入转轴接近第一端的内侧通过第四轴承转动设置在固定支撑轴的外侧。
优选的，还包括第五轴承和第六轴承；
偏心轴的第一端通过第五轴承转动设置在固定支撑轴的外侧；
偏心轴的第二端通过第六轴承转动设置在固定支撑轴的外侧。
优选的，输入转轴的第二端套接在偏心轴的第一端的外侧；
输入转轴的第二端的壁体设置有第一销槽，偏心轴的第二端的壁体设置有第二销槽，通过销键连接第一销槽和第二销槽；
销键、第一销槽和第二销槽构成转动连接结构。
优选的，还包括减速后支架、第七轴承、减速前支架和第八轴承；
第七轴承的内侧套接在销钉支撑架的外周面上，减速后支架套接在第七轴承的外圈上；
第八轴承的内侧套接在固定支撑轴的接近前端的外圆周上，减速前支架的内圈套接在第八轴承的外圈上。
优选的，减速后支架位于第一内摆铁芯的后侧，减速前支架位于第二内摆铁芯的前侧；
减速后支架通过螺栓依次连接减速后支架、外转铁芯和减速前支架。
优选的，还包括第九轴承和电机第一端盖；
第九轴承的内圈套接在输入转轴的第二端的外侧，第九轴承的外圈套接在电机第一端盖的内圈上；
电机第一端盖通过螺栓固定连接销钉支撑架。
优选的，第七轴承的部分内侧套接在电机第一端盖的外圈上。
优选的，还包括电机定子铁芯、电机第二端盖和电机磁钢；
电机第二端盖固定连接在固定支撑轴的外侧的右端部，电机定子铁芯设置于电机第一端盖和电机第二端盖之间；
通过长螺栓固定连接电机第一端盖、电机定子铁芯和电机第二端盖；
输入转轴的外圈设置电机磁钢，电机磁钢位于电机定子铁芯的内侧。
在一个实施例中，电机第一端盖为电机前端盖，电机第二端盖为电机后端盖。在其他的实施例中，也可以是电机第二端盖为电机前端盖，电机第一端盖为电机后端盖。
优选的，外转铁芯位于第一内摆铁芯和第二内摆铁芯之间；外转铁芯与第一内摆铁芯之间设置有第一推力轴承，外转铁芯与第二内摆铁芯之间设置有第二推力轴承。
本发明的有益效果是：一种双摆轮轴向结构磁能减速机，包括固定支撑轴、偏心轴、输入转轴、销钉支撑架、第一内摆铁芯、第二内摆铁芯、外转铁芯、设置在外转铁芯两侧壁面呈圆周阵列分布的外转磁钢、设置在第一内摆铁芯前侧壁面的呈圆周阵列分布的第一内转磁钢、设置在第二内摆铁芯后侧壁面的呈圆周阵列分布的第二外转磁钢和3个以上的限位销钉；外转铁芯后侧壁面的外转磁钢对着第一内转磁钢，外转铁芯前侧壁面的外转磁钢对着第二外转磁钢；销钉支撑架固定在固定支撑轴上；偏心轴的外周侧设置有两个相互呈180°对称分布的第一偏心环和第二偏心环，第一内摆铁芯通过第一轴承套接在第一偏心环的外侧，第二内摆铁芯通过第二轴承套接在第二偏心环的外侧；第一内摆铁芯的盘面上设置有呈圆周阵列分布的第一拨动孔，第二内摆铁芯的盘面上设置有呈圆周阵列分布的第二拨动孔，限位销钉呈圆周陈列固定连接在销钉支撑架的盘面上，限位销钉的外径小于第一拨动孔和第二拨动孔的内径，每个限位销钉依次穿过一个第一拨动孔和一个第二拨动孔；输入转轴为电机的空心转轴，输入转轴转动设置在固定支撑轴的外侧，偏心轴转动设置在固定支撑轴的外侧；输入转轴通过转动连接结构驱动偏心轴转动；偏心轴转动时，驱动第一内摆铁芯和第二内摆铁芯转动和摆动一个周期，由于限位销钉的限制作用，第一内摆铁芯和第二内摆铁芯只能摆动，不能绕固定支撑轴完成公转；第一内摆铁芯和第二内摆铁芯摆动过程中，由于第一内转磁钢、第二外转磁钢和外转磁钢的磁力作用，外转铁芯绕固定支撑轴公转。第一内摆铁芯和第二内摆铁芯摆动过程中，由于第一内转磁钢、第二外转磁钢和外转磁钢的同性相斥异性相吸的磁力作用，输入转轴转动一圈，外转铁芯绕固定支撑轴公转，外转铁芯转动两片磁钢的距离，实现减速。采用内磁钢和外磁钢传递动力，摩擦损耗小，机械疲劳发展慢，噪音震动低，具有过载保护能力。相对于机械式减速机来说，摩擦损耗小，机械疲劳发展慢，可靠性大大提高、寿命大大延长，运行精度高，长时间运转精度降低很小，噪音震动低，具有过载保护能力。
