CN113937978A - 调磁环和永磁齿轮变速装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种调磁环以及具有该调磁环的永磁齿轮变速装置。本发明提出的调磁环中，与环体的安装槽适配的导磁块具有第一燕尾部和第二燕尾部，并且第一燕尾部和第二燕尾部中的每一者的侧面均与安装槽的壁面相接触，每个导磁块通过这四个限位接触面与环体之间形成了更稳定的限位关系，增强了调磁环的整体结构强度和刚度，不易变形，更好地避免了由于转动离心力和内磁环以及外磁环的磁力导致导磁块脱离环体，从而避免了扫膛现象的发生，提高了安全系数，将其作为动力传动结构使用时，能够满足高扭矩的传动需求，推动了永磁齿轮变速装置在工业上的应用。

Description

调磁环和永磁齿轮变速装置

技术领域

本发明涉及永磁齿轮技术领域，更具体地，涉及一种调磁环以及具有该调磁环的永磁齿轮变速装置。

背景技术

永磁齿轮变速装置广泛应用于传动领域，由于其主动轮和从动轮之间没有物理接触，而是利用永磁体磁场件的作用力进行传动，因此永磁齿轮变速装置是传动领域的理想选择，具有性能好、可靠性高的优点。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。其中调磁环包括调磁环骨架和导磁块，相关技术中的导磁块与调磁环骨架之间通常为线接触，相互限位关系稳定性不足，在磁力和离心力的作用下，导磁块易从骨架中脱出，与内磁环和外磁环剐蹭，发生扫膛。

发明内容

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。为此，本发明的实施例提出一种整体结构强度和刚度高、稳定性好、安全系数高、加工方便、结构合理的调磁环。

本发明的实施例还提出一种整体结构强度和刚度高、稳定性好、安全系数高的永磁齿轮变速装置。

根据本发明实施例的调磁环包括：非导磁的环体，所述环体上设有多个沿其径向贯穿所述环体的安装槽，多个所述安装槽沿所述环体的周向间隔排布；多个导磁块，多个所述导磁块一一对应地配合在多个所述安装槽内，且每个所述导磁块的横截面轮廓与相应的所述安装槽的横截面轮廓适配以便每个所述导磁块的侧面与相应的所述安装槽的壁面接触，每个所述导磁块在所述环体的径向上具有从外向内依次排布的第一燕尾部、中间部和第二燕尾部，其中所述第一燕尾部在所述环体的周向上的尺寸从内向外逐渐增大以便所述第一燕尾部与所述安装槽的壁面之间构成面接触，所述第二燕尾部在所述环体的周向上的尺寸从外向内逐渐增大以便所述第二燕尾部与所述安装槽的壁面之间构成面接触。

根据本发明的实施例提供的调磁环中，与环体的安装槽适配的导磁块具有第一燕尾部和第二燕尾部，并且第一燕尾部和第二燕尾部中的每一者的侧面均与安装槽的壁面相接触，每个导磁块通过这四个限位接触面与环体之间形成了更稳定的限位关系，增强了调磁环的整体结构强度和刚度，不易变形，更好地避免了由于转动离心力和内磁环以及外磁环的磁力导致导磁块脱离环体，从而避免了扫膛现象的发生，提高了安全系数，将其作为动力传动结构使用时，能够满足高扭矩的传动需求，推动了永磁齿轮变速装置在工业上的应用。

此外，相关技术中导磁块的中间部的尺寸大于内外两端的尺寸，导磁块与安装槽的壁面的接触位置非面接触，而是导磁块的最大尺寸的位置的两侧与安装槽的壁面之间形成的两个线接触，一旦任一线接触的位置发生变形或尺寸误差，导磁块将从安装槽中脱离。本领域的技术人员熟知，由于调磁环和内磁环或外磁环之间的间隙很小，即使导磁块只有很少的一部分从安装槽中脱离，也很容易和内磁环或外磁环发生碰撞，造成扫膛。因此，与相关技术中的上述技术方案相比，本发明实施例提供的调磁环中的导磁块与环体之间的接触更加紧密、稳定，导磁块更不易脱离安装槽。

并且，本发明实施例中的导磁块的第一燕尾部和第二燕尾部的结构相比台阶结构更易加工，因此调磁环还具有加工方便、结构合理的优点。

综上，本发明实施例提供的调磁环具有整体结构强度和刚度高、稳定性好、安全系数高、加工方便、结构合理的优点。

在一些实施例中，所述第一燕尾部与所述安装槽的壁面的接触面为平面或弧面，所述第二燕尾部与所述安装槽的壁面的接触面为平面或弧面。

在一些实施例中，所述第一燕尾部和所述第二燕尾部中的每一者的最大尺寸大于所述中间部的最大尺寸。

在一些实施例中，所述导磁块由多个软磁材料片叠置而成，相邻软磁材料片之间通过非导电粘结剂层彼此粘结和隔离。

根据本发明另一种实施例提出的永磁齿轮变速装置，包括内磁环，所述内磁环包括内磁环永磁体、内磁环铁芯和内磁环筒体，所述内磁环永磁体设在所述内磁环铁芯的外周面上，所述内磁环铁芯套设在所述内磁环筒体上；外磁环，所述外磁环包括外磁环永磁体、外磁环铁芯和外磁环筒体，所述外磁环永磁体设在所述外磁环铁芯的内周面上，所述外磁环筒体套设在所述外磁环铁芯上；调磁环，所述调磁环为根据本发明上述实施例所述的调磁环，所述内磁环、所述调磁环和所述外磁环从内向外同轴套装且彼此间隔；和输入轴和输出轴，所述内磁环与所述输入轴传动连接，所述调磁环与所述输出轴传动连接，所述输入轴、所述输出轴和所述内磁环同轴。

在一些实施例中，永磁齿轮变速装置还包括：外支撑轴承，所述外支撑轴承套设在所述调磁环骨架上，所述外支撑轴承在所述内磁环的径向上位于所述外磁环筒体和所述调磁环骨架之间并与所述外磁环筒体和所述调磁环骨架中的每一者相接触；和内支撑轴承，所述输出轴的一端伸入所述内磁环筒体内，所述内支撑轴承套设在所述输出轴的所述一端上，所述内支撑轴承在所述内磁环的径向上位于所述内磁环筒体和所述输出轴之间并与所述内磁环筒体和所述输出轴中的每一者相接触。

在一些实施例中，永磁齿轮变速装置还包括：内磁环法兰，所述内磁环法兰套设在所述输入轴上且与所述内磁环相连以便所述内磁环与所述输入轴传动连接；和调磁环法兰，所述调磁环法兰套设在所述输出轴上且与所述调磁环骨架相连以便所述调磁环与所述输出轴传动连接。

在一些实施例中，所述外支撑轴承位于所述外磁环永磁体的远离所述输出轴的一侧。

在一些实施例中，永磁齿轮变速装置还包括：外支撑轴承，所述外支撑轴承套设在所述输入轴上；第一调磁环法兰和第二调磁环法兰，所述第一调磁环法兰和所述第二调磁环法兰均与所述调磁环相连且在所述内磁环的轴向上分别位于所述内磁环的两侧，所述第一调磁环法兰套设在所述输出轴上并与所述输出轴相连以便所述调磁环与所述输出轴传动连接，所述第二调磁环法兰套设在所述外支撑轴承上以便所述输入轴相对所述第二调磁环法兰可转动；内支撑轴承，所述内支撑轴承在所述内磁环的径向上配合在所述输入轴和所述输出轴之间。

