CN109067139B - 一种摆轮轴向结构磁能减速机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种摆轮轴向结构磁能减速机，包括偏心摆动盘、偏心轮和转轴；偏心摆动盘设置有拨动孔，每个固定在输出转盘的盘面上的销钉位于一个拨动孔的孔内；偏心摆动盘的左侧面贴合成圆周阵列分布的右侧磁钢，左侧盘铁芯分布左侧磁钢；输出转盘转动设置在转轴上；左侧盘铁芯固定，转轴带动偏心轮转动，偏心轮通过轴承带动偏心摆动盘摆动；由于磁钢的相互作用，偏心摆动盘摆动过程中会绕转轴的轴线转动；拨动孔拨动销钉绕转轴的轴线公转，销钉带动输出转盘自转向外输出同心转矩，采用对应磁钢间的相互作用传递动力，无摩擦损耗，无机械疲劳，噪音低，具有过载保护能力，不易损坏，相对于于机械式减速齿轮来说，可靠性和寿命大幅度提升。
Description
技术领域
本发明涉及机械传动技术领域，具体涉及一种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，具有过载保护能力。
一种摆轮轴向结构磁能减速机，包括转轴、偏心轮、偏心摆动盘、左侧盘铁芯、输出转盘和销钉；
偏心轮套接在转轴外侧，偏心摆动盘转动设置在偏心轮的外侧；
偏心摆动盘的盘面上设置有呈圆周阵列分布的拨动孔，销钉的数量在3个以上，销钉固定在输出转盘的盘面上，每个销钉位于一个拨动孔孔内，销钉的外径小于拨动孔的内径；
偏心摆动盘的左侧面贴合有4片以上成圆周阵列分布的右侧磁钢，左侧盘铁芯的右侧面贴合有4片以上成圆周阵列分布左侧磁钢，右侧磁钢与左侧磁钢相对设置；右侧磁钢的同一侧面的磁极为N极和S极间隔设置，左侧磁钢的同一侧面的磁极为N极和S极间隔设置；
输出转盘通过轴承转动设置在转轴上；
左侧盘铁芯固定，转轴转动一圈时，带动偏心轮转动，偏心轮带动偏心摆动盘摆动一个周期；偏心摆动盘摆动的同时由于右侧磁钢和左侧磁钢相互作用，偏心摆动盘摆动过程中会绕转轴的轴线转动两片右侧磁钢(磁钢沿转轴方向的两个面分别为N极和S极，相邻的两个右侧磁钢的同一面N极和S极相邻设置，相邻的两个右侧磁钢构成一个虚拟齿，相邻的两个左侧磁钢的同一面N极和S级相邻设置，相邻的两个左侧磁钢构成一个虚拟齿)的距离；拨动孔拨动销钉绕转轴的轴线公转，销钉带动输出转盘自转向外输出同心转矩。
优选的，还包括销轴轴承，销轴轴承装配在拨动孔处，销轴轴承的内圈与拨动孔装配，销轴轴承的内圈的内径大于销钉的外径；销轴轴承的内圈拨动销钉。
优选的，还包括输出盘座和输出轴承，输出盘座套接在转轴上，输出轴承的内侧套接在输出盘座的外侧，输出轴承的外侧套接在输出转盘的内侧。
优选的，输出轴承的数量为一个以上。
优选的，输出轴承为2个输出轴承并排设置。
优选的，偏心摆动盘和左侧盘铁芯之间设置有第二推力轴承，第二推力轴承位于右侧磁钢和左侧磁钢的外侧。
优选的，还包括第一转动轴承和第二转动轴承，第一转动轴承和第二转动轴承的内侧套接偏心轮，第一转动轴承和第二转动轴承的外侧套接在偏心摆动盘的内侧，第一转动轴承和第二转动轴承并排设置；或，第一转动轴承和第二转动轴承被一个或多个转动轴承替代。
优选的，还包括电机端盖，左侧盘铁芯的左侧端面的设置有第一环形阵列孔，电机端盖上设置有第二环形阵列孔，电机端盖与左侧盘铁芯通过第二环形阵列孔和第一环形阵列孔连接。
优选的，转轴从电机端盖的中部穿过，转轴兼做电机的输出轴。
优选的，还包括推力轴承，转轴的左半部分设置有第一环形台阶；
推力轴承的套接在转轴上；
推力轴承的左侧面抵住第一环形台阶的右侧面，同时抵在电机端盖中心平面上，推力轴承的右侧面抵住偏心轮的左侧面。优选的，还包括轴承压盖和紧固螺栓，转轴的右侧端部的中部设置有螺纹孔；