附图说明
下面结合附图对本发明的双摆轮轴向结构磁能减速机作进一步说明。
图1是本发明一种双摆轮轴向结构磁能减速机的一个视角的结构示意图。
图2是本发明一种双摆轮轴向结构磁能减速机的另一个视角的结构示意图。
图3是本发明一种双摆轮轴向结构磁能减速机的剖视图。
图4是本发明一种双摆轮轴向结构磁能减速机的爆炸图。
图5是本发明一种双摆轮轴向结构磁能减速机的偏心轴、输入转轴、转动连接结构的立体结构示意图。
图6是本发明一种双摆轮轴向结构磁能减速机的销钉支撑架的立体结构示意图。
图7是本发明一种双摆轮轴向结构磁能减速机的外转铁芯的立体结构示意图。
图8是本发明一种双摆轮轴向结构磁能减速机的第一内摆铁芯的立体结构示意图。
图9是本发明一种双摆轮轴向结构磁能减速机的第二内摆铁芯的立体结构示意图。
图中：
1-固定支撑轴；2-偏心轴；21-第一偏心环；22-第二偏心环；23-第二销槽；3-输入转轴；31-第一销槽；4-销钉支撑架；51-第一内摆铁芯；511-第一内转磁钢；512-第一拨动孔；52-第二内摆铁芯；521-第二外转磁钢；522-第二拨动孔；6-外转铁芯；61-外转磁钢；7-限位销钉；91-第一轴承；92-第二轴承；93-第三轴承；94-第四轴承；95-第五轴承；96-第六轴承；97-第七轴承；98-第八轴承；99-第九轴承；02-减速后支架；03-减速前支架；05-电机第一端盖；06-电机定子铁芯；07-电机第二端盖；08-电机磁钢；091-第一推力轴承；092-第二推力轴承。
具体实施方式
下面结合附图1～9并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供了一种双摆轮轴向结构磁能减速机。
一种双摆轮轴向结构磁能减速机，包括固定支撑轴1、偏心轴2、输入转轴3、销钉支撑架4、第一内摆铁芯51、第二内摆铁芯52、外转铁芯6、设置在外转铁芯6两侧壁面呈圆周阵列分布的外转磁钢61、设置在第一内摆铁芯51前侧壁面的呈圆周阵列分布的第一内转磁钢511、设置在第二内摆铁芯52后侧壁面的呈圆周阵列分布的第二外转磁钢521和3个以上的限位销钉7；
外转铁芯6后侧壁面的外转磁钢61对着第一内转磁钢511，外转铁芯6前侧壁面的外转磁钢61对着第二外转磁钢521；
销钉支撑架4固定在固定支撑轴1上；
偏心轴2的外周侧设置有两个相互呈180°对称分布的第一偏心环21和第二偏心环22，第一内摆铁芯51通过第一轴承91套接在第一偏心环21的外侧，第二内摆铁芯52通过第二轴承92套接在第二偏心环22的外侧；
第一内摆铁芯51的盘面上设置有呈圆周阵列分布的第一拨动孔512，第二内摆铁芯52的盘面上设置有呈圆周阵列分布的第二拨动孔522，限位销钉7呈圆周陈列固定连接在销钉支撑架4的盘面上，限位销钉7的外径小于第一拨动孔512和第二拨动孔522的内径，每个限位销钉7依次穿过一个第一拨动孔512和一个第二拨动孔522；
输入转轴3为电机的空心转轴，输入转轴3转动设置在固定支撑轴1的外侧，偏心轴2转动设置在固定支撑轴1的外侧；输入转轴3通过转动连接结构驱动偏心轴2转动；
偏心轴2转动时，驱动第一内摆铁芯51和第二内摆铁芯52转动和摆动一个周期，由于限位销钉7的限制作用，第一内摆铁芯51和第二内摆铁芯52只能摆动，不能绕固定支撑轴1完成公转；
