CN109494960A - 一种异形永磁体在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构 - Google Patents

一种异形永磁体在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构 Download PDF

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Abstract

一种异形永磁体在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构，包括第一永磁传动元件和第二永磁传动元件，第一永磁传动元件由2块异形永磁体和异形永磁体背面导磁材料组成，异形永磁体背面导磁材料上具有2块异形永磁体，2块异形永磁体在异形永磁体背面导磁材料上对称且同心分布，第二永磁传动元件由2块扇形永磁体和扇形永磁体背面导磁材料组成，扇形永磁体背面导磁材料上具有2块扇形永磁体，2块扇形永磁体在扇形永磁体背面导磁材料上对称且同心分布。本发明具有在主动磁盘和从动磁盘相对转角在[0°‑100°]范围内实现传递的磁扭矩值波动小的特性，适用于通用机械传动隔振、工程机械传动和车辆传动使用，特别适合高精密加工和新能源汽车的传动系统使用。

Description

一种异形永磁体在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构
技术领域
本发明涉及适用于通用机械传动隔振、工程机械传动和车辆传动使用领域，适合，特别是高精密加工和新能源汽车的传动系统领域，在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构。
背景技术
永磁传动中的永磁齿轮扭矩密度较小，使用磁场调制的永磁齿轮传动虽然提高了扭矩密度，但是只能以固定传动比传动；永磁联轴器的传动效率较高，但是在有滑差传动时，磁扭矩变化大，有些场合合适，有些场合不合适，例如在精密加工的传动路线中，如果阻力矩增加，永磁联轴器主动和从动元件相对转过一个角度，则磁扭矩也增加，则会引起振动，影响加工质量；永磁涡流传动虽然能实现无级变速传动，但主动和从动元件之间必须有转速差，引起较大的发热量和效率降低；为组合永磁涡流传动的无级变速传动特点和永磁联轴器传动的高效率，特提出本发明，即主动元件和从动元件在较大相对转角范围内能实现磁扭矩值平稳，即磁扭矩值变化小，则具有两个工况：联轴器工况和滑差传动工况，分别具有高效率和速比小范围内无级变化；实现这个功能的关键是主动元件和从动元件在较大相对转角范围内磁扭矩值基本不变，从而使得传递的磁扭矩比较平稳，本发明提供了一种方案，可实现在相对转角在90度的范围内，传递的磁扭矩值波动非常小。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明提供一种异形永磁体在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构，具有在主动磁盘和从动磁盘相对转角在[0°-100°]范围内实现传递的磁扭矩值波动小的特性，适用于通用机械传动隔振、工程机械传动和车辆传动使用，特别适合高精密加工和新能源汽车的传动系统使用，为达此目的，本发明提供一种异形永磁体在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构，包括第一永磁传动元件和第二永磁传动元件，所述第一永磁传动元件由2块异形永磁体和异形永磁体背面导磁材料组成，所述异形永磁体背面导磁材料上具有2块异形永磁体，2块异形永磁体在异形永磁体背面导磁材料上对称且同心分布，所述第二永磁传动元件由2块扇形永磁体和扇形永磁体背面导磁材料组成，所述扇形永磁体背面导磁材料上具有2块扇形永磁体，2块扇形永磁体在扇形永磁体背面导磁材料上对称且同心分布，所述第一永磁传动元件和第二永磁传动元件中间均有内圆，所述第一永磁传动元件和第二永磁传动元件同轴安装，所述第一永磁传动元件和第二永磁传动元件之间有异形永磁体与扇形永磁体间气隙，所述异形永磁体具有偏心圆弧，所述偏心圆弧具有偏心圆弧中心，所述偏心圆弧中心具有第一偏心圆弧中心偏离距离和第二偏心圆弧中心偏离距离。
本发明的进一步改进，第一偏心圆弧中心偏离距离的数值为2mm-60mm，所述第二偏心圆弧中心偏离距离的数值为-20mm-20mm，本发明中第一偏心圆弧中心偏离距离的数值为2mm-60mm，所述第二偏心圆弧中心偏离距离的数值为-20mm-20mm，可根据实际需要进行选择。