在一些实施例中，所述输出轴的第一端设有凹槽，所述输入轴的第一端沿所述内磁环的轴向伸入所述凹槽中，所述内支撑轴承位于所述凹槽中并套设在所述输入轴的第一端上，或者，所述输入轴的第一端设有凹槽，所述输出轴的第一端沿所述内磁环的轴向伸入所述凹槽中，所述内支撑轴承位于所述凹槽中并套设在所述输出轴的第一端上。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例一的调磁环的结构示意图。

图2是图1实施例中调磁环的局部截面图。

图3是图1实施例中导磁块的结构示意图。

图4是图2中导磁块的截面图。

图5是图1实施例中环体的结构示意图。

图6是图1实施例中导磁块的组成结构。

图7是图1实施例中的固定块的结构示意图。

图8是图1实施例中的套环的结构示意图。

图9是根据本发明实施例一中调磁环的另一结构示意图。

图10是根据本发明实施例二中浇筑式调磁环的结构示意图。

图11是图10实施例中浇筑式调磁环的局部截面图。

图12是图10实施例中加强柱的结构示意图。

图13是图10实施例中的第一端环的结构示意图。

图14是图10实施例中的第二端环的结构示意图。

图15是图10实施例中的导磁块的结构示意图。

图16是图10实施例中的导磁块与定位柱的结构示意图。

图17是图10实施例中的加强隔环的结构示意图。

图18是根据本发明实施例三中的永磁齿轮变速装置的结构示意图.

图19是根据本发明实施例四中的永磁齿轮变速装置的结构示意图。

图20是根据本发明实施例五中的永磁齿轮变速装置的结构示意图。

图21是根据本发明实施例五中的永磁齿轮变速装置的传动效率曲线。

图22是根据本发明实施例五中的磁屏蔽环的结构示意图。

图23是根据本发明实施例六中的永磁齿轮变速装置的结构示意图。

附图标记：

调磁环001；浇筑式调磁环002；永磁齿轮变速装置003；内磁环004；内磁环永磁体0041；内磁环铁芯0042；内磁环筒体0043；外磁环005；外磁环永磁体0051；外磁环铁芯0052；外磁环筒体0053；输入轴0061；输出轴0062；外支撑轴承0071；内支撑轴承0072；内磁环法兰0081；调磁环法兰0082；第一调磁环法兰0091；第二调磁环法兰0092；环体100；安装槽110；槽段120；第一端环130a；第二端环140a；隔条150；导磁块200a；第一燕尾部210；中间部220；第二燕尾部230；软磁材料片240；非导电粘结剂层250；固定块300；套环400；骨架0011；导磁块200；导磁块200b；第一侧面201；第一定位槽2011；第二侧面202；第二定位槽2021；第一端环130b；第一螺纹孔131；低速轴安装孔132；第二端环140b；第二螺纹孔141；加强柱510；第一加强柱511；第二加强柱512；浇筑体520；加强隔环530；定位孔532；浇筑孔540；第一磁屏蔽环610；第二磁屏蔽环620；第三磁屏蔽环630；第四磁屏蔽环640，硅钢片631；非导电粘结剂层632；

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。

下面根据图1-9描述本发明的实施例的调磁环001。调磁环001包括非导磁的环体100和多个导磁块200a。

环体100上设有多个沿其径向贯穿环体100的安装槽110，多个安装槽110沿环体100的周向间隔排布。多个导磁块200a一一对应地配合在多个安装槽110内。并且，每个导磁块200a的横截面轮廓与其相应的安装槽110的横截面轮廓适配以便每个导磁块200a的侧面与相应的安装槽110的壁面接触。也就是说，每个导磁块200a的形状和与其对应的安装槽110的形状相适配，并且每个导磁块200a的侧面与安装槽110的壁面均接触。

需要说明的是，导磁块200a的侧面为其在环体100的周向上相对的两个面。为了表述方便，下文的“尺寸”均指代“在环体100的周向上的尺寸”。

其中，导磁块200a的横截面轮廓与其相应的安装槽110的横截面轮廓适配是指：导磁块200a的任一位置的尺寸应与相应的安装槽110的位置的尺寸相同或大致相同，并且，导磁块200a在环体100的径向上的长度等于安装槽110在环体100的径向上的长度。且当导磁块200a的某一部位尺寸增大，与该部位对应的安装槽110的部位的尺寸也相应地增大，当导磁块200a的某一部位尺寸减小，与该部位对应的安装槽110的部位的尺寸也相应地减小，以便导磁块200a的侧面能够与安装槽110的壁面相接触。

在环体100的径向上，每个导磁块200a具有从外向内依次排布的第一燕尾部210、中间部220和第二燕尾部230。其中第一燕尾部210的尺寸从内向外逐渐增大以便第一燕尾部210与安装槽110的壁面之间构成面接触，即第一燕尾部210的两个侧面与安装槽110的壁面之间为面接触，并形成了两个接触面。第二燕尾部230的尺寸从外向内逐渐增大以便第二燕尾部230与安装槽110的壁面之间构成面接触，即第二燕尾部230的两个侧面与安装槽110的壁面之间也为面接触，并又形成了两个接触面。

通过设置第一燕尾部210和第二燕尾部230，导磁块200a相对环体100实现自锁，并且每个导磁块200a与环体100之间形成了四个能够起到限位左右的接触面。其中“内”侧是指在环体100的径向上更靠近环体100的中心轴线的一侧，“外”侧是指在环体100的径向上更远离环体100的中心轴线的一侧。本领域的技术人员可以理解的是，第一燕尾部210的尺寸从内向外逐渐增大是指：第一燕尾部210的外沿的(在环体100的周向上相对的)两端相对第一燕尾部210的内沿的两端分别向两侧突出，第二燕尾部230的外沿的两端相对第二燕尾部230的内沿的两端分别向两侧突出。

根据本发明的实施例提供的调磁环中，与环体的安装槽适配的导磁块具有第一燕尾部和第二燕尾部，并且第一燕尾部和第二燕尾部中的每一者的侧面均与安装槽的壁面相接触，每个导磁块通过这四个限位接触面与环体之间形成了更稳定的限位关系，增强了调磁环的整体结构强度和刚度，不易变形，更好地避免了由于转动离心力和内磁环以及外磁环的磁力导致导磁块脱离环体，从而避免了扫膛现象的发生，提高了安全系数，将其作为动力传动结构使用时，能够满足高扭矩的传动需求，推动了永磁齿轮变速装置在工业上的应用。

此外，相关技术中导磁块的中间部的尺寸大于内外两端的尺寸，导磁块与安装槽的壁面的接触位置非面接触，而是导磁块的最大尺寸的位置的两侧与安装槽的壁面之间形成的两个线接触，一旦任一线接触的位置发生变形或尺寸误差，导磁块将从安装槽中脱离。本领域的技术人员熟知，由于调磁环和内磁环或外磁环之间的间隙很小，即使导磁块只有很少的一部分从安装槽中脱离，也很容易和内磁环或外磁环发生碰撞，造成扫膛。因此，与相关技术中的上述技术方案相比，本发明实施例提供的调磁环中的导磁块与环体之间的接触更加紧密、稳定，导磁块更不易脱离安装槽。