输出盘座的左侧壁面抵住偏心轮的右侧壁面；
紧固螺栓将轴承压盖紧固在转轴的右端；
输出盘座的右侧壁面抵住轴承压盖。
优选的，输出盘座的左半部分设置有第三环形台阶；
左侧的输出轴承的内圈的左侧壁面抵住第三环形台阶的右侧壁面；右侧的输出轴承的内圈的右侧壁面抵住轴承压盖的左侧壁面。
本发明的有益效果是：一种摆轮轴向结构磁能减速机，包括转轴、偏心轮、偏心摆动盘、左侧盘铁芯、输出转盘和销钉；偏心轮转动设置在转轴外侧，偏心摆动盘套接在偏心轮的外侧；偏心摆动盘的盘面上设置有呈圆周阵列分布的拨动孔，销钉的数量在3个以上，销钉固定在输出转盘的盘面上，每个销钉位于一个拨动孔孔内，销钉的外径小于拨动孔的内径；偏心摆动盘的左侧面贴合有4片以上成圆周阵列分布的右侧磁钢，左侧盘铁芯的右侧面贴合有4片以上成圆周阵列分布左侧磁钢，右侧磁钢与左侧磁钢相对设置；输出转盘转动设置在转轴上；左侧盘铁芯固定，转轴转动时，带动偏心轮转动，偏心轮带动偏心摆动盘摆动；由于右侧磁钢和左侧磁钢相互作用，偏心摆动盘摆动过程中会绕转轴的轴线转动两片右侧磁钢的距离；拨动孔拨动销钉绕转轴的轴线公转，销钉带动输出转盘自转向外输出同心转矩。采用右侧磁钢和左侧磁钢传递动力，摩擦损耗小，机械疲劳发展慢，噪音低，具有过载保护能力。
偏心摆动盘和左侧盘铁芯通过偏心轮安装，偏心摆动盘和左侧盘铁芯之间存在气隙，借鉴少齿差行星齿轮传动的原理，将转轴的自转通过偏心轮结构转换为左侧盘铁芯(左侧盘铁芯固定时，偏心摆动盘摆动的同时公转)的公转，加上永磁材料异极相吸引、同极相排斥的原理来实现偏心摆动盘的自转，经输出转盘输出同心转矩，起到减速的作用，实现无机械接触、无摩擦的动力变速传动。
本发明采用对应磁钢间的相互作用传递动力，无摩擦损耗，无机械疲劳，噪音低，具有过载保护能力，不易损坏，相对于于机械式减速齿轮来说，可靠性和寿命大幅度提升。
附图说明
下面结合附图对本发明的摆轮轴向结构磁能减速机作进一步说明。
图1是本发明一种摆轮轴向结构磁能减速机的第一个视角的结构示意图。
图2是本发明一种摆轮轴向结构磁能减速机的第二个视角的结构示意图。
图3是本发明一种摆轮轴向结构磁能减速机的第三个视角的结构示意图，没有安装电机端盖。
图4是本发明一种摆轮轴向结构磁能减速机的图3的A-A向的剖视图。
图5是本发明一种摆轮轴向结构磁能减速机的爆炸图。
图6是本发明一种摆轮轴向结构磁能减速机的转轴的立体结构示意图。
图7是本发明一种摆轮轴向结构磁能减速机的偏心摆动盘的一个视角的立体结构示意图。
图8是本发明一种摆轮轴向结构磁能减速机的偏心摆动盘的另一个视角的立体结构示意图。
图9是本发明一种摆轮轴向结构磁能减速机的左侧盘铁芯的立体结构示意图。
图10是本发明一种摆轮轴向结构磁能减速机的输出盘座的一个视角的的立体结构示意图。
图11是本发明一种摆轮轴向结构磁能减速机的输出转盘的一个视角的的立体结构示意图。
图中：
1-转轴；11-第一环形台阶；2-偏心轮；3-偏心摆动盘；31-拨动孔；32-第二环形台阶；4-左侧盘铁芯；41-第一环形阵列孔；5-输出转盘；6-销钉；7-右侧磁钢；8-左侧磁钢；91-销轴轴承；92-输出轴承；93-第一转动轴承；94-第二转动轴承；10-输出盘座；101-第三环形台阶；01-第一推力轴承；02-轴承压盖；03-紧固螺栓；04-电机端盖；041-第二环形阵列孔；05-销键；08-第二推力轴承；09-垫片。
具体实施方式
下面结合附图1～11并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明提供了一种摆轮轴向结构磁能减速机。