本发明的进一步改进，所述异形永磁体与扇形永磁体具有第一初始叠角，所述第一初始叠角的角度为3°-20°，所述异形永磁体与扇形永磁体具有第二初始叠角，所述第二初始叠角的角度为15°-50°，本发明实际使用中第一初始叠角的角度应为3°-20°，第二初始叠角的角度应为15°-50°，可根据实际需要进行选择。
本发明的进一步改进，所述第一永磁传动元件上的异形永磁体具有异形永磁体圆心角，所述异形永磁体圆心角为130°-170°，2块异形永磁体之间具有异形永磁体间夹角，所述异形永磁体间夹角为13°-40°，本发明实际使用中异形永磁体圆心角应为130°-170°，异形永磁体间夹角应为13°-40°，可根据实际需要进行选择。
本发明的进一步改进，所述扇形永磁体具有扇形永磁体间夹角和扇形永磁体圆心角，所述扇形永磁体间夹角为13°-40°，所述扇形永磁体圆心角为130°-170°，本发明实际使用中扇形永磁体间夹角应为13°-40°，扇形永磁体圆心角应为130°-170°，可根据实际需要进行选择。
本发明的进一步改进，所述异形永磁体与扇形永磁体间气隙的数值为1mm-5mm，本申请异形永磁体与扇形永磁体间气隙的数值可根据实际需要进行选择。
本发明一种异形永磁体在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构，具有如下优点：
1、本发明异形永磁体和扇形永磁体组合，背面均有环形导磁材料，这些在主动磁盘和从动磁盘相对转角为[0°-100°]或者更大时，能实现磁扭矩值波动小的特点；
2、本发明异形永磁体的质量主要分布于半径较大的区域，这有利于单位质量的永磁体获得更大的磁扭矩；
3、本发明异形永磁体可以布置与主动磁盘中，也可以布置于从动磁盘中，布置于从动磁盘时使得从动磁盘的转动惯量小，使得其用于无级变速时更容易控制。
附图说明
图1为本发明侧视图；
图2为本发明部分分解示意图；
图3为本发明内部结构示意图；
图4为本发明局部示意图；
图5为本发明机构的磁扭矩规律图；
图示说明：
1、第一永磁传动元件；2、第二永磁传动元件；3、异形永磁体；4、扇形永磁体；5、异形永磁体圆心角；6、异形永磁体间夹角；7、第一偏心圆弧中心偏离距离；8、异形永磁体背面导磁材料；9、第二偏心圆弧中心偏离距离；10、偏心圆弧中心；11、内圆；12、扇形永磁体间夹角；13、扇形永磁体背面导磁材料；14、异形永磁体与扇形永磁体间气隙；15、扇形永磁体圆心角；16、第一初始叠角；17、第二初始叠角；18、偏心圆弧。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明提供一种异形永磁体在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构，具有在主动磁盘和从动磁盘相对转角在[0°-100°]范围内实现传递的磁扭矩值波动小的特性，适用于通用机械传动隔振、工程机械传动和车辆传动使用，特别适合高精密加工和新能源汽车的传动系统使用。
作为本发明一种实施例，本发明提供如图1-4所示的一种异形永磁体在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构，包括第一永磁传动元件1和第二永磁传动元件2，所述第一永磁传动元件1由2块异形永磁体3和异形永磁体背面导磁材料8组成，所述异形永磁体背面导磁材料8上具有2块异形永磁体3，2块异形永磁体3在异形永磁体背面导磁材料8上对称且同心分布，所述第二永磁传动元件2由2块扇形永磁体4和扇形永磁体背面导磁材料13组成，所述扇形永磁体背面导磁材料13上具有2块扇形永磁体4，2块扇形永磁体4在扇形永磁体背面导磁材料13上对称且同心分布，所述第一永磁传动元件1和第二永磁传动元件2中间均有内圆11，所述第一永磁传动元件1和第二永磁传动元件2同轴安装，所述第一永磁传动元件1和第二永磁传动元件2之间有异形永磁体与扇形永磁体间气隙14，所述异形永磁体与扇形永磁体间气隙14的数值为1mm-5mm，本申请异形永磁体与扇形永磁体间气隙的数值可根据实际需要进行选择，所述异形永磁体3具有偏心圆弧18，所述偏心圆弧18具有偏心圆弧中心10，所述偏心圆弧中心10具有第一偏心圆弧中心偏离距离7和第二偏心圆弧中心偏离距离9，所述第一偏心圆弧中心偏离距离7的数值为2mm-60mm，所述第二偏心圆弧中心偏离距离9的数值为-20mm-20mm，本发明中第一偏心圆弧中心偏离距离的数值为2mm-60mm，所述第二偏心圆弧中心偏离距离的数值为-20mm-20mm，可根据实际需要进行选择，所述异形永磁体3与扇形永磁体4具有第一初始叠角16