并且，本发明实施例中的导磁块的第一燕尾部和第二燕尾部的结构相比台阶结构更易加工，因此调磁环还具有加工方便、结构合理的优点。

综上，本发明实施例提供的调磁环具有整体结构强度和刚度高、稳定性好、安全系数高、加工方便、结构合理的优点。

本发明的实施例还提供了一种永磁齿轮变速装置003。永磁齿轮变速装置003包括内磁环004、调磁环001和外磁环005。

内磁环004包括内磁环永磁体0041、内磁环铁芯0042和内磁环筒体0043，内磁环永磁体0041设在内磁环铁芯0042的外周面上，内磁环铁芯0042套设在内磁环筒体0043上。也就是说，内磁环永磁体0041、内磁环铁芯0042和内磁环筒体0043从外向内依次相连。其中内磁环永磁体0041与内磁环铁芯0042的外周面相连，内磁环筒体0043与内磁环铁芯0042的内周面相连。

外磁环005包括外磁环永磁体0051、外磁环铁芯0052和外磁环筒体0053，外磁环永磁体0051设在外磁环铁芯0052的内周面上，外磁环筒体0053套设在外磁环铁芯0052上。也就是说，外磁环永磁体0051、外磁环铁芯0052和外磁环筒体0053从内向外依次相连，外磁环永磁体0051与外磁环铁芯0052的内周面相连，外磁环筒体0053与外磁环铁芯0052的外周面相连。

调磁环001包括骨架0011和嵌设在骨架0011中的导磁块200。内磁环004、调磁环001和外磁环005从内向外同轴套装且彼此间隔。并且导磁块200在内磁环004的径向上与内磁环永磁体0041和外磁环永磁体0051相对。也就是说，调磁环001套设在内磁环004上并且与内磁环004之间形成气隙，外磁环005套设在调磁环001上并与调磁环001之间形成气隙。

根据本发明实施例的永磁齿轮变速装置003，内磁环004和外磁环005之间形成磁场，调磁环001设在外磁环005和内磁环004之间，调磁环001可切割外磁环005和内磁环004之间的磁力线从而起到调磁的作用，实现速度和动力的变比功能。

下面以若干实施例进一步描述本发明提供的永磁齿轮变速装置003。

实施例一：

如图1所示，在本实施例中，调磁环001包括环体100和导磁块200a，环体100作为调磁环001的骨架0011。环体100非导磁。

如图2所示，环体100上设有多个沿环体100的周向间隔排布的安装槽110，优选地，安装槽110的长度方向沿环体100的轴向。多个导磁块200a一一对应地嵌在环体100上的安装槽110内。每个导磁块200a的横截面轮廓与其相应的安装槽110的横截面轮廓相适配，且导磁块200a的两个侧面与相应的安装槽110的壁面相接触。

如图3和图4所示，本发明实施例导磁块200a具有第一燕尾部210、中间部220和第二燕尾部230，中间部220与第一燕尾部210和第二燕尾部230中的每一者相连。

第一燕尾部210的尺寸从内向外逐渐增大且与安装槽110的壁面之间构成面接触，即第一燕尾部210的两侧与安装槽110的壁面之间的形成了两个限位接触面，以限制导磁块200a在磁场的作用下向内从安装槽110中脱出。第二燕尾部230的尺寸从外向内逐渐增大且其两侧与安装槽110的壁面之间也形成了两个限位接触面，以限制导磁块200a在磁场或离心力的作用下向外从安装槽110中脱出。由此，本发明实施例中的导磁块200a与环体100之间形成了稳定的限位关系，因此本发明实施例中的调磁环001具有良好的结构整体性、稳定性、结构强度和刚度。

如图2和图4所示，第一燕尾部210与安装槽110的壁面的接触面为平面，第二燕尾部230与安装槽110的壁面的接触面也为平面。也就是说，第一燕尾部210的两个侧面加工为平面，又由于导磁块200a的形状与安装槽110的形状配合，因此与第一燕尾部210相接触的安装槽110的部分也加工为平面。第二燕尾部230同理。

可选地，第一燕尾部210与安装槽110的壁面的接触面可以为弧面，第二燕尾部230与安装槽110的壁面的接触面也可以为弧面。也就是说，第一燕尾部210的两个侧面加工为弧面，又由于导磁块200a的形状与安装槽110的形状配合，因此与第一燕尾部210相接触的安装槽110的部分也加工为弧面。第二燕尾部230同理。

优选地，第一燕尾部210上弧形的侧面可以相对第一燕尾部210向里凹陷，与相对第一燕尾部210向外突出相比，结构更加合理。

可以理解的是，相比弧面，平面加工工艺更简单，因此优选第一燕尾部210和第二燕尾部230中的每一者与安装槽110的壁面的接触面为平面。

在本实施例中，第一燕尾部210和第二燕尾部230中的每一者的最大尺寸大于中间部220的最大尺寸。如图4所示，中间部220的在环体100的轴向上相对的两个侧面均为平面。中间部220的外端的尺寸稍大于中间部220的内端的尺寸，也就是说，中间部220的横截面的轮廓为倒梯形，其尺寸从内向外逐渐增大。中间部220的最大尺寸位置为其外端，第一燕尾部210的最大尺寸位置为其外端，第二燕尾部230的最大尺寸位置为其内端，如图1中可以看出，第一燕尾部210和第二燕尾部230中的每一者的最大尺寸大于中间部220的最大尺寸。此外，使中间部220的侧面均为平面，可以使导磁块200a的加工工艺更加简单，使导磁块200a的结构更加合理。

第一燕尾部210的最小尺寸位置为其内端，即第一燕尾部210的与中间部220相连的位置的尺寸最小。第二燕尾部230的最小尺寸位置为其外端，即第二燕尾部230的与中间部220相连的位置尺寸最小。第一燕尾部210的最小尺寸要大于第二燕尾部230的最小尺寸。

可以理解的是，本发明不限于此。例如，中间部220的尺寸从内向外可以保持不变，第一燕尾部210的最小尺寸等于第二燕尾部230的最小尺寸。此外，在其他实施例中，中间部220也可设计为中间窄、两端宽的结构，即中间部220的内端和外端中的每一者的尺寸大于至少一部分中间部220的尺寸，可以理解的是，满足上述条件的中间部220的结构具有多种，这里不作列举。

如图5所示，环体100包括第一端环130a、第二端环140a和若干隔条150，若干隔条150在环体100的轴向上位于第一端环130a和第二端环140a之间。若干隔条150在沿环体100的周向间隔排布。

环体100上还设有多个与安装槽110在环体100的轴向上一一对应相接的槽段120，相邻隔条150之间形成安装槽110和槽段120。导磁块200a能够沿环体100的径向进入槽段120内，并沿环体100的轴向进入安装槽110内。如图1和图7所示，调磁环001还包括多个非导磁的固定块300，多个固定块300一一对应地安装在槽段120内以便在环体100的轴向上对导磁块200a进行限位。固定块300的形状尺寸与槽段120的形状尺寸相适配。