一种摆轮轴向结构磁能减速机，包括转轴1、偏心轮2、偏心摆动盘3、左侧盘铁芯4、输出转盘5和销钉6；
偏心轮2套接在转轴1外侧，偏心摆动盘3转动设置在偏心轮2的外侧；
偏心摆动盘3的盘面上设置有呈圆周阵列分布的拨动孔31，销钉6的数量在3个以上，销钉6固定在输出转盘5的盘面上，每个销钉6位于一个拨动孔31孔内，销钉6的外径小于拨动孔31的内径；
偏心摆动盘3的左侧面贴合有4片以上成圆周阵列分布的右侧磁钢7，左侧盘铁芯4的右侧面贴合有4片以上成圆周阵列分布左侧磁钢8，右侧磁钢7与左侧磁钢8相对设置；右侧磁钢7的同一侧面的磁极为N极和S极间隔设置，左侧磁钢8的同一侧面的磁极为N极和S极间隔设置；
输出转盘5转动设置在转轴1上；
左侧盘铁芯4固定，转轴1转动一圈时，带动偏心轮2转动，偏心轮2带动偏心摆动盘3摆动一个周期；偏心摆动盘3摆动的同时由于右侧磁钢7和左侧磁钢8相互作用，偏心摆动盘3摆动过程中会绕转轴1的轴线转动两片右侧磁钢7的距离；拨动孔31拨动销钉6绕转轴1的轴线公转，销钉6带动输出转盘5自转向外输出同心转矩。
采用右侧磁钢7和左侧磁钢8传递动力，摩擦损耗小，机械疲劳发展慢，噪音低，具有过载保护能力。
偏心摆动盘3和左侧盘铁芯4通过偏心轮2安装，偏心摆动盘3和左侧盘铁芯4之间存在气隙，借鉴少齿差行星齿轮传动的原理，将转轴1的自转通过偏心轮2结构转换为左侧盘铁芯4(左侧盘铁芯4固定时，偏心摆动盘3摆动的同时公转)的公转，加上永磁材料N极与S极异极性耦合相吸引的原理来实现偏心摆动盘3的自转，经输出转盘5输出同心转矩，起到减速的作用，实现无机械接触、无摩擦的动力变速传动。
本实施例中，还包括销轴轴承91，销轴轴承91装配在拨动孔31处，销轴轴承91的内圈与拨动孔31装配，销轴轴承91的内圈的内径大于销钉6的外径；销轴轴承91的内圈拨动销钉6。
本实施例中，还包括销键05，转轴1和偏心轮2设置有销键槽，销键05装配入销键槽中，实现偏心轮2与转轴1的装配。
本实施例中，还包括输出盘座10和输出轴承92，输出盘座10套接在转轴1上，输出轴承92的内侧套接在输出盘座10的外侧，输出轴承92的外侧套接在输出转盘5的内侧。
本实施例中，输出轴承92的数量为2个，2个输出轴承92并排设置。
本实施例中，偏心摆动盘3和左侧盘铁芯4之间可以设置有第二推力轴承08，第二推力轴承08位于右侧磁钢7和左侧磁钢8的外侧。
本实施例中，还包括第一转动轴承93和第二转动轴承94，第一转动轴承93和第二转动轴承94的内侧套接偏心轮2，第一转动轴承93和第二转动轴承94的外侧套接在偏心摆动盘3的内侧，第一转动轴承93和第二转动轴承94并排设置；或，第一转动轴承93和第二转动轴承94被一个转动轴承替代。
本实施例中，还包括电机端盖04，左侧盘铁芯4的左侧端面的设置有第一环形阵列孔41，电机端盖04上设置有第二环形阵列孔041，电机端盖04与左侧盘铁芯4通过第二环形阵列孔041和第一环形阵列孔41连接。
本实施例中，转轴1从电机端盖04的中部穿过，转轴1兼做电机的输出轴。
本实施例中，还包括第一推力轴承01，转轴1的左半部分设置有第一环形台阶11；
第一推力轴承01的套接在转轴1上；
第一推力轴承01的左侧面抵住第一环形台阶11的右侧面，同时抵住电机端盖04的中心平面上(止挡力的主要来源)，第一推力轴承01的右侧面抵住偏心轮2的左侧面。
本实施例中，第一推力轴承01的右侧面和偏心轮2的左侧面之间设置有垫片09。本实施例中，还包括轴承压盖02和紧固螺栓03，转轴1的右侧端部的中部设置有螺纹孔；
