CN111416501B - 一种磁齿轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁齿轮装置，所述磁齿轮装置包括外磁环、内磁环以及设在外磁环和内磁环之间的调磁环，调磁环包括非导磁的环体、多个导磁块和多个非导磁的固定块，环体具有第一端环、第二端环和多个隔条，隔条的两端分别与第一端环和第二端环相连，环体一体形成，多个隔条沿周向间隔布置，相邻隔条之间形成安装槽，导磁块的横截面轮廓与安装槽在环体的径向截面上的轮廓适配，导磁块沿环体的径向进入第二槽段后沿环体的轴向进入并安装在第一槽段内，固定块安装在第二槽段内以在环体的轴向上固定导磁块。本发明的磁齿轮装置的调磁环具有足够的承载能力以及刚度和强度，不易变形，提高了性能和传动效率。

Description

一种磁齿轮装置

技术领域

本发明涉及磁齿轮技术领域，更具体地，涉及一种磁齿轮装置。

背景技术

永磁变速机是传动领域的理想选择，其主动轮和从动轮没有物理接触，利用永磁体磁场间的作用力进行传动，可实现高性能、高可靠动力和运动的传递。永磁变速机包括三个主要部件：内磁环、外磁环和调磁环，将其中一个部件固定，其余两个部件作为动子，以实现速度和动力的变比功能。

发明内容

本申请是基于发明人对以下技术问题和事实的发现和研究做出的：

文献CN101841280B披露了一种应用鼠笼式调磁装置的同心磁力齿轮，该同心磁力齿轮包括内部永磁结构、中部调磁结构和外部永磁结构，中部调磁结构处于内部永磁结构和外部永磁结构之间，其中中部调磁结构采用非导磁材料制成支撑结构，并在支撑结构上固定数量为R的由软磁材料制成的调磁铁块，以形成鼠笼式结构。

上述文献披露的同心磁力齿轮存在以下问题：中部调磁结构作为定子，对于承载能力以及强度和刚度要求不高，仅满足调磁性能即可。而将中部调磁结构用作转子使用时，中部调磁结构在运行过程中容易产生变形。

然而，由于中部调磁结构用作转子时，需要传递扭矩，对承载能力以及强度和刚度具有较高的要求，现有技术中由于设计和加工工艺等的问题，调磁结构无法保证承载能力以及强度和高度，运行过程中容易产生变形，致使调磁结构作为动力传动结构的运行形式难以实现。

为此，本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。本发明提出了一种磁齿轮装置,该磁齿轮装置的调磁环具有足够的承载能力以及强度和刚度，不易达变形，利于将其作为动力传动结构使用，以提高磁齿轮装置的性能和传动效率。

根据本发明的实施例的磁齿轮装置包括外磁环、内磁环和调磁环，所述外磁环套在所述内磁环上且与所述内磁环间隔开，所述调磁环设在所述外磁环和所述内磁环之间且与所述内磁环和所述外磁环间隔开，所述调磁环包括：非导磁的环体，所述环体具有第一端环、第二端环和多个隔条，所述隔条具有第一端和第二端，所述隔条的第一端与所述第一端环相连，所述隔条的第二端与所述第二端环相连，且所述隔条、所述第一端环和所述第二端环一体形成，多个所述隔条沿所述环体的周向间隔布置，相邻隔条之间形成安装槽，所述安装槽包括在所述环体的轴向上彼此相接的第一槽段和第二槽段，其中在所述环体的径向截面上，所述第一槽段在所述环体的径向上具有第一端部、第二端部和位于所述第一端部与所述第二端部之间的中间段，其中所述中间段的至少一部分在所述环体的周向上的尺寸大于所述第一端部在所述环体的周向上的尺寸和所述第二端部在所述环体的周向上的尺寸；多个导磁块，所述导磁块的横截面轮廓与所述第一槽段在所述环体的径向截面上的轮廓适配，所述导磁块沿所述环体的径向进入所述第二槽段后沿所述环体的轴向进入并安装在所述第一槽段内；多个非导磁的固定块，所述固定块安装在所述第二槽段内以在所述环体的轴向上固定所述导磁块。