第一内摆铁芯51和第二内摆铁芯52摆动过程中，由于第一内转磁钢511、第二外转磁钢521和外转磁钢61的磁力作用，外转铁芯6绕固定支撑轴1公转。
本实施例中，固定支撑轴1的外侧设置有第三轴承93和第四轴承94；
输入转轴3第二端通过第三轴承93转动设置在固定支撑轴1的外侧；
输入转轴3接近第一端的内侧通过第四轴承94转动设置在固定支撑轴1的外侧。
本实施例中，还包括第五轴承95和第六轴承96；
偏心轴2的第一端通过第五轴承95转动设置在固定支撑轴1的外侧；
偏心轴2的第二端通过第六轴承96转动设置在固定支撑轴1的外侧。
本实施例中，输入转轴3的第二端套接在偏心轴2的第一端的外侧；
输入转轴3的第二端的壁体设置有第一销槽31，偏心轴2的第二端的壁体设置有第二销槽23，通过销键连接第一销槽31和第二销槽23；
销键、第一销槽31和第二销槽23构成转动连接结构。
本实施例中，还包括减速后支架02、第七轴承97、减速前支架03和第八轴承98；
第七轴承97的内侧套接在销钉支撑架4的外周面上，减速后支架02套接在第七轴承97的外圈上；
第八轴承98的内侧套接在固定支撑轴1的接近前端的外圆周上，减速前支架03的内圈套接在第八轴承98的外圈上。
本实施例中，减速后支架02位于第一内摆铁芯51的后侧，减速前支架03位于第二内摆铁芯52的前侧；
减速后支架02通过螺栓依次连接减速后支架02、外转铁芯6和减速前支架03。
本实施例中，还包括第九轴承99和电机第一端盖05；
第九轴承99的内圈套接在输入转轴3的第二端的外侧，第九轴承99的外圈套接在电机第一端盖05的内圈上；
电机第一端盖05通过螺栓固定连接销钉支撑架4。
本实施例中，第七轴承97的部分内侧套接在电机第一端盖05的外圈上。
本实施例中，还包括电机定子铁芯06、电机第二端盖07和电机磁钢08；
电机第二端盖07固定连接在固定支撑轴1的外侧的右端部，电机定子铁芯06设置于电机第一端盖05和电机第二端盖07之间；
通过长螺栓固定连接电机第一端盖05、电机定子铁芯06和电机第二端盖07；
输入转轴3的外圈设置电机磁钢08，电机磁钢08位于电机定子铁芯06的内侧。
本实施例中，外转铁芯6位于第一内摆铁芯51和第二内摆铁芯52之间；外转铁芯6与第一内摆铁芯51之间设置有第一推力轴承091，外转铁芯6与第二内摆铁芯52之间设置有第二推力轴承092。
传统机械结构减速机主要由齿轮啮合传动，存在摩擦损耗、机械疲劳、噪音震动等不利因素，且维护繁琐，不具有过载保护能力。
常规技术的基于磁场调制技术的轴向磁场磁齿轮减速机：第一，理论上，起磁场调制作用的调磁铁芯极(齿)数必须满足约束条件，从而导致磁性齿轮在运转传动的任意时刻都有一半以上的永磁体磁极处于闲置的非耦合状态，永磁体异极性磁极的耦合面积理论上就低于50％；第二，从结构上看，调磁铁芯的存在必然使磁性齿轮具有两个气隙，将消耗永磁体的大量磁动势，导致处于耦合工作状态的永磁体磁通量降低，从而影响所传递的扭矩大小；第三，调磁铁芯的存在使得气隙磁阻与磁势交变，导致扭矩周期性脉动，不仅影响传动精度，而且调磁铁芯所受的机械扭矩大，其结构强度也是影响其寿命的主要因素。
本发明中：第一内摆铁芯51前表面分布有P2对极永磁体，第二内摆铁芯52的后表面分布有P2对极永磁体，外转铁芯6的两侧表表面各分布有P1对极永磁体，0＜P1-P2≤3，P1、P2为正整数。外转磁钢61与第一内转磁钢511和第二外转磁钢521之间存在气隙，借鉴少齿差行星齿轮传动的原理，将输入转轴3的自转通过偏心轴2结构转换为第一内摆铁芯51和第二内摆铁芯52的转动和公转，由于限位销钉7的限位作用，第一内摆铁芯51和第二内摆铁芯52的只摆动不公转，加上永磁材料N极与S极异极性耦合同性相吸异性相斥的原理来实现外圈铁芯4的自转，输入转轴3转动一圈，外转铁芯4转动2片磁钢的距离，起到减速的作用，实现无机械接触、无摩擦的动力变速传动。