，所述第一初始叠角16的角度为3°-20°，所述异形永磁体3与扇形永磁体4具有第二初始叠角17，所述第二初始叠角17的角度为15°-50°，本发明实际使用中第一初始叠角的角度应为3°-20°，第二初始叠角的角度应为15°-50°，可根据实际需要进行选择，所述第一永磁传动元件1上的异形永磁体3具有异形永磁体圆心角5，所述异形永磁体圆心角5为130°-170°，2块异形永磁体3之间具有异形永磁体间夹角6，所述异形永磁体间夹角6为13°-40°，本发明实际使用中异形永磁体圆心角应为130°-170°，异形永磁体间夹角应为13°-40°，可根据实际需要进行选择，所述扇形永磁体4具有扇形永磁体间夹角12和扇形永磁体圆心角15，所述扇形永磁体间夹角12为13°-40°，所述扇形永磁体圆心角15为130°-170°，本发明实际使用中扇形永磁体间夹角应为13°-40°，扇形永磁体圆心角应为130°-170°，可根据实际需要进行选择。
作为本发明一种具体实施例，本发明取扇形永磁体的外径为130mm，内径为46mm，厚度为10mm，圆心角为150°，异形永磁体的外径为130mm，圆心角也为150°，偏心圆弧10的半径为38mm，偏心圆弧中心10的第一偏心圆弧中心偏离距离7为15mm，第二偏心圆弧中心偏离距离9为1.5mm，经过测试机构的磁扭矩规律如图5所示。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种异形永磁体在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构，包括第一永磁传动元件（1）和第二永磁传动元件（2），其特征在于：所述第一永磁传动元件（1）由2块异形永磁体（3）和异形永磁体背面导磁材料（8）组成，所述异形永磁体背面导磁材料（8）上具有2块异形永磁体（3），2块异形永磁体（3）在异形永磁体背面导磁材料（8）上对称且同心分布，所述第二永磁传动元件（2）由2块扇形永磁体（4）和扇形永磁体背面导磁材料（13）组成，所述扇形永磁体背面导磁材料（13）上具有2块扇形永磁体（4），2块扇形永磁体（4）在扇形永磁体背面导磁材料（13）上对称且同心分布，所述第一永磁传动元件（1）和第二永磁传动元件（2）中间均有内圆（11），所述第一永磁传动元件（1）和第二永磁传动元件（2）同轴安装，所述第一永磁传动元件（1）和第二永磁传动元件（2）之间有异形永磁体与扇形永磁体间气隙（14），所述异形永磁体（3）具有偏心圆弧（18），所述偏心圆弧（18）具有偏心圆弧中心（10），所述偏心圆弧中心（10）具有第一偏心圆弧中心偏离距离（7）和第二偏心圆弧中心偏离距离（9）。
2.根据权利要求1所述的一种异形永磁体在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构，其特征在于：所述第一偏心圆弧中心偏离距离（7）的数值为2mm-60mm，所述第二偏心圆弧中心偏离距离（9）的数值为-20mm-20mm。
3.根据权利要求1所述的一种异形永磁体在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构，其特征在于：所述异形永磁体（3）与扇形永磁体（4）具有第一初始叠角（16），所述第一初始叠角（16）的角度为3°-20°，所述异形永磁体（3）与扇形永磁体（4）具有第二初始叠角（17），所述第二初始叠角（17）的角度为15°-50°。
4.根据权利要求1所述的一种异形永磁体在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构，其特征在于：所述第一永磁传动元件（1）上的异形永磁体（3）具有异形永磁体圆心角（5），所述异形永磁体圆心角（5）为130°-170°，2块异形永磁体（3）之间具有异形永磁体间夹角（6），所述异形永磁体间夹角（6）为13°-40°。
5.根据权利要求1所述的一种异形永磁体在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构，其特征在于：所述扇形永磁体（4）具有扇形永磁体间夹角（12）和扇形永磁体圆心角（15），所述扇形永磁体间夹角（12）为13°-40°，所述扇形永磁体圆心角（15）为130°-170°。
6.根据权利要求1所述的一种异形永磁体在大相对转角下磁扭矩平稳的传动机构，其特征在于：所述异形永磁体与扇形永磁体间气隙（14）的数值为1mm-5mm。
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