CN112821715A - 一种筒式磁轮传动装置 - Google Patents

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王向东
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Wuhu magnetic wheel transmission technology Co.,Ltd.
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Jiangsu Jinling Permanent Magnet Industry Research Institute Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种筒式磁轮传动装置，包括高速永磁转子(1)、低速永磁转子(2)、调制环(3)和支撑座(4)；调制环(3)通过支撑架(4)固定；高速永磁转子(1)和低速永磁转子(2)布置在调制环(3)的两端；高速永磁转子(1)与调制环(3)同轴套装并通过空气间隙隔开；低速永磁转子(2)与调制环(3)同轴套装并通过空气间隙隔开；高速永磁转子(1)的磁场经过调制环(3)调制后与低速永磁转子(2)的磁场作用，低速永磁转子(2)的磁场经过调制环(3)调制后与高速永磁转子(1)的磁场作用，从而实现扭矩的传递和转速的变化。本发明的筒式磁轮传动装置结构简单，装配工艺简单，适宜推广使用。

Description

一种筒式磁轮传动装置
技术领域
本发明涉及一种永磁齿轮技术领域，具体地说是一种基于磁场调制原理的筒式磁轮传动装置。
背景技术
磁轮传动是一种利用磁力实现传动和变速的装置，由于装置中应用了大量的高性能永磁体和导磁材料，且有2个旋转部件，对精度的要求较高，结构复杂，导致装配难度较大，工艺上较难实现，限制了磁轮传动装置的推广应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种筒式磁轮传动装置，该磁轮传动装置解决了现有磁轮传动结构复杂、装配难度大的问题，提供一种结构简单、装配工艺简单的筒式磁轮传动装置。
本发明的目的是通过以下技术方案解决的：
一种筒式磁轮传动装置，包括高速永磁转子、低速永磁转子、调制环和支撑座。其特征在于：调制环为通过支撑架固定；高速永磁转子和低速永磁转子布置在调制环的两端；高速永磁转子与调制环同轴套装并通过空气间隙隔开；低速永磁转子与调制环同轴套装并通过空气间隙隔开；高速永磁转子的磁场经过调制环调制后与低速永磁转子的磁场作用，低速永磁转子的磁场经过调制环调制后与高速永磁转子的磁场作用，从而实现扭矩的传递和转速的变化。
所述的高速永磁转子由高速法兰和高速永磁环A组成；高速永磁环A为永磁体沿圆周方向周期排列形成的磁极对数为p1的筒状结构；高速永磁环A与高速法兰同轴并固定于高速法兰端面；高速永磁转子通过高速法兰与高速轴相连，并与高速轴同步旋转；所述的低速永磁转子由低速法兰和低速永磁环A组成；低速永磁环A为永磁体沿圆周方向周期排列形成的磁极对数为p2的筒状结构；低速永磁环A与低速法兰同轴并固定于低速法兰端面；低速永磁转子通过低速法兰与低速轴相连，并与低速轴同步旋转。
所述的调制环由导磁块和不导磁块间隔排列形成筒状结构或非筒状结构；调制环的轴线形状是直线或非直线；导磁块的数量为p3；所述的调制环沿轴向的长度短，实现磁场近距离传输，所述的调制环沿轴向的长度长，实现磁场远距离传输。
所述的高速永磁转子和低速永磁转子的转速比与高速永磁转子的磁极对数p1、低速永磁转子的磁极对数p2和调制环中导磁块的数量p3相关。
所述的高速永磁转子设置于调制环一端的外圈，低速永磁转子设置于调制环另一端的外圈。