本发明中，以图3剖视图中的左右为“左”、“右”进行方位上的描述；该图中，左侧为电机第二端盖、右侧为电机第一端盖。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
需要说明的是：以上的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“第一”、“第二”、“一种”、“”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。“第一”和“第二”只是为了说明的方便，不表示有先后顺序之分。
本发明的不局限于上述实施例，本发明的上述各个实施例的技术方案彼此可以交叉组合形成新的技术方案，另外凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种双摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，包括固定支撑轴(1)、偏心轴(2)、输入转轴(3)、销钉支撑架(4)、第一内摆铁芯(51)、第二内摆铁芯(52)、外转铁芯(6)、设置在外转铁芯(6)两侧壁面呈圆周阵列分布的外转磁钢(61)、设置在第一内摆铁芯(51)前侧壁面的呈圆周阵列分布的第一内转磁钢(511)、设置在第二内摆铁芯(52)后侧壁面的呈圆周阵列分布的第二外转磁钢(521)和3个以上的限位销钉(7)；
所述外转铁芯(6)后侧壁面的外转磁钢(61)对着所述第一内转磁钢(511)，所述外转铁芯(6)前侧壁面的外转磁钢(61)对着所述第二外转磁钢(521)；
所述销钉支撑架(4)固定在所述固定支撑轴(1)上；
所述偏心轴(2)的外周侧设置有两个相互呈180°对称分布的第一偏心环(21)和第二偏心环(22)，所述第一内摆铁芯(51)通过第一轴承(91)套接在所述第一偏心环(21)的外侧，所述第二内摆铁芯(52)通过第二轴承(92)套接在所述第二偏心环(22)的外侧；
所述第一内摆铁芯(51)的盘面上设置有呈圆周阵列分布的第一拨动孔(512)，所述第二内摆铁芯(52)的盘面上设置有呈圆周阵列分布的第二拨动孔(522)，所述限位销钉(7)呈圆周陈列固定连接在所述销钉支撑架(4)的盘面上，所述限位销钉(7)的外径小于所述第一拨动孔(512)和第二拨动孔(522)的内径，每个所述限位销钉(7)依次穿过一个所述第一拨动孔(512)和一个所述第二拨动孔(522)；
所述输入转轴(3)为电机的空心转轴，所述输入转轴(3)转动设置在所述固定支撑轴(1)的外侧，所述偏心轴(2)转动设置在所述固定支撑轴(1)的外侧；所述输入转轴(3)通过转动连接结构驱动所述偏心轴(2)转动；
所述偏心轴(2)转动时，驱动所述第一内摆铁芯(51)和第二内摆铁芯(52)转动和摆动一个周期，由于所述限位销钉(7)的限制作用，所述第一内摆铁芯(51)和第二内摆铁芯(52)只能摆动，不能绕所述固定支撑轴(1)完成公转；
所述第一内摆铁芯(51)和第二内摆铁芯(52)摆动过程中，由于所述第一内转磁钢(511)、第二外转磁钢(521)和外转磁钢(61)的磁力作用，所述外转铁芯(6)绕所述固定支撑轴(1)公转。
2.如权利要求1所述双摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，所述固定支撑轴(1)的外侧设置有第三轴承(93)和第四轴承(94)；