根据本发明实施例的磁齿轮装置，设在内磁环和外磁环之间的调磁环包括非导磁的环体、多个嵌入环体内的导磁块以及多个在轴向上固定导磁块的固定块，以在磁齿轮装置中进行调磁。通过将环体设置成一体结构，且将环体上的安装槽设计成包括在环体的轴向上彼此相接的第一槽段和第二槽段，其中在环体的径向截面即环体的横截面上，第一槽段在周向上尺寸为中间大且两端小的结构，且将导磁块的横截面上的形状尺寸与第一槽段在环体的径向截面上的形状尺寸相适配，且导磁块先沿环体的径向进入第二槽段，再从第二槽段沿环体的轴向进入并安装在第一槽段内，最后将固定块安装在第二槽段内以在环体的轴向上固定导磁块。由此实现导磁块和环体的装配，且导磁块能够更可靠地紧固在相邻隔条之间的第一槽段内，以使调磁环具有足够的承载能力以及强度和刚度，不易变形，利于将其作为动力传动结构使用，能够满足高扭矩的传动需求，从而提高磁齿轮装置的性能和传动效率。

在一些实施例中，所述外磁环为定子，所述内磁环为高速转子，所述调磁环为低速转子，且所述内磁环和所述调磁环的转动方向相同。

在一些实施例中，所述调磁环、所述内磁环和所述外磁环同轴布置。

在一些实施例中，在所述环体的径向截面上，所述第二槽段在所述环体的径向上具有第一端和第二端，所述第二槽段对应于所述中间段的最大尺寸的位置与所述第二槽段的至少一端之间的部分在所述环体的周向上的尺寸大于等于所述中间段的最大尺寸。

在一些实施例中，所述第二槽段对应于所述中间段的最大尺寸的位置与所述第二槽段的第一端之间的部分的尺寸沿所述环体的径向方向一致，且所述第二槽段的第二端在所述环体的周向上的尺寸小于所述中间段的最大尺寸。

在一些实施例中，所述调磁环还包括套环，所述套环设在所述环体的外周面上或设在所述环体的内周面上以防止所述固定块脱出所述第二槽段。

在一些实施例中，在所述环体的径向截面上，所述第一槽段在所述环体的周向上的尺寸从所述第一槽段的中心位置朝向所述第一端部和所述第二端部逐渐减小，且所述第一槽段的两侧壁均为弧形。

在一些实施例中，在所述环体的径向截面上，所述第一槽段呈大体十字型。

在一些实施例中，所述第一槽段沿所述环体的轴向的长度大于所述第二槽段沿所述环体的轴向的长度。

在一些实施例中，所述导磁块由多个非晶态软磁合金片叠置而成，相邻非晶态软磁合金片之间通过非导电粘结剂层彼此粘结和隔离，所述环体为非磁性金属环体、非磁性合金环体、玻璃钢环体、玻璃纤维环体、陶瓷环体、碳纤维环体或树脂材料环体，所述固定块为非磁性金属固定块、非磁性合金固定块、玻璃钢固定块、玻璃纤维固定块、陶瓷固定块、碳纤维固定块或树脂材料固定块。

附图说明

图1是根据本发明实施例的磁齿轮装置的截面示意图。

图2是图1中局部放大示意图。

图3是根据本发明一个实施例的调磁环的结构示意图。

图4是图3中调磁环的环体的结构示意图。

图5是图4中的局部放大示意图。

图6是根据本发明实施例的调磁环的第一槽段的局部径向截面示意图。

图7是根据本发明实施例的调磁环的第二槽段的局部径向截面示意图。

图8是根据本发明的实施例的调磁环的导磁块的结构示意图。

图9是根据本发明的实施例的调磁环的导磁块的纵向截面示意图。

图10是根据本发明的实施例的调磁环的固定块的结构示意图。

图11是根据本发明的实施例的调磁环的套环的结构示意图。

图12是根据本发明的另一实施例的调磁环的结构示意图。

图13是图12中调磁环的环体的结构示意图。

附图标记：

外磁环100，内磁环200，调磁环300，环体1，第一端环11，第二端环12，隔条13，安装槽14，第一槽段141，第一端部1411，第二端部1412，中间段1413，第二槽段142，导磁块2，固定块3，套环4。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面描述根据本发明实施例的磁齿轮装置的磁齿轮装置。