所述的高速永磁转子设置于调制环一端的内圈，低速永磁转子设置于调制环另一端的外圈。
所述的高速永磁转子设置于调制环一端的外圈，低速永磁转子设置于调制环另一端的内圈。
所述的高速永磁转子设置于调制环一端的内圈，低速永磁转子设置于调制环另一端的内圈。
所述的高速永磁转子由高速法兰、高速永磁环A和高速永磁环B组成，高速永磁环A和高速永磁环B均为永磁体沿圆周方向周期排列形成的磁极对数为p1的筒状结构，且高速永磁环A和高速永磁环B同轴套装并固定于高速法兰端面；高速永磁转子通过高速法兰与高速轴相连，并与高速轴同步旋转；低速永磁转子由低速法兰、低速永磁环A和低速永磁环B组成；低速永磁环A和低速永磁环B均为永磁体沿圆周方向周期排列形成的磁极对数为p2的筒状结构，且低速永磁环A和低速永磁环B同轴套装并固定于低速法兰端面；低速永磁转子通过低速法兰与低速轴相连，并与低速轴同步旋转；调制环的一端设置于高速永磁环A和高速永磁环B之间，调制环与高速永磁环A之间的气隙和调制环与高速永磁环B之间的气隙同心设置构成双层气隙；调制环的另一端设置于低速永磁环A和低速永磁环B之间，调制环与低速永磁环A之间的气隙和调制环与低速永磁环B之间的气隙同心设置构成双层气隙。
本发明相比现有技术有如下优点：
本发明将同轴套装的高速永磁转子和低速永磁转子分别设置于调制环的两端，高速永磁转子和低速永磁转子上的磁场通过调制环的传递实现相互作用，实现高速永磁转子带动低速永磁转子旋转达到减速的目的，或低速永磁转子带动高速永磁转子旋转达到增速的目的；高速永磁转子和低速永磁转子直接安装于原动机和负载的传动轴上，省去至少4个轴承和2根传动轴。该筒式磁轮传动装置结构简单，装配工艺简单，适宜推广使用。
附图说明
附图1为本发明的筒式磁轮传动装置实施例一结构示意图；
附图2为附图1的截面A-A结构示意图；
附图3为附图1的截面B-B结构示意图；
附图4为本发明的筒式磁轮传动装置实施例二结构示意图；
附图5为本发明的筒式磁轮传动装置实施例三结构示意图；
附图6为本发明的筒式磁轮传动装置实施例四结构示意图；
附图7为本发明的筒式磁轮传动装置实施例五结构示意图；
其中：1高速永磁转子；1-1高速法兰；1-2高速永磁环A；1-3高速永磁环B；2低速永磁转子；2-1低速法兰；2-2低速永磁环A；2-3低速永磁环B；3调制环；3-1导磁块；3-2不导磁块；4支撑座；5高速轴；6低速轴。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图1-7所示：一种筒式磁轮传动装置，包括高速永磁转子(1)、低速永磁转子(2)、调制环(3)和支撑座(4)。高速永磁转子(1)由高速法兰(1-1)和高速永磁环A(1-2)组成；高速永磁环A(1-2)为永磁体沿圆周方向周期排列形成的磁极对数为p1的筒状结构；高速永磁环A(1-2)与高速法兰(1-1)同轴并固定于高速法兰(1-1)端面；高速永磁转子(1)通过高速法兰(1-1)与高速轴(5)相连，并与高速轴(5)同步旋转。低速永磁转子(2)由低速法兰(2-1)和低速永磁环A(2-2)组成；低速永磁环A(2-2)为永磁体沿圆周方向周期排列形成的磁极对数为p2的筒状结构；低速永磁环A(2-2)与低速法兰(2-1)同轴并固定于低速法兰(2-1)端面；低速永磁转子(2)通过低速法兰(2-1)与低速轴(6)相连，并与低速轴(6)同步旋转。调制环(3)由导磁块(3-1)和不导磁块(3-2)间隔排列形成筒状结构或非筒状结构；调制环(3)的轴线形状是直线或非直线；导磁块(3-1)的数量为p3；所述的调制环(3)沿轴向的长度短，实现磁场近距离传输；所述的调制环(3)沿轴向的长度长，实现磁场远距离传输，调制环(3)通过支撑架(4)固定。