图1和图5所示的调磁环001的结构示意图中，槽段120相比安装槽110靠近第一端环130a。在图9所示的调磁环001的另一结构示意图中，槽段120相比安装槽110靠近第二端环140a。

如图1和图8所示，调磁环001还包括套环400，套环400设在环体100的外周面上和/或环体100的内周面上以防止固定块300从槽段120内脱出。

可选地，槽段120在环体100的周向上的尺寸沿环体100的径向从外向内逐渐减小，套环400套设在环体100的外周面上并与固定块300的外侧面相抵。或者，槽段120在环体100的周向上的尺寸沿环体100的径向从外向内逐渐增大，套环400设在环体100的内周面上并与固定块300的内侧面相抵。或者，槽段120在环体100的周向上的尺寸沿环体100的径向从外向内保持不变，环体100的外周面上和环体100的内周面上均设置有套环400。

在其他实施例中，环体100上也可不设置槽段120，隔条150的一端与第二端环140a一体成型，隔条150的另一端与第一端环130a可拆卸地相连，相邻隔条150之间形成安装槽110。也就是说，当将第一端环130a拆卸下来，安装槽110的远离第二端环140a的一端敞开，可将导磁块200a沿着调磁环001的轴向装入安装槽110中，然后将第一端环130a与隔条150的另一端连接，从而将导磁块200a稳固地嵌入环体100的安装槽110中。

本实施例中，环体100为钛合金环体100。换言之，环体100由钛合金制成。可以理解的是，本发明并不限于此。通过采用具有高强度的钛合金制成环体100，能够进一步保证调磁环001的整体刚度和强度，从而使得调磁环001可用于永磁齿轮变速装置003的承载和动力传动。在变速机相同功率参数下，将调磁环001作为动力传动端口使用，能够获得最大的传动比和推力。

可选地，环体100为非磁性金属环体100、非磁性合金环体100、玻璃钢环体100、玻璃纤维环体100、陶瓷环体100、碳纤维环体100或树脂材料环体100。换言之，环体100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。此外，环体100的材料还可以为非导磁非导电的材料，例如玻璃钢、玻璃纤维、碳纤维或树脂材料等。

进一步地，如图6所示，本实施例中的导磁块200a由多个软磁材料片240叠置而成，相邻软磁材料片240之间通过非导电粘结剂层250彼此粘结和隔离。换言之，导磁块200a包括多个软磁材料片240和多个非导电粘结剂层250，且软磁材料片240和非导电粘结剂层250一一交替布置且彼此叠加在一起，即导磁块200a在制作过程中，按照软磁材料片240、非导电粘合剂层、软磁材料片240、非导电粘合剂层……的排布方式将其软磁材料片240和非导电粘合剂层叠加在一起以制成导磁块200a。其中软磁材料片240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。

根据本发明实施例的调磁环001，通过采用软磁材料和非导电粘合剂制成导磁块200a，能够提高导磁块200a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，提高性能和传动效率。由此将调磁环001设置成具有高性能导磁材料的导磁块200a的镶嵌式结构，能够降低调磁环001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250将相邻两个软磁材料片240粘结在一起的同时能够将相邻两个软磁材料片240隔离开，以使磁场形成在每个软磁材料片240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。

可选地，软磁材料片240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。

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环体100的轴向上的长度为0.025mm。

实施例二：

在本实施例中，永磁齿轮变速装置003中的调磁环采用浇筑式调磁环002。浇筑式调磁环002包括骨架0011和导磁块200b，骨架0011包括第一端环130b、第二端环140b以及与第一端环130b和第二端环140b中的每一者相连的若干加强柱510。导磁块200b位于第一端环130b和第二端环140b之间，相邻导磁块200b之间具有通过浇筑形成的浇筑体520。

下面根据图10-图17描述本发明的实施例的浇筑式调磁环002。如图10所示，本发明实施例的浇筑式调磁环002包括骨架0011和多个导磁块200b。

骨架0011包括在浇筑式调磁环002的轴向上相对的第一端环130b和第二端环140b。骨架0011还包括若干加强柱510，若干加强柱510沿浇筑式调磁环002的周向间隔排布，每个加强柱510的第一端与第一端环130b相连，每个加强柱510的第二端与第二端环140b相连。

多个导磁块200b沿浇筑式调磁环002的周向间隔排布且在浇筑式调磁环002的轴向上位于第一端环130b和第二端环140b之间，相邻导磁块200b之间具有浇筑间隙，浇筑间隙内填充有非导磁的浇筑体520以便浇筑体520浇筑在骨架0011和导磁块200b上。

也就是说，多个导磁块200b在浇筑式调磁环002的轴向上被夹持在第一端环130b和第二端环140b之间，导磁块200b、加强柱510、第一端环130b和第二端环140b形成了组成浇筑式调磁环002的笼体，导磁块200b和加强柱510作为该笼体的轴向力承载体。在浇筑式调磁环002的周向上，相邻两个导磁块200b之间具有用于浇筑非导磁的浇筑体520的间隙，即浇筑间隙。即在浇筑式调磁环002的周向上，导磁块200b和浇筑体520交替排布。其中浇筑间隙由导磁块200b和骨架0011共同限定出，浇筑体520是由浇筑材料浇筑在浇筑间隙中形成的。加强柱510的设置提高了浇筑式调磁环002的结构强度和刚度。

根据本实施例提供的浇筑式调磁环包括由导磁块、加强柱、第一端环和第二端环形成的笼体，浇筑体填充在相邻导磁块之间形成的浇筑间隙中，从而形成了具有更高整体强度和刚度的调磁环结构。经试验，该浇筑式调磁环在永磁齿轮变速装置中作为转子使用时，可以承受高达500MPa的扭矩强度，并满足15000NM的扭矩输出，且浇筑式调磁环的整体变形量小于0.5mm。因此，使用本发明实施例的浇筑式调磁环解决了百千瓦级永磁齿轮变速装置大扭矩输出的诸多问题，打通了大功率大扭矩永磁齿轮变速装置研发的技术路线，拓展了永磁齿轮变速装置的适用范围。

并且，可以理解的是，相关技术中的调磁环的骨架通常一体成型，这种一体式骨架上形成了用于安装导磁块的安装槽，其无法再进行内部的加强加工，只能在外侧或内侧设置加强环来增强结构强度和刚度，但该加工方式繁琐，零部件较多且成本较高。而本实施例中的浇筑式调磁环首先将骨架和导磁块组装成笼体式结构，该笼体式结构包括能够起到加强作用的加强柱，再通过浇筑将导磁块之间的间隙填充形成整体式的调磁环，加工方式合理、简单。

由此，本实施例提供的浇筑式调磁环具有强度和刚度高、承受力高、加工方式简单合理的优点。

需要说明的是，第一端环130b可以为法兰，第二端环140b也可以为法兰，以便浇筑式调磁环002与传动轴传动连接。如图10和图13所示，第一端环130b为法兰结构，具有低速轴安装孔132，低速轴通过低速轴安装孔132与第一端环130b连接以便浇筑式调磁环002与低速轴传动连接。或者，第一端环130b和第二端环140b均可与法兰相连以便浇筑式调磁环002与传动轴传动连接。