如图1-2所示，根据本发明实施例的磁齿轮装置包括外磁环100、内磁环200和调磁环300，其中外磁环100套在内磁环200上，且外磁环100与内磁环200间隔开，调磁环300设在外磁环100和内磁环200之间，且调磁环300与内磁环200和外磁环间隔开。换言之，外磁环100套设调磁环300，调磁环300套设内磁环200，且外磁环100与调磁环300之间沿磁齿轮装置的径向间隔开，内磁环200与调磁环300之间沿磁齿轮装置的径向间隔开。具体地，外磁环100、调磁环300和内磁环300同轴布置。

如图3-12所示，调磁环300包括非导磁的环体1、多个导磁块2和多个非导磁的固定块3。环体1具有第一端环11、第二端环12和多个隔条13，隔条13具有第一端(图3、4所示的隔条13的右端)和第二端(图3、4所示的隔条13的左端)，隔条13的第一端(图3、4所示的隔条13的右端)与第一端环11相连，隔条13的第二端(图3、4所示的隔条13的左端)与第二端环12相连，且隔条13与第一端环11、第二端环12一体形成以使环体1为一体结构。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

换言之，如图3、4所示，第一端环11和第二端环12在左右方向上彼此间隔开且彼此相对，隔条13设在第一端环11和第二端环12之间，且隔条13的右端与第一端环11的左端面相连，隔条13的左端与第二端环12的右端面相连，其中隔条13与第一端环11和第二端环12一体形成以使环体1为一体结构。

多个隔条13沿环体11的周向间隔布置，相邻隔条13之间形成安装槽14。换言之，多个隔条13沿第一端环11或第二端环12的周向间隔布置，每相邻两个隔条之间形成一个安装槽14，则安装槽14具有多个，多个安装槽14沿第一端环11或第二端环12的周向间隔布置，且相邻安装槽14由隔条13隔开。具体地，多个隔条13沿环体1的周向均匀间隔布置。换言之，相邻隔条13之间的距离相同，即多个安装槽14在环体1的周向上的尺寸相同。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

如图4-7所示，安装槽14包括在环体1的轴向上彼此相接的第一槽段141和第二槽段142，其中在环体1的径向截面(环体1的横截面)上，第一槽段141在环体1的径向上具有第一端部1411、第二端部1412和位于第一端部1411与第二端部1412之间的中间段1413，其中中间段1413的至少一部分在环体1的周向上的尺寸大于第一端部1411在环体1的周向上的尺寸和第二端部1412在环体1的周向上的尺寸。

换言之，安装槽14包括第一槽段141和第二槽段,142，其中第一槽段141和第二槽段142在环体1的轴向上依次布置且彼此连通。其中对于第一槽段141，在环体1的横截面上，第一槽段141在环体1的周向上的尺寸为中间大，两端小，其中中间并不限定为第一槽段141的中心位置。

这里，需要理解的是，第一端部1411和第二端部1412均作广义理解，第一端部1411并不局限于第一槽段141在环体1的径向上的第一端面，还可以为从第一槽段141的第一端面沿环体1的径向朝向第二端部1412延伸一段距离；第二端部1412并不局限于第一槽段141在环体1的径向上的第二端面，还可以为从第一槽段141的第二端面沿环体1的径向朝向第一端部1411延伸一段距离。

而且，中间段1413应该理解为第一端部1411和第二端部1412之间的区域，且“中间”并不限定为第一槽段141的中心位置，由此，中间段1413并不限定为包括第一槽段141的中间位置，也不限定为中间段1413在径向上的长度相对于第一槽段141的中心位置对称。

导磁块2的横截面轮廓与第一槽段141在环体1的径向截面上的轮廓适配，导磁块2沿环体1的径向进入第二槽段142后沿环体1的轴向进入并安装在第一槽段141内。换言之，导磁块2的形状和尺寸与安装槽14的形状和尺寸一致，如图8所示，导磁块2在环体1的径向上具有两端部和位于两端部之间的中间段，其中中间段的至少一部分在环体1的周向上的尺寸大于两端部在环体1的周向上的尺寸，即导磁块2在环体1的径向上的尺寸为中间大、两端大，以与第一槽段141的形状尺寸相适应，从而防止导磁块2从第一槽段141内脱落。