输出盘座10的左侧壁面抵住偏心轮2的右侧壁面；
紧固螺栓03将轴承压盖02紧固在转轴1的右端；
输出盘座10的右侧壁面抵住轴承压盖02。
本实施例中，输出盘座10的左半部分设置有第三环形台阶101；
左侧的输出轴承92的内圈的左侧壁面抵住第三环形台阶101的右侧壁面；右侧的输出轴承92的内圈的右侧壁面抵住轴承压盖02的左侧壁面。
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，且维护周期短而繁琐，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(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：偏心摆动盘3的内表面分布有P1对极永磁体，左侧盘铁芯4的外表面分布有P2对极永磁体，0＜P1-P2≤3，P1、P2为正整数。偏心摆动盘3和左侧盘铁芯4通过偏心轮2安装，偏心摆动盘3和左侧盘铁芯4之间存在气隙，借鉴少齿差行星齿轮传动的原理，将转轴1的自转通过偏心轮2结构转换为左侧盘铁芯4(左侧盘铁芯4固定时，偏心摆动盘3摆动的同时公转)的公转，加上永磁材料N极与S极同性相斥、异性相吸的原理来实现偏心摆动盘3的自转，经输出转盘5输出同心转矩，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，转轴1兼做电机的输出轴。
本发明中，以剖视图中的左右为“左”、“右”进行方位上的描述。
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 (10)
1.一种摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，包括转轴(1)、偏心轮(2)、偏心摆动盘(3)、左侧盘铁芯(4)、输出转盘(5)和销钉(6)；
所述偏心轮(2)套接在所述转轴(1)外侧，所述偏心摆动盘(3)转动设置在所述偏心轮(2)的外侧；
所述偏心摆动盘(3)的盘面上设置有呈圆周阵列分布的拨动孔(31)，所述销钉(6)的数量在3个以上，所述销钉(6)固定在所述输出转盘(5)的盘面上，每个所述销钉(6)位于一个所述拨动孔(31)孔内，所述销钉(6)的外径小于所述拨动孔(31)的内径；
所述偏心摆动盘(3)的左侧面贴合有4片以上成圆周阵列分布的右侧磁钢(7)，所述左侧盘铁芯(4)的右侧面贴合有4片以上成圆周阵列分布左侧磁钢(8)，所述右侧磁钢(7)的同一侧面的磁极为N极和S极间隔设置，所述左侧磁钢(8)的同一侧面的磁极为N极和S极间隔设置，所述右侧磁钢(7)与所述左侧磁钢(8)相对设置；
所述输出转盘(5)转动设置在所述转轴(1)上；
所述左侧盘铁芯(4)固定，所述转轴(1)转动时，带动所述偏心轮(2)转动，所述偏心轮(2)带动所述偏心摆动盘(3)摆动；所述偏心摆动盘(3)摆动的同时由于右侧磁钢(7)和左侧磁钢(8)相互作用，所述偏心摆动盘(3)摆动过程中会绕所述转轴(1)的轴线转动两片右侧磁钢(7)的距离；所述拨动孔(31)拨动所述销钉(6)绕所述转轴(1)的轴线公转，所述销钉(6)带动所述输出转盘(5)自转向外输出同心转矩。
2.如权利要求1所述摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，还包括销轴轴承(91)，所述销轴轴承(91)装配在所述拨动孔(31)处，所述销轴轴承(91)的内圈与拨动孔(31)装配，所述销轴轴承(91)的内圈的内径大于所述销钉(6)的外径；所述销轴轴承(91)的内圈拨动所述销钉(6)。