如图13和图14所示，第一端环130b上设有多个第一螺纹孔131，第二端环140b上设有多个第二螺纹孔141，加强柱510的第一端和第二端均设有外螺纹，加强柱510的第一端一一对应地配合在第一螺纹孔131中，加强柱510的第二端一一对应地配合在第二螺纹孔141中。通过螺纹配合，加强柱510与第一端环130b和第二端环140b实现定位和相互连接。

进一步地，至少一部分加强柱510组成多个加强柱组，多个加强柱组与多个导磁块200b一一对应且沿浇筑式调磁环002的周向依次间隔排布。每个加强柱组包括第一加强柱511和第二加强柱512，每个导磁块200b夹设在与其对应的加强柱组的第一加强柱511和第二加强柱512之间。可以理解的是，第一加强柱511可以包括一个或多个，第二加强柱512也可以包括第一或多个。可选地，导磁块200b的第一端与第一端环130b相抵，导磁块200b的第二端与第二端环140b相抵，在浇筑式调磁环002的轴向上，导磁块200b被第一端环130b和第二端环140b限位。

在其他实施例中，导磁块200b的第一端可以与第一端环130b相连，导磁块200b的第二端可以与第二端环140b相连。作为示例，第一端环130b的靠近第二端环140b的端面上形成多个沿浇筑式调磁环002的周向间隔排布的第一限位槽，第二端环140b的靠近第一端环130b的端面上形成多个沿浇筑式调磁环002的周向间隔排布的第二限位槽，多个第一限位槽和多个第二限位槽在浇筑式调磁环002的轴向上一一对应，每个导磁块200b的第一端伸入第一限位槽内、第二端伸入与第一限位槽对应的第二限位槽内。由此，导磁块200b与第一端环130b和第二端环140b之间形成在浇筑式调磁环002的轴向、周向和径向上限位。

如图11所示，在本实施例中，全部加强柱510组成多个加强柱组，一个第一加强柱511和一个第二加强柱512组成一个加强柱组。在其他实施例中，可以只有一部分加强柱510组成多个加强柱组，另一部分加强柱510为第三加强柱510，第三加强柱510均匀地沿浇筑式调磁环002的周向排布以起到进一步加强浇筑式调磁环002的强度和刚度的作用。

进一步地，如图11所示，每对加强柱组中的第一加强柱511和第二加强柱512沿浇筑式调磁环002的周向间隔设置。换言之，在浇筑式调磁环002的周向上，第一加强柱511和第二加强柱512交替设置。每个导磁块200b在浇筑式调磁环002的周向上位于相应的加强柱组的第一加强柱511和第二加强柱512之间。

如图11、图15和图16所示，为了将导磁块200b更好地限位，导磁块200b在浇筑式调磁环002的周向上具有相对的第一侧面201和第二侧面202。第一侧面201设有第一定位槽2011，第一加强柱511的至少一部分配合在第一定位槽2011内，第二侧面202设有第二定位槽2021，第二加强柱512的至少一部分配合在第二定位槽2021内。由此，在第一加强柱511和第二加强柱512的作用下，导磁块200b在浇筑式调磁环002的周向上和径向上被限位。导磁块200b和骨架0011从而形成了一个稳定的笼体式结构，提高了浇筑式调磁环002的整体结构稳定性。

可以理解的是，本发明不限于此，例如在其他实施例中，每对加强柱组中的第一加强柱511和第二加强柱512内外设置，每个导磁块200b在浇筑式调磁环002的径向上位于相应的加强柱组的第一加强柱511和第二加强柱512之间。导磁块200b的外侧面设有第一定位槽2011，第一加强柱511的至少一部分配合在第一定位槽2011内，导磁块200b的内侧面设有第二定位槽2021，第二加强柱512的至少一部分配合在第二定位槽2021内。

优选地，如图11所示，导磁块200b在浇筑式调磁环002的周向上等间隔分布，使得浇筑式调磁环002的结构更加合理。

优选地，导磁块200b的长度方向和加强柱510的长度方向均沿浇筑式调磁环002的轴向延伸，使得浇筑式调磁环002的结构更加合理。

加强柱510与导磁块200b的接触处、加强柱510与第一端环130b、加强柱510与第二端环140b之间做绝缘处理以使得加强柱510与导磁块200b、第一端环130b和第二端环140b中的每一者相互绝缘。可选地，加强柱510由非导磁金属材料制成。

进一步地，如图14所示，第二端环140b上设有浇筑孔540，浇筑孔540与每个浇筑间隙连通，以便将浇筑材料注入浇筑间隙中，以形成浇筑体520。在其他实施例中，浇筑孔540也可设在第一端环130b上，或者浇筑孔540设在第一端环130b和第二端环140b中的每一者上。

如图10所示，本实施例中的浇筑式调磁环002的骨架0011包括一个加强隔环530。加强隔环530在浇注式调磁环002的轴向上位于第一端环130b和第二端环140b之间。为了不影响加强柱510的安装，如图17所示，加强隔环530上设置有若干与加强柱510一一对应的定位孔532。定位孔532为通孔，每个加强柱510穿过相应的定位孔532。可以理解的是，在其他实施例中，浇筑式调磁环002的骨架0011可以包括多个沿浇筑式调磁环002的轴向间隔排布的加强隔环530。

如图10所示，每个导磁块200b包括两个沿浇筑式调磁环002的轴向排布的子导磁块，每个导磁块200b的两个子导磁块和加强隔环530在浇筑式调磁环002的轴向上交替设置，即加强隔环530在浇筑式调磁环002的轴向上位于相邻两个子导磁块之间，每个子导磁块与加强隔环530相抵。具体地，每个导磁块200b包括第一子导磁块和第二子导磁块，在浇筑式调磁环002的轴向上，第一子导磁块、加强隔环530和第二子导磁块依次排布，并且第一子导磁块和第二子导磁块均与加强隔环530相抵。

可以理解的是，当加强隔环530包括多个时，每个导磁块200b包括两个以上沿浇筑式调磁环002的轴向排布的子导磁块，每个导磁块200b的多个子导磁块和至少一个加强隔环530在轴向交替设置，每个加强隔环530在轴向上位于相邻两个子导磁块之间，每个子导磁块与相邻的加强隔环530相抵。

进一步地，加强隔环530在浇筑式调磁环002径向上的尺寸小于导磁环在浇筑式调磁环002径向上的尺寸，以便形成与每个浇筑间隙连通的环形浇筑流道。也就是说，由于加强隔环530在浇筑式调磁环002径向上的尺寸小于导磁环在浇筑式调磁环002径向上的尺寸，加强隔环530的内侧和/或外侧可以形成环形浇筑流道，该环形浇筑流道可以与每个浇筑间隙连通，以便浇筑材料可以通过浇筑间隙进入环形浇筑流道中，环形浇筑流道中的浇筑材料也可以进入浇筑间隙中，以实现浇筑材料能够更好地填充在每一个浇筑间隙中。

具体地，在本实施例中，在将导磁块200b和骨架0011安装完毕后，将未浇筑的笼体结构置于浇筑模具中，浇筑内模具与导磁块200b的内端面相抵，浇筑外模具与导磁块200b的外端面相抵。浇筑模具和浇筑间隙限定出直线型浇筑流道，浇筑模具和加强隔环530形成环形浇筑流道，直线型浇筑流道与环形浇筑流道相互连通形成浇筑流道，通过第二端环140b上的浇筑孔540向浇筑流道中注入浇筑材料。