其中第二槽段142允许导磁块2沿环体1的径向进入第二槽段142内，由此导磁块2首先沿环体1的径向进入第二槽段142内，再从第二槽段142沿环体1的径向进入第一槽段141内以将导磁块2安装在第一槽段141内。这里，需要理解的是，多个导磁块2一一对应地安装在多个第一槽段141，即每个第一槽段141内安装有一个导磁块2。

固定块3安装在第二槽段142内以在环体1的轴向上固定导磁块2。换言之，导磁块2进入第一槽段141后，固定块3沿环体1的径向进入第二槽段142并安装在第二槽段142内以固定导磁块2，防止导磁块2在环体1的轴向上移动。这里，需要理解的是，多个固定块3一一对应地安装在多个第二槽段142内，即每个第二槽段142内安装有一个固定块3。

可以理解的是，根据本发明实施例的磁齿轮装置，调磁环300设在外磁环100和内磁环200之间，可切割外磁环100和内磁环200之间的磁力线，以起到调磁的作用，从而实现速度和动力的变比功能。

根据本发明实施例的磁齿轮装置，通过调磁环300包括非导磁的环体1、多个嵌入环体1内的导磁块2以及多个在轴向上固定导磁块2的固定块3，以在磁齿轮装置中进行调磁。通过将环体1设置成一体结构，且将环体1上的安装槽14设计成包括在环体1的轴向上彼此相接的第一槽段141和第二槽段142，其中在环体1的径向截面即环体1的横截面上，第一槽段141在周向上尺寸为中间大且两端小的结构，且将导磁块2的横截面上的形状尺寸与第一槽段141在环体1的径向截面上的形状尺寸相适配，且导磁块2先沿环体1的径向进入第二槽段142，再从第二槽段142沿环体1的轴向进入并安装在第一槽段141内，最后将固定块3安装在第二槽段142内以在环体1的轴向上固定导磁块2。由此实现导磁块2和环体1的装配，且导磁块2能够更可靠地紧固在相邻隔条13之间的第一槽段141内。由此制造和装配相对简单，且调磁环具有足够的承载能力以及强度和刚度，不易变形，利于将其作为动力传动结构使用，能够满足高扭矩的传动需求，能够提高磁齿轮装置的性能和传动效率。

在一些实施例中，在环体1的径向截面上，第二槽段142在环体1的径向上具有第一端和第二端，第二槽段142对应于第一槽段141的中间段1413的最大尺寸的位置与第二槽段142的至少一端之间的部分在环体1的周向上的尺寸大于等于第一槽段141的中间段1413的最大尺寸。换言之，在环体1的径向截面上，第一槽段141具有中间段1413，该中间段1413具有一个最大尺寸处，在该最大尺寸处，第一槽段141在环体1的轴向上的尺寸最大；第二槽段142在环体1的径向上具有第一端、第二端和与第一槽段141的最大尺寸处对应的位置。

其中第二槽段141的第一端与上述对应的位置之间的部分在环体1的周向上的尺寸大于或等于第一槽段141的最大尺寸，或者，第二槽段141的第二端与上述对应的位置之间的部分在环体1的周向上的尺寸大于或等于第一槽段141的最大尺寸，或者，第二槽段141的第一端与上述对应的位置之间的部分在环体1的周向上的尺寸以及第二槽段141的第二端与上述对应的位置之间的部分在环体1的周向上的尺寸均大于或等于第一槽段141的最大尺寸。

由于导磁块2与第一槽段141的形状尺寸相适应，由此导磁块2可沿环体1的径向进入第二槽段142内。

在一些具体地实施例中，第二槽段142对应于中间段1413的最大尺寸的位置与第二槽段142的第一端之间的部分的尺寸沿环体1的径向方向一致且大于等于中间段1413的最大尺寸，第二槽段142的第二端在环体1的周向上的尺寸小于中间段1413的最大尺寸。换言之，第二槽段141的第一端与上述对应的位置之间的部分的尺寸沿环体1的径向方向保持不变，且该部分的尺寸大于或等于第一槽段141的最大尺寸，而第二槽段142的第二端在环体1的周向上的尺寸小于第一槽段141的最大尺寸。