3.如权利要求1所述摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，还包括输出盘座(10)和输出轴承(92)，所述输出盘座(10)套接在所述转轴(1)上，所述输出轴承(92)的内侧套接在所述输出盘座(10)的外侧，所述输出轴承(92)的外侧套接在所述输出转盘(5)的内侧。
4.如权利要求3所述摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，所述输出轴承(92)的数量为2个，2个所述输出轴承(92)并排设置；
所述偏心摆动盘(3)和左侧盘铁芯(4)之间设置有第二推力轴承(08)，所述第二推力轴承(08)位于所述右侧磁钢(7)和左侧磁钢(8)的外侧；或，
所述输出轴承(92)被一个或三个以上转动轴承替代。
5.如权利要求4所述摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，还包括第一转动轴承(93)和第二转动轴承(94)，所述第一转动轴承(93)和第二转动轴承(94)的内侧套接所述偏心轮(2)，所述第一转动轴承(93)和第二转动轴承(94)的外侧套接在所述偏心摆动盘(3)的内侧，所述第一转动轴承(93)和第二转动轴承(94)并排设置；或，
所述第一转动轴承(93)和第二转动轴承(94)被一个或三个以上转动轴承替代。
6.如权利要求5所述摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，还包括电机端盖(04)，所述左侧盘铁芯(4)的左侧端面的设置有第一环形阵列孔(41)，所述电机端盖(04)上设置有第二环形阵列孔(041)，所述电机端盖(04)与所述左侧盘铁芯(4)通过所述第二环形阵列孔(041)和第一环形阵列孔(41)连接。
7.如权利要求6所述摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，所述转轴(1)从所述电机端盖(04)的中部穿过，所述转轴(1)兼做电机的输出轴。
8.如权利要求6所述摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，还包括第一推力轴承(01)，所述转轴(1)的左半部分设置有第一环形台阶(11)；
所述第一推力轴承(01)的套接在所述转轴(1)上；
所述第一推力轴承(01)的左侧面抵住所述第一环形台阶(11)的右侧面，同时抵住在电机端盖(04)的中心平面，所述第一推力轴承(01)的右侧面抵住所述偏心轮(2)的左侧面。
9.如权利要求8所述摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，还包括轴承压盖(02)和紧固螺栓(03)，所述转轴(1)的右侧端部的中部设置有螺纹孔；
所述输出盘座(10)的左侧壁面抵住所述偏心轮(2)的右侧壁面；
所述紧固螺栓(03)将所述轴承压盖(02)紧固在所述转轴(1)的右端；
所述输出盘座(10)的右侧壁面抵住所述轴承压盖(02)。
10.如权利要求9所述摆轮轴向结构磁能减速机，其特征在于，所述输出盘座(10)的左半部分设置有第三环形台阶(101)；
左侧的所述输出轴承(92)的内圈的左侧壁面抵住所述第三环形台阶(101)的右侧壁面；右侧的所述输出轴承(92)的内圈的右侧壁面抵住所述轴承压盖(02)的左侧壁面。
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