浇筑材料通过浇注孔进入浇筑间隙中，并沿着浇筑间隙流动进入环形浇筑流道，浇筑材料流经环形浇注流道后，再次进入浇筑间隙并向靠近第一端环130b的方向流动直到浇筑材料将浇筑间隙和环形浇筑流道完全填充。

此外，由于环形浇筑流道的存在，如图14所示，第二端环140b上的浇筑孔540数量可以少于浇筑间隙的数量，如此设置减少了浇筑孔540的加工量，提高了第二端环140b的结构强度。

进一步地，为了使得浇筑材料能够更好地进行流通，加强隔环530上也可以开设浇筑孔540，可选地，如图17所示，浇筑孔540位于定位孔532的内侧。

需要说明的是，本发明的其他实施例中的浇筑式调磁环002也可不包括加强隔环530，同样可以实现提高调磁环结构强度和刚度的效果，作为示例，在这些实施例中，第二端环140b上设有多个浇筑孔540，浇筑孔540的数量与浇筑间隙的数量相同且一一对应，浇筑孔540与其对应的浇筑间隙相连通，以便通过浇筑孔540向浇筑间隙中注入浇筑材料，浇筑材料固化后形成浇筑体520。

实施例三：

下面根据图18描述本实施例的永磁齿轮变速装置003。永磁齿轮变速装置003包括内磁环004、外磁环005、调磁环001、输入轴0061和输出轴0062、外支撑轴承0071和内支撑轴承0072、内磁环法兰0081和调磁环法兰0082。内磁环004与输入轴0061传动连接，调磁环001与输出轴0062传动连接。输入轴0061、输出轴0062和内磁环004同轴。

在本实施例中，外磁环005为定子，内磁环004为高速动子，调磁环001为低速转子，其中内磁环004和调磁环001的转动方向相同，从而实现速度和动力的变比功能。由此通过将调磁环001作为动力传动端口，能够获得更大的传动比和推力，从而提高永磁齿轮变速装置003的传动效率。

可以理解的是，根据本发明实施例的永磁齿轮变速装置003使用时，通过电机带动输入轴0061转动并带动内磁环004转动，进而内磁环004的转动使得调磁环001切割外磁环005和内磁环004之间的磁力线，进而产生旋转的磁场带动调磁环001转动且该转动通过输出轴0062输出，使得电机输出的动能通过输入轴0061传递给输出轴0062，从而构成无接触的磁齿轮传动。

外支撑轴承0071套设在调磁环骨架0011上，外支撑轴承0071在内磁环004的径向上位于外磁环筒体0053和调磁环骨架0011之间并与外磁环筒体0053和调磁环骨架0011中的每一者相接触。输出轴0062的一端伸入内磁环筒体0043内，内支撑轴承0072套设在输出轴0062的该一端上，内支撑轴承0072在内磁环004的径向上位于内磁环筒体0043和输出轴0062之间并与内磁环筒体0043和输出轴0062中的每一者相接触。

根据本发明实施例提供的永磁齿轮变速装置包括外支撑轴承和内支撑轴承，通过内支撑轴承和外支撑轴承的共同作用，外支撑轴承起到支撑调磁环骨架的作用，内支撑轴承起到支撑输出轴的作用，由于调磁环和输出轴共同转动，在外支撑轴承和内支撑轴承的共同作用下，调磁环实现稳定转动。

由此，本发明实施例提供的永磁齿轮变速装置具有结构稳定性好的优点。

如图18所示，内磁环铁芯0042、内磁环永磁体0041和内磁环筒体0043在内磁环004的轴向上的长度彼此相等。内磁环法兰0081套设在输入轴0061上且与内磁环004相连以便内磁环004与输入轴0061传动连接。换言之，内磁环004通过内磁环法兰0081实现与输入轴0061的传动连接。具体地，内磁环法兰0081与内磁环筒体0043相连。如图18所示，输入轴0061从左向右与内磁环法兰0081相连。输入轴0061和输出轴0062在内磁环004轴向上相对，输出轴0062的一端从右向左伸入内磁环筒体0043内。

调磁环法兰0082套设在输出轴0062上且与调磁环骨架0011相连以便调磁环001与输出轴0062传动连接。换言之，调磁环骨架0011通过与调磁环法兰0082相连实现调磁环001与输出轴0062的传动连接。嵌设在调磁环骨架0011上的导磁块200在内磁环004的径向上与内磁环永磁体0041和外磁环永磁体0051相对。

如图18所示，调磁环法兰0082与调磁环骨架0011的靠近输出轴0062的一侧相连。外磁环铁芯0052和外磁环永磁体0051在内磁环004的轴向上的长度小于外磁环筒体0053在内磁环004的轴向上的长度。外磁环铁芯0052和外磁环永磁体0051等长且相互平齐，外支撑轴承0071位于外磁环永磁体0051的远离输出轴0062的一侧。或者说，外支撑轴承0071位于外磁环永磁体0051和外磁环铁芯0052中的每一者的远离输出轴0062的一侧。在图18所示的实施例中，外支撑轴承0071位于外磁环永磁体0051(外磁环铁芯0052)的左侧。

由此，通过内支撑轴承0072和外支撑轴承0071的共同作用，调磁环001实现稳定转动。

实施例四：

下面根据图19描述本发明的实施例的永磁齿轮变速装置003。本实施例的永磁齿轮变速装置003尤其适用于大直径的永磁齿轮变速装置003。

永磁齿轮变速装置003包括从内向外同轴套装且彼此间隔的内磁环004、调磁环001和外磁环005，以及输入轴0061和输出轴0062、外支撑轴承0071、第一调磁环法兰0091和第二调磁环法兰0092、内支撑轴承0072、内磁环法兰0081。

外磁环005为定子，内磁环004与输入轴0061传动连接，调磁环001与输出轴0062传动连接，即内磁环004和调磁环001作为转子，调磁环001切割内磁环004和外磁环005之间的磁力线。其中，内磁环004和调磁环001之间以及调磁环001和外磁环005之间均具有气隙。

输入轴0061、输出轴0062以及内磁环004同轴，也就是说，输入轴0061、输出轴0062、内磁环004、外磁环005、调磁环001的中心轴线均相互重合。

第一调磁环法兰0091和第二调磁环法兰0092均与调磁环001相连且在内磁环004的轴向上分别位于内磁环004的两侧，第一调磁环法兰0091套设在输出轴0062上并与输出轴0062相连以便调磁环001与输出轴0062传动连接，也就是说，调磁环001通过第一调磁环法兰0091与输出轴0062实现传动连接。此外，第一调磁环法兰0091对调磁环001起到支撑作用。

外支撑轴承0071套设在输入轴0061上，第二调磁环法兰0092套设在外支撑轴承0071上以便输入轴0061相对第二调磁环法兰0092可转动。也就是说，通过套设在输入轴0061上的外支撑轴承0071，第二调磁环法兰0092与输入轴0061之间可相对转动，第二调磁环法兰0092支承在外支撑轴承0071上，又因为外支撑轴承0071套设在输入轴0061上，因此第二调磁环法兰0092可以在不影响输入轴0061和调磁环001转动的情况下，实现输入轴0061对调磁环001的支撑。