在一些实施例中，磁齿轮装置的调磁环还包括套环4，套环4设在环体1的外周面上或设在环体1的内周面上以防止固定块3脱出第二槽段142。进一步地，固定块3的形状尺寸与第二槽段142的形状尺寸相适应。为防止固定块3从第二槽段142内脱出，套环4套设环体1，或者环体1套设套环4以盖住固定块3。

在一些具体地实施例中，第二槽段142在环体1的周向上的尺寸沿环体1的径向从外向内逐渐减小，套环4套在环体1的外周面上且盖住固定块3的外表面。

在另一些具体地实施例中，第二槽段142沿环体1的径向从内向外逐渐减小，套环4设在环体1的内周面上且盖住固定块3的内周面。换言之，环体1套在套环4的外周面上且套环4的外周面盖住固定块3的内周面。

在一些可选地实施例中，如图6所示，在环体1的径向截面上，第一槽段141在环体1的周向上的尺寸从第一槽段141的中心位置朝向第一端部141(图6所示的上端部)和第二端部142(图6所示的下端部)逐渐减小。换言之，在环体1的横截面上，第一槽段141在环体1的轴向上的尺寸，第一槽段141的中心位置最大，且向上和向下分别逐渐减小。

进一步地，在环体1的径向截面上，第一槽段141的两侧壁均为弧形。换言之，第一槽段141从第一槽段141的中心位置向上和向下分别弧形过渡，且第一槽段141的两侧壁外凸，即相邻两个隔条13相对的侧面内凹。

可以理解的是，为与该实施例中的第一槽段141的径向截面的轮廓适配，在导磁块2的横截面上，如图8所示，导磁块2在左右方向上的长度从导磁块2的中心位置向上和向下逐渐减小，且导磁块2的左侧面和右侧面均为弧形。

在另一些可选地实施例中，在环体1的径向截面上，第一槽段141呈大体十字型。可以理解的是，第一槽段141在环体1的径向截面的形状并不限于此，只要满足在环体1的周向上的尺寸，中间段143的至少一部分大于第一端部141和第二端部142即可。

在一些实施例中，第一槽段141沿环体1的轴向的长度大于第二槽段142沿环体1的轴向的长度。为使导磁块2能够先径向进入第二槽段142在轴向进入第一槽段141，导磁块2包括多段，其中每段在环体1的轴向上的长度小于或等于第二槽段142在环体1的轴向上的长度，优选地，每段在环体1的轴向上的长度适应于第二槽段142在环体1的轴向上的长度以允许该段能够沿径向进入第二槽段142内。由此，多段依次通过第二槽段142进入第一槽段141内以形成导磁块2。

对于第一槽段141和第二槽段142的布置方式，在一些可选地实施例中，如图1-3中，第一端环11和第二端环12从右向左依次布置且彼此间隔开，第一槽段141和第二槽段142从右向左依次布置且彼此连通，即第一槽段141邻近第一端环11，第二槽段142邻近第二端环12。

在另一些可选地实施例中，如图12-13所示，第一端环11和第二端环12从右向左依次布置且彼此间隔开，第一槽段141和第二槽段142从左向右依次布置且彼此连通，即第一槽段141邻近第二端环12，第二槽段142邻近第一端环11。

在一些实施例中，如图9所示，导磁块2由多个软磁材料片21叠置而成，相邻软磁材料片21之间通过非导电粘结剂层22彼此粘结和隔离。换言之，导磁块2包括多个软磁材料片21和多个非导电粘结剂层22，且软磁材料片21和非导电粘结剂层22一一交替布置且彼此叠加在一起，即导磁块2在制作过程中，按照软磁材料片21、非导电粘合剂层22、软磁材料片21、非导电粘合剂层22……的排布方式将其软磁材料片21和非导电粘合剂层22叠加在一起以制成导磁块2。