高速永磁转子(1)和低速永磁转子(2)布置在调制环(3)的两端；高速永磁转子(1)与调制环(3)同轴套装并通过空气间隙隔开；低速永磁转子(2)与调制环(3)同轴套装并通过空气间隙隔开。高速永磁转子(1)的磁场经过调制环(3)调制后与低速永磁转子(2)的磁场作用，低速永磁转子(2)的磁场经过调制环(3)调制后与高速永磁转子(1)的磁场作用，从而实现扭矩的传递和转速的变化。高速永磁转子(1)与低速永磁转子(2)的转速比与高速永磁转子(1)的磁极对数p1、低速永磁转子(2)的磁极对数p2和调制环(3)中导磁块(3-1)的数量p3相关。
在上述结构中，高速永磁转子(1)设置于调制环(3)一端的外圈，低速永磁转子(2)设置于调制环(3)另一端的外圈，具体结构如图1、图2、图3所示。
在上述结构中，高速永磁转子(1)设置于调制环(3)一端的内圈，低速永磁转子(2)设置于调制环(3)另一端的外圈，具体结构如图4所示。
在上述结构中，高速永磁转子(1)设置于调制环(3)一端的外圈，低速永磁转子(2)设置于调制环(3)另一端的内圈，具体结构如图5所示。
在上述结构中，高速永磁转子(1)设置于调制环(3)一端的内圈，低速永磁转子(2)设置于调制环(3)另一端的内圈，具体结构如图6所示。
在上述结构中，高速永磁转子(1)由高速法兰(1-1)、高速永磁环A(1-2)和高速永磁环B(1-3)组成，高速永磁环A(1-2)和高速永磁环B(1-3)均为永磁体沿圆周方向周期排列形成的磁极对数为p1的筒状结构，且高速永磁环A(1-2)和高速永磁环B(1-3)同轴套装并固定于高速法兰(1-1)端面；高速永磁转子(1)通过高速法兰(1-1)与高速轴(5)相连，并与高速轴(5)同步旋转；低速永磁转子(2)由低速法兰(2-1)、低速永磁环A(2-2)和低速永磁环B(2-3)组成；低速永磁环A(2-2)和低速永磁环B(2-3)均为永磁体沿圆周方向周期排列形成的磁极对数为p2的筒状结构，且低速永磁环A(2-2)和低速永磁环B(2-3)同轴套装并固定于低速法兰(2-1)端面；低速永磁转子(2)通过低速法兰(2-1)与低速轴(6)相连，并与低速轴(6)同步旋转；调制环(3)的一端设置于高速永磁环A(1-2)和高速永磁环B(1-3)之间，调制环(3)与高速永磁环A(1-2)之间的气隙和调制环(3)与高速永磁环B(1-3)之间的气隙同心设置构成双层气隙；调制环(3)的另一端设置于低速永磁环A(2-2)和低速永磁环B(2-3)之间，调制环(3)与低速永磁环A(2-2)之间的气隙和调制环(3)与低速永磁环B(2-3)之间的气隙同心设置构成双层气隙。具体结构如图7所示。
实施例一
在上述结构的基础上，如图1、图2和图3所示，高速永磁转子(1)和低速永磁转子(2)的内径大于调制环(3)的外径，将高速永磁转子(1)设置于调制环(3)一端的外圈，低速永磁转子(2)设置于调制环(3)另一端的外圈，高速永磁转子(1)的磁场经过调制环(3)调制后与低速永磁转子(2)的磁场作用，低速永磁转子(2)的磁场经过调制环(3)调制后与高速永磁转子(1)的磁场作用，从而实现扭矩的传递和转速的变化。
实施例二
在上述结构的基础上，如图4所示，高速永磁转子(1)的外径小于调制环(3)的内径，低速永磁转子(2)的内径大于调制环(3)的外径，高速永磁转子(1)设置于调制环(3)一端的内圈，低速永磁转子(2)设置于调制环(3)另一端的外圈，高速永磁转子(1)的磁场经过调制环(3)调制后与低速永磁转子(2)的磁场作用，低速永磁转子(2)的磁场经过调制环(3)调制后与高速永磁转子(1)的磁场作用，从而实现扭矩的传递和转速的变化。
实施例三