可以理解的是，由于第一调磁环法兰0091和第二调磁环法兰0092在内磁环004的轴向上分别位于内磁环004的两侧，即第一调磁环法兰0091和第二调磁环法兰0092在内磁环004的轴向上具有一定的间隔，因此，调磁环001在内磁环004的轴向上具有了间隔开的两个支撑位点，从而可以保证调磁环001的稳定性，避免调磁环001在运行过程中发生跳动。

内支撑轴承0072在内磁环004的径向上配合在输入轴0061和输出轴0062之间，即通过内支撑轴承0072，输入轴0061和输入轴0061之间既能相互转动，又能保证输入轴0061和输出轴0062的同轴。

根据本发明实施例的永磁齿轮变速装置包括外支撑轴承和内支撑轴承，外支撑轴承套设在输入轴上，内支撑轴承在内磁环的径向上配合在输入轴和输出轴之间，因此对外支撑轴承和内支撑轴承的尺寸要求都不高，尤其适用于大直径的永磁齿轮变速装置，可以满足百千瓦级永磁齿轮变速装置大扭矩、大尺寸的要求。这是由于，若将外支撑轴承套设在调磁环上对调磁环进行支撑，则外支撑轴承需要较大的尺寸，从而增加了成本和制作难度。

此外，内支撑轴承和外支撑轴承的设置保证了永磁齿轮变速装置的同轴度，同时保证了内磁环与调磁环之间以及调磁环与外磁环之间的气隙的稳定性，避免内磁环和调磁环在转动的时候发生剐蹭，保障永磁齿轮变速装置的运行性能和运行稳定性。

因此，本发明实施例的永磁齿轮变速装置具有结构稳定性高、同轴度高的优点。

如图19所示，内磁环法兰0081套设在输入轴0061上且与内磁环筒体0043相连以便内磁环004与输入轴0061传动连接。在本实施例中，内磁环法兰0081包括两个，两个内磁环法兰0081分别与内磁环筒体0043的两侧相连，以便将内磁环004更稳固地与输入轴0061相连。并且，两个内磁环法兰0081在内磁环004的轴向上均位于第一调磁环法兰0091和第二调磁环法兰0092之间。可以理解的是，本发明不限于此，内磁环004还可经过其他方式与输入轴0061实现传动连接，这里不作列举。

如图19所示，本实施例中，输出轴0062的第一端设有凹槽，输入轴0061的第一端沿内磁环004的轴向伸入凹槽中，内支撑轴承0072位于凹槽中并套设在输入轴0061的第一端上。

可以理解的是，本发明不限于此。例如，在其他实施例中，输入轴0061的第一端设有凹槽，输出轴0062的第一端沿内磁环004的轴向伸入凹槽中，内支撑轴承0072位于凹槽中并套设在输出轴0062的第一端上。

实施例五：

在永磁齿轮变速装置003进行性能测试的过程中，本领域的研究人员发现，永磁齿轮变速装置003的传动效率较低，并且随着转速的升高，永磁齿轮变速装置003的损耗功率也会在增大。当永磁齿轮变速装置003的高速端(内磁环004和输入轴0061)的转速超过500r/min时，永磁齿轮变速装置003的效率低于50％。本领域的研究人员研究发现，这是由于内磁环004和外磁环005相对运动，在永磁齿轮变速装置003内，形成了交变磁场，因此调磁环001、内磁环004和外磁环005中的导磁导电构件(如内磁环永磁体0041、外磁环永磁体0051内磁环铁芯0042、外磁环铁芯0052)易在交变磁场中形成涡流损耗。

由此，本领域的研究人员认为永磁体和铁芯的涡流损耗是引起永磁齿轮变速装置003的损耗的主要因素，为降低永磁齿轮变速装置003损耗值，提高其传动效率，本领域的研究人员改进了调磁环001和内磁环永磁体0041、外磁环永磁体0051的材料及结构，包括：调磁环骨架材料的改进、调磁环骨架和导块结构的改进、磁环永磁体导电性能的改进等。经过改进，永磁齿轮变速装置003的损耗值下降，低速效率接近95％。但是随着转速升高，损耗增大，当高速端转速达到1000r/min，变速机效率仅为76％。这说明永磁齿轮变速装置003内部仍然存在较大涡流损耗，证明除调磁环001、内磁环004和外磁环005外，还存在一个影响永磁齿轮变速装置003涡流损耗和传动效率的潜在的重要因素。

本申请的技术人员继续对永磁齿轮变速装置003进行探究试验，发现实施例三中的外支撑轴承0071处温升最大。经过研究发现，永磁齿轮变速装置003内存在比较明显的永磁体端部漏磁，而且越靠近调磁环001，磁场越强，漏磁越明显。

本申请的技术人员认识到，漏磁的存在使得永磁齿轮变速装置003在工作时，永磁体周围的金属构件处于交变磁场中，尤其是外磁环005和调磁环001周围的磁场波动较高，从而使得周围金属构件产生较大的涡流损耗，不仅降低永磁变速装置的传动效率，还降低了金属构件的运行可靠性。

永磁体漏磁无法避免，只能采用一定的方法进行屏蔽。因此，本发明的实施例五提供一种利用磁屏蔽环对永磁体的端部磁场进行屏蔽的永磁齿轮变速装置003，该永磁齿轮变速装置003的涡流损耗降低、传动效率提高。

下面根据图20描述本实施例的永磁齿轮变速装置003。如图20所示，本实施例的永磁齿轮变速装置003与实施例三提供的永磁齿轮变速装置003类似，不同之处在于，本实施例提供的永磁齿轮变速装置003进一步包括第三磁屏蔽环630和第四磁屏蔽环640。

外磁环永磁体0051在内磁环004的轴向上位于第三磁屏蔽环630与第四磁屏蔽环640之间以便屏蔽外磁环永磁体0051的端部磁场。也就是说，第三磁屏蔽环630和第四磁屏蔽环640在内磁环004的轴向上分别位于外磁环永磁体0051的两侧，外磁环永磁体0051的端部磁场被第三磁屏蔽环630和第四磁屏蔽环640屏蔽，即外磁环永磁体0051的端部泄露的磁场被第三磁屏蔽环630和第四磁屏蔽环640拦截，避免了外磁环永磁体0051的端部漏磁影响周围金属构件(例如外支撑轴承0071)，从而降低了周围金属构件的涡流损耗，提高了整机传动效率。

根据本实施例提供的永磁齿轮变速装置论证了端部漏磁产生的涡流损耗是影响永磁齿轮变速装置传动效率的重要因素，通过在外磁环永磁体的端部采用磁屏蔽措施，即采用磁屏蔽环对外磁环永磁体的端部漏磁进行屏蔽，从而降低永磁齿轮变速装置内的涡流损耗，提高了传动效率。本发明实施例提供的永磁齿轮变速装置的整体传动效率提升至90％以上