根据本发明实施例的磁齿轮装置，通过采用软磁材料和非导电粘合剂制成导磁块2，能够提高导磁块2的导磁性能，从而采用高性能导磁材料代替现有的铁芯材料，能够减少损耗，提高传动效率。由此将调磁环设置成具有高性能导磁材料的导磁块的镶嵌式结构，能够降低调磁环的涡流损耗，降低了变速机箱体内的温度，提高永磁变速机的效率。而且，通过非导电粘结剂层22将相邻两个软磁材料片21粘结在一起的同时能够将相邻两个软磁材料片21隔离开，以使磁场形成在每个软磁材料片21内，降低涡流损耗和磁滞损耗等铁损，减少发热，提高调磁性能。

进一步地，软磁材料片21为铁片、低碳钢片、铁硅系合金片、铁铝系合金片、铁硅铝系合金片、镍铁系合金片、铁钴系合金片、软磁铁氧体片、非晶态软磁合金片或超微晶软磁合金片。换言之，软磁材料可以为铁、低碳钢、铁硅系合金、铁铝系合金、铁硅铝系合金、镍铁系合金、铁钴系合金、软磁铁氧体、非晶态软磁合金或超微晶软磁合金等等。可以理解的是，本发明并不限于此。

在一些具体地实施例中，软磁材料片21为非晶态软磁合金片。换言之，在该实施例中，软磁材料为非晶态软磁合金。可以理解的是，本发明并不限于此。

进一步地，非晶态软磁合金片的厚度为0.025mm。换言之，每个非晶态软磁合金片在导磁块2的纵向上即环体1的轴向上的长度为0.025mm。

在一些实施例中，环体1为非磁性金属环体、非磁性合金环体、玻璃钢环体、玻璃纤维环体、陶瓷环体、碳纤维环体或树脂材料环体。换言之，环体1的材料可以为非磁性金属、非磁性合金、玻璃钢、玻璃纤维、陶瓷、碳纤维或树脂材料等等，本发明并不限于此，例如环体1的材料还可以为非导磁非导电的材料，例如塑料、高分子材料或复合材料等。

可以理解的是，通过采用上述高强度非导磁材料将环体1一体形成，能够进一步保证调磁环300的整体刚度和强度，从而使得调磁环300可用于永磁变速机的承载和动力传动。在变速机相同功率参数下，将调磁环300作为动力传动端口使用，能够获得最大的传动比和推力。

在一些具体地实施例中，环体1为钛合金环体。换言之，环体1由钛合金制成。可以理解的是，本发明并不限于此。

在一些实施例中，固定块3为非磁性金属固定块、非磁性合金固定块、玻璃钢固定块、玻璃纤维固定块、陶瓷固定块、碳纤维固定块或树脂材料固定块。换言之，固定块3的材料可以为非磁性金属、非磁性合金、玻璃钢、玻璃纤维、陶瓷、碳纤维或树脂材料等等，本发明并不限于此，例如固定块3的材料还可以为非导磁非导电的材料，例如塑料、高分子材料或复合材料等。

在一些具体地实施例中，固定块3为钛合金固定块。换言之，固定块3由钛合金制成。可以理解的是，本发明并不限于此。

下面参考附图1-11描述根据本发明一个实施例的磁齿轮装置。

如图1-11所示，根据本发明实施例的磁齿轮装置包括外磁环100、内磁环200和调磁环300，其中外磁环100套在内磁环200上，且外磁环100与内磁环200间隔开，调磁环300设在外磁环100和内磁环200之间，且调磁环300与内磁环200和外磁环间隔开，外磁环100、调磁环300和内磁环300同轴布置，且外磁环100为定子，内磁环200为高速动子，调磁环300为低速转子，且内磁环200和调磁环300的转动方向相同。

其中调磁环300包括非导磁的环体1、多个导磁块2、多个固定块3和套环4。其中环体1和固定块3均由钛合金制成。导磁块2由多个软磁材料片21叠置而成，相邻软磁材料片21之间通过非导电粘结剂层22彼此粘结和隔离，其中软磁材料片21为非晶态软磁合金片。