所述输入转轴(3)第二端通过所述第三轴承(93)转动设置在所述固定支撑轴(1)的外侧；
所述输入转轴(3)接近第一端的内侧通过第四轴承(94)转动设置在所述固定支撑轴(1)的外侧。
3.如权利要求2所述双摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，还包括第五轴承(95)和第六轴承(96)；
所述偏心轴(2)的第一端通过所述第五轴承(95)转动设置在所述固定支撑轴(1)的外侧；
所述偏心轴(2)的第二端通过所述第六轴承(96)转动设置在所述固定支撑轴(1)的外侧。
4.如权利要求3所述双摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，所述输入转轴(3)的第二端套接在所述偏心轴(2)的第一端的外侧；
所述输入转轴(3)的第二端的壁体设置有第一销槽(31)，所述偏心轴(2)的第二端的壁体设置有第二销槽(23)，通过销键连接所述第一销槽(31)和第二销槽(23)；
所述销键、第一销槽(31)和第二销槽(23)构成转动连接结构。
5.如权利要求4所述双摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，还包括减速后支架(02)、第七轴承(97)、减速前支架(03)和第八轴承(98)；
所述第七轴承(97)的内侧套接在所述销钉支撑架(4)的外周面上，所述减速后支架(02)套接在所述第七轴承(97)的外圈上；
所述第八轴承(98)的内侧套接在所述固定支撑轴(1)的接近前端的外圆周上，所述减速前支架(03)的内圈套接在所述第八轴承(98)的外圈上。
6.如权利要求5所述双摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，所述减速后支架(02)位于所述第一内摆铁芯(51)的后侧，所述减速前支架(03)位于所述第二内摆铁芯(52)的前侧；
所述减速后支架(02)通过螺栓依次连接减速后支架(02)、外转铁芯(6)和减速前支架(03)。
7.如权利要求1所述双摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，所述外转铁芯(6)位于所述第一内摆铁芯(51)和第二内摆铁芯(52)之间；所述外转铁芯(6)与所述第一内摆铁芯(51)之间设置有第一推力轴承(091)，所述外转铁芯(6)与所述第二内摆铁芯(52)之间设置有第二推力轴承(092)。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4428441A1 (de) * | 1993-08-14 | 1995-02-16 | Gerd Schuesler | Exzentergetriebe mit magnetischer Drehmomentübertragung |
| JP2013053733A (ja) * | 2011-09-06 | 2013-03-21 | Hitachi Ltd | 磁気歯車装置 |
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-
2018
- 2018-09-27 CN CN201811131072.4A patent/CN109058422A/zh active Pending
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