在上述结构的基础上，如图5所示，高速永磁转子(1)的内径大于调制环(3)的外径，低速永磁转子(2)的外径小于调制环(3)的内径，高速永磁转子(1)设置于调制环(3)一端的外圈，低速永磁转子(2)设置于调制环(3)另一端的内圈，高速永磁转子(1)的磁场经过调制环(3)调制后与低速永磁转子(2)的磁场作用，低速永磁转子(2)的磁场经过调制环(3)调制后与高速永磁转子(1)的磁场作用，从而实现扭矩的传递和转速的变化。
实施例四
在上述结构的基础上，如图6所示，高速永磁转子(1)和低速永磁转子(2)的外径小于调制环(3)的内径，将高速永磁转子(1)设置于调制环(3)一端的内圈，低速永磁转子(2)设置于调制环(3)另一端的内圈，高速永磁转子(1)的磁场经过调制环(3)调制后与低速永磁转子(2)的磁场作用，低速永磁转子(2)的磁场经过调制环(3)调制后与高速永磁转子(1)的磁场作用，从而实现扭矩的传递和转速的变化。
实施例五
在上述结构的基础上，如图7所示，高速永磁转子(1)的永磁环有2层，分别是高速永磁环A(1-2)和高速永磁环B(1-3)，高速永磁环A(1-2)和高速永磁环B(1-3)均为永磁体沿圆周方向周期排列形成的磁极对数为p1的筒状结构，且高速永磁环A(1-2)和高速永磁环B(1-3)同轴套装并固定于高速法兰(1-1)端面；高速永磁转子(1)通过高速法兰(1-1)与高速轴(5)相连，并与高速轴(5)同步旋转；低速永磁转子(2)的永磁环有2层，分别是低速永磁环A(2-2)和低速永磁环B(2-3)；低速永磁环A(2-2)和低速永磁环B(2-3)均为永磁体沿圆周方向周期排列形成的磁极对数为p2的筒状结构，且低速永磁环A(2-2)和低速永磁环B(2-3)同轴套装并固定于低速法兰(2-1)端面；低速永磁转子(2)通过低速法兰(2-1)与低速轴(6)相连，并与低速轴(6)同步旋转；调制环(3)的一端设置于高速永磁环A(1-2)和高速永磁环B(1-3)之间，调制环(3)与高速永磁环A(1-2)之间的气隙和调制环(3)与高速永磁环B(1-3)之间的气隙同心设置构成双层气隙；调制环(3)的另一端设置于低速永磁环A(2-2)和低速永磁环B(2-3)之间，调制环(3)与低速永磁环A(2-2)之间的气隙和调制环(3)与低速永磁环B(2-3)之间的气隙同心设置构成双层气隙。高速永磁转子(1)的磁场经过调制环(3)调制后与低速永磁转子(2)的磁场作用，低速永磁转子(2)的磁场经过调制环(3)调制后与高速永磁转子(1)的磁场作用，从而实现扭矩的传递和转速的变化。
本发明将同轴套装的高速永磁转子(1)和低速永磁转子(2)分别设置于调制环(3)的两端，高速永磁转子(1)和低速永磁转子(2)上的磁场通过调制环(3)的传递实现相互作用，实现高速永磁转子(1)带动低速永磁转子(2)旋转达到减速的目的，或低速永磁转子(2)带动高速永磁转子(1)旋转达到增速的目的；高速永磁转子(1)和低速永磁转子(2)直接安装于原动机和负载的传动轴上，省去至少4个轴承和2根传动轴。该筒式磁轮传动装置结构简单，装配工艺简单，适宜推广使用。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种筒式磁轮传动装置，包括高速永磁转子(1)、低速永磁转子(2)、调制环(3)和支撑座(4)。其特征在于：调制环(3)通过支撑架(4)固定；高速永磁转子(1)和低速永磁转子(2)布置在调制环(3)的两端；高速永磁转子(1)与调制环(3)同轴套装并通过空气间隙隔开；低速永磁转子(2)与调制环(3)同轴套装并通过空气间隙隔开；高速永磁转子(1)的磁场经过调制环(3)调制后与低速永磁转子(2)的磁场作用，低速永磁转子(2)的磁场经过调制环(3)调制后与高速永磁转子(1)的磁场作用，从而实现扭矩的传递和转速的变化。