环体1具有第一端环11、第二端环12和多个隔条13，第一端环11和第二端环12从右向左依次布置、彼此间隔开且彼此相对，隔条13设在第一端环11和第二端环12之间，且隔条13的右端与第一端环11的左端面相连，隔条13的左端与第二端环12的右端面相连，其中隔条13与第一端环11、第二端环11一体形成以使环体1为一体结构。

多个隔条13沿环体11的周向均匀间隔布置，相邻隔条13之间形成安装槽14。安装槽14包括在从右向左依次布置且彼此连通的第一槽段141和第二槽段142，在环体1的径向截面(环体1的横截面)上，第一槽段141在环体1的径向上具有第一端部1411、第二端部1412和位于第一端部1411与第二端部1412之间的中间段1413，中间段1413上具有

第一槽段141的中心位置，第二槽段142在环体1的径向上具有第一端和第二端。

其中第一槽段141在环体1的周向上的尺寸从第一槽段141的中心位置朝向第一端部1411和第二端部1412逐渐减小，第一槽段141的两侧壁均为弧形。

第二槽段142在环体1的周向上的尺寸沿环体1的径向从外向内逐渐减小，或者，第二槽段142沿环体1的径向从内向外逐渐减小。

且第二槽段142对应于第一槽段141的中间段1413的最大尺寸的位置与第二槽段142的第一端之间的部分在环体1的周向上的尺寸大于等于第一槽段141的中间段1413的最大尺寸，且第二槽段142对应于第一槽段141的中间段1413的最大尺寸的位置与第二槽段142的第一端之间的部分沿环体1的径向方向一致，第二槽段142的第二端在环体1的周向上的尺寸小于中间段1413的最大尺寸。

导磁块2的横截面上的形状和尺寸与第一槽段141的形状和尺寸一致，如图8所示，导磁块2在环体1的径向上具有两端部，其中在环体1的横截面上，导磁块2在环体1的周向上的尺寸从导磁块2的中间位置朝向导磁块2的两端部逐渐减小，即导磁块2在环体1的径向上的尺寸为中间大、两端大，以与第一槽段141的形状尺寸相适应。导磁块2沿环体1的径向进入第二槽段142后沿环体1的轴向进入并安装在第一槽段141内。其中多个导磁块2一一对应地安装在多个第一槽段141，即每个第一槽段141内安装有一个导磁块2。具体地，导磁块2包括多段，其中每段在环体1的轴向上的长度小于或等于第二槽段142在环体1的轴向上的长度以允许该段能够沿径向进入第二槽段142内。由此，多段依次通过第二槽段142进入第一槽段141内以形成导磁块2。

每个第二槽段142内安装有一个固定块3，固定块3的形状尺寸与第二槽段142的形状尺寸相适应，以使固定块3沿环体1的径向进入第二槽段142内并安装在第二槽段142内以在环体1的轴向上固定导磁块2。由于第一槽段141和第二槽段142从右向左依次布置，则导磁块2和固定块3从右向左依次布置。

在第二槽段142在环体1的周向上的尺寸沿环体1的径向从外向内逐渐减小，且固定块2在环体1的周向上的尺寸沿环体1的径向从外向内逐渐减小时，套环4套在环体1的外周面上且盖住固定块3的外表面；在第二槽段142在环体1的周向上的尺寸沿环体1的径向从内向外逐渐减小，且固定块2在环体1的周向上的尺寸沿环体1的径向从内向外逐渐减小时，环体1套在套环4的外周面上且套环4的外周面盖住固定块3的内周面。

下面参考图12-13描述根据发明另一个实施例的磁齿轮装置。

如图12-13所示，根据发明实施例的磁齿轮装置包括外磁环100、内磁环200和调磁环300。其中调磁环300包括非导磁的环体1、多个导磁块2、多个固定块3和套环4。

环体1具有第一端环11、第二端环12和多个隔条13，第一端环11和第二端环12从右向左依次布置、彼此间隔开且彼此相对。

多个隔条13沿环体11的周向均匀间隔布置，相邻隔条13之间形成安装槽14。安装槽14包括在从左向右依次布置且彼此连通的第一槽段141和第二槽段142，每个第一槽段141内安装有一个导磁块2，每个第二槽段142内安装有一个固定块3，导磁块2和固定块3从左向右依次布置。