2.根据权利要求1所述的一种筒式磁轮传动装置，其特征在于：高速永磁转子(1)由高速法兰(1-1)和高速永磁环A(1-2)组成；高速永磁环A(1-2)为永磁体沿圆周方向周期排列形成的磁极对数为p1的筒状结构；高速永磁环A(1-2)与高速法兰(1-1)同轴并固定于高速法兰(1-1)端面；高速永磁转子(1)通过高速法兰(1-1)与高速轴(5)相连，并与高速轴(5)同步旋转；低速永磁转子(2)由低速法兰(2-1)和低速永磁环A(2-2)组成；低速永磁环A(2-2)为永磁体沿圆周方向周期排列形成的磁极对数为p2的筒状结构；低速永磁环A(2-2)与低速法兰(2-1)同轴并固定于低速法兰(2-1)端面；低速永磁转子(2)通过低速法兰(2-1)与低速轴(6)相连，并与低速轴(6)同步旋转。
3.根据权利要求1所述的一种筒式磁轮传动装置，其特征在于：调制环(3)由导磁块(3-1)和不导磁块(3-2)间隔排列形成筒状结构或非筒状结构；调制环(3)的轴线形状是直线或非直线；导磁块(3-1)的数量为p3；所述的调制环(3)沿轴向的长度短，实现磁场近距离传输；所述的调制环(3)沿轴向的长度长，实现磁场远距离传输。
4.根据权利要求2或3所述的一种筒式磁轮传动装置，其特征在于：高速永磁转子(1)与低速永磁转子(2)的转速比与高速永磁转子(1)的磁极对数p1、低速永磁转子(2)的磁极对数p2和调制环(3)中导磁块(3-1)的数量p3相关。
5.根据权利要求1或2所述的一种筒式磁轮传动装置，其特征在于：高速永磁转子(1)设置于调制环(3)一端的外圈，低速永磁转子(2)设置于调制环(3)另一端的外圈。
6.根据权利要求1或2所述的一种筒式磁轮传动装置，其特征在于：高速永磁转子(1)设置于调制环(3)一端的内圈，低速永磁转子(2)设置于调制环(3)另一端的外圈。
7.根据权利要求1或2所述的一种筒式磁轮传动装置，其特征在于：高速永磁转子(1)设置于调制环(3)一端的外圈，低速永磁转子(2)设置于调制环(3)另一端的内圈。
8.根据权利要求1或2所述的一种筒式磁轮传动装置，其特征在于：高速永磁转子(1)设置于调制环(3)一端的内圈，低速永磁转子(2)设置于调制环(3)另一端的内圈。
9.根据权利要求1所述的一种筒式磁轮传动装置，其特征在于：高速永磁转子(1)由高速法兰(1-1)、高速永磁环A(1-2)和高速永磁环B(1-3)组成，高速永磁环A(1-2)和高速永磁环B(1-3)均为永磁体沿圆周方向周期排列形成的磁极对数为p1的筒状结构，且高速永磁环A(1-2)和高速永磁环B(1-3)同轴套装并固定于高速法兰(1-1)端面；高速永磁转子(1)通过高速法兰(1-1)与高速轴(5)相连，并与高速轴(5)同步旋转；低速永磁转子(2)由低速法兰(2-1)、低速永磁环A(2-2)和低速永磁环B(2-3)组成；低速永磁环A(2-2)和低速永磁环B(2-3)均为永磁体沿圆周方向周期排列形成的磁极对数为p2的筒状结构，且低速永磁环A(2-2)和低速永磁环B(2-3)同轴套装并固定于低速法兰(2-1)端面；低速永磁转子(2)通过低速法兰(2-1)与低速轴(6)相连，并与低速轴(6)同步旋转；调制环(3)的一端设置于高速永磁环A(1-2)和高速永磁环B(1-3)之间，调制环(3)与高速永磁环A(1-2)之间的气隙和调制环(3)与高速永磁环B(1-3)之间的气隙同心设置构成双层气隙；调制环(3)的另一端设置于低速永磁环A(2-2)和低速永磁环B(2-3)之间，调制环(3)与低速永磁环A(2-2)之间的气隙和调制环(3)与低速永磁环B(2-3)之间的气隙同心设置构成双层气隙。
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