图12-13所示的磁齿轮装置的其他结构和操作可以与图1-11所示实施例相同，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种磁齿轮装置，其特征在于，包括外磁环、内磁环和调磁环，所述外磁环套在所述内磁环上且与所述内磁环间隔开，所述调磁环设在所述外磁环和所述内磁环之间且与所述内磁环和所述外磁环间隔开，所述调磁环包括：

非导磁的环体，所述环体具有第一端环、第二端环和多个隔条，所述隔条具有第一端和第二端，所述隔条的第一端与所述第一端环相连，所述隔条的第二端与所述第二端环相连，且所述隔条、所述第一端环和所述第二端环一体形成，多个所述隔条沿所述环体的周向间隔布置，相邻隔条之间形成安装槽，所述安装槽包括在所述环体的轴向上彼此相接的第一槽段和第二槽段，

其中在所述环体的径向截面上，所述第一槽段在所述环体的径向上具有第一端部、第二端部和位于所述第一端部与所述第二端部之间的中间段，其中所述中间段的至少一部分在所述环体的周向上的尺寸大于所述第一端部在所述环体的周向上的尺寸和所述第二端部在所述环体的周向上的尺寸，在所述环体的径向截面上，所述第一槽段在所述环体的周向上的尺寸从所述第一槽段的中心位置朝向所述第一端部和所述第二端部逐渐减小；

多个导磁块，所述导磁块的横截面轮廓与所述第一槽段在所述环体的径向截面上的轮廓适配，所述导磁块沿所述环体的径向进入所述第二槽段后沿所述环体的轴向进入并安装在所述第一槽段内；

多个非导磁的固定块，所述固定块安装在所述第二槽段内以在所述环体的轴向上固定所述导磁块。

2.根据权利要求1所述的磁齿轮装置，其特征在于，所述外磁环为定子，所述内磁环为高速转子，所述调磁环为低速转子，且所述内磁环和所述调磁环的转动方向相同。

3.根据权利要求1所述的磁齿轮装置，其特征在于，所述调磁环、所述内磁环和所述外磁环同轴布置。

4.根据权利要求1所述的磁齿轮装置，其特征在于，在所述环体的径向截面上，所述第二槽段在所述环体的径向上具有第一端和第二端，所述第二槽段对应于所述中间段的最大尺寸的位置与所述第二槽段的至少一端之间的部分在所述环体的周向上的尺寸大于等于所述中间段的最大尺寸。

5.根据权利要求4所述的磁齿轮装置，其特征在于，所述第二槽段对应于所述中间段的最大尺寸的位置与所述第二槽段的第一端之间的部分的尺寸沿所述环体的径向方向一致，且所述第二槽段的第二端在所述环体的周向上的尺寸小于所述中间段的最大尺寸。

6.根据权利要求4所述的磁齿轮装置，其特征在于，所述调磁环还包括套环，所述套环设在所述环体的外周面上或设在所述环体的内周面上以防止所述固定块脱出所述第二槽段。

7.根据权利要求1所述的磁齿轮装置，其特征在于，所述第一槽段的两侧壁均为弧形。

8.根据权利要求1所述的磁齿轮装置，其特征在于，在所述环体的径向截面上，所述第一槽段呈大体十字型。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的磁齿轮装置，其特征在于，所述第一槽段沿所述环体的轴向的长度大于所述第二槽段沿所述环体的轴向的长度。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的磁齿轮装置，其特征在于，所述导磁块由多个非晶态软磁合金片叠置而成，相邻非晶态软磁合金片之间通过非导电粘结剂层彼此粘结和隔离，所述环体为非磁性金属环体、非磁性合金环体、玻璃钢环体、玻璃纤维环体、陶瓷环体、碳纤维环体或树脂材料环体，所述固定块为非磁性金属固定块、非磁性合金固定块、玻璃钢固定块、玻璃纤维固定块、陶瓷固定块、碳纤维固定块或树脂材料固定块。

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