(如图21所示)。

因此，本实施例提供的永磁齿轮变速装置具有涡流损耗低、传动效率高的优点。

可以理解的是，本发明不限于此，永磁齿轮变速装置003还可以包括第一磁屏蔽环610和第二磁屏蔽环620。内磁环永磁体0041在内磁环004的轴向上位于第一磁屏蔽环610与第二磁屏蔽环620之间以便屏蔽内磁环永磁体0041的端部磁场。也就是说，第一磁屏蔽环610和第二磁屏蔽环620在内磁环004的轴向上分别位于内磁环永磁体0041的两侧，内磁环永磁体0041的端部磁场被第一磁屏蔽环610和第二磁屏蔽环620屏蔽，即内磁环永磁体0041的端部泄露的磁场被第一磁屏蔽环610和第二磁屏蔽环620拦截，避免了内磁环永磁体0041的端部漏磁影响周围金属构件(例如内磁环法兰0081)，产生涡流损耗，从而降低了周围金属构件的涡流损耗，进一步提高永磁齿轮变速装置003的传动效率。

或者，永磁齿轮变速装置003可以只包括第一磁屏蔽环610和第二磁屏蔽环620，不设置第三磁屏蔽环630与第四磁屏蔽环640，即只对内磁环永磁体0041的端部漏磁进行屏蔽。

如图22所示，本实施例中的磁屏蔽环(第一磁屏蔽环610、第二磁屏蔽环620、第三磁屏蔽环630或第四磁屏蔽环640)由多个硅钢片631叠置而成，相邻硅钢片631之间通过非导电粘结剂层632彼此粘结和隔离。由此使得永磁齿轮变速装置003在运行时，永磁体端部的漏磁主要集中在磁屏蔽环的硅钢片631中，由于硅钢片631的涡流损耗与大块导体小的多，从而永磁齿轮变速装置003的涡流损耗得到降低、传动效率提高。

需要说明的是，本发明不限于此，在其他实施例中，磁屏蔽环由多个软磁材料层叠置而成，相邻软磁材料层之间通过非导电粘结剂层彼此粘结和隔离，也可以起到磁屏蔽作用。

如图20所示，外磁环永磁体0051和外磁环铁芯0052在内磁环004的轴向上均具有相对的第一端面和第二端面，外磁环永磁体0051的第一端面与外磁环铁芯0052的第一端面平齐，外磁环永磁体0051的第二端面与外磁环铁芯0052的第二端面平齐，第三磁屏蔽环630与外磁环永磁体0051的第一端面和外磁环铁芯0052的第一端面均接触，第四磁屏蔽环640与外磁环永磁体0051的第二端面和外磁环铁芯0052的第二端面均接触。进一步地，第三磁屏蔽环630和第四磁屏蔽环640中的每一者的外侧均与外磁环筒体0053的内侧相连，即第三磁屏蔽环630和第四磁屏蔽环640安装在外磁环筒体0053的内侧，如上设置使得本实施例提供的永磁齿轮变速装置003的结构更加合理。

需要说明的是，正是由于本申请的技术人员意识到端部漏磁产生的涡流损耗是影响永磁齿轮变速装置传动效率的重要因素，并采取了相应措施，降低了永磁齿轮变速装置内的涡流损耗，提高了传动效率。

实施例六：

本实施例提供的永磁齿轮变速装置003是在实施例四和实施例五的基础上进行的变形，本实施例提供的永磁齿轮变速装置003的结构与实施例四提供的永磁齿轮变速装置003结构类似，不同之处在于，本实施例提供的永磁齿轮变速装置003进一步包括第一磁屏蔽环610、第二磁屏蔽环620、第三磁屏蔽环630和第四磁屏蔽环640。

如图23所示，内磁环永磁体0041和内磁环铁芯0042在内磁环004的轴向上均具有相对的第一端面和第二端面，内磁环永磁体0041的第一端面与内磁环铁芯0042的第一端面平齐，内磁环永磁体0041的第二端面与内磁环铁芯0042的第二端面平齐，第一磁屏蔽环610与内磁环永磁体0041的第一端面和内磁环铁芯0042的第一端面均接触，第二磁屏蔽环620与内磁环永磁体0041的第二端面和内磁环铁芯0042的第二端面均接触。也就是说，内磁环永磁体0041和内磁环铁芯0042中的每一者在内磁环004的轴向上均夹设在第一磁屏蔽环610和第二磁屏蔽环620之间。

外磁环永磁体0051和外磁环铁芯0052在内磁环004的轴向上均具有相对的第一端面和第二端面，外磁环永磁体0051的第一端面与外磁环铁芯0052的第一端面平齐，外磁环永磁体0051的第二端面与外磁环铁芯0052的第二端面平齐，第三磁屏蔽环630与外磁环永磁体0051的第一端面和外磁环铁芯0052的第一端面均接触，第四磁屏蔽环640与外磁环永磁体0051的第二端面和外磁环铁芯0052的第二端面均接触。也就是说，外磁环永磁体0051和外磁环铁芯0052中的每一者在内磁环004的轴向上均夹设在第三磁屏蔽环630和第四磁屏蔽环640之间。

根据本实施例提供的永磁齿轮变速装通过在内磁环永磁体和外磁环永磁体中的每一者的端部采用磁屏蔽措施，即采用磁屏蔽环对内磁环永磁体和外磁环永磁体的端部漏磁进行屏蔽，从而降低永磁齿轮变速装置内的涡流损耗，提高了传动效率。因此，本实施例提供的永磁齿轮变速装置具有涡流损耗低、传动效率高的优点。

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。

此外，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。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。

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。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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。

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)

1.一种调磁环，其特征在于，包括：

非导磁的环体，所述环体上设有多个沿其径向贯穿所述环体的安装槽，多个所述安装槽沿所述环体的周向间隔排布；

多个导磁块，多个所述导磁块一一对应地配合在多个所述安装槽内，且每个所述导磁块的横截面轮廓与相应的所述安装槽的横截面轮廓适配以便每个所述导磁块的侧面与相应的所述安装槽的壁面接触，每个所述导磁块在所述环体的径向上具有从外向内依次排布的第一燕尾部、中间部和第二燕尾部，其中所述第一燕尾部在所述环体的周向上的尺寸从内向外逐渐增大以便所述第一燕尾部与所述安装槽的壁面之间构成面接触，所述第二燕尾部在所述环体的周向上的尺寸从外向内逐渐增大以便所述第二燕尾部与所述安装槽的壁面之间构成面接触。

2.根据权利要求1所述的调磁环，其特征在于，所述第一燕尾部与所述安装槽的壁面的接触面为平面或弧面，所述第二燕尾部与所述安装槽的壁面的接触面为平面或弧面。

3.根据权利要求1所述的调磁环，其特征在于，所述第一燕尾部和所述第二燕尾部中的每一者的最大尺寸大于所述中间部的最大尺寸。

4.根据权利要求1所述的调磁环，其特征在于，所述导磁块由多个软磁材料片叠置而成，相邻软磁材料片之间通过非导电粘结剂层彼此粘结和隔离。

5.一种永磁齿轮变速装置，其特征在于，包括：

内磁环，所述内磁环包括内磁环永磁体、内磁环铁芯和内磁环筒体，所述内磁环永磁体设在所述内磁环铁芯的外周面上，所述内磁环铁芯套设在所述内磁环筒体上；

外磁环，所述外磁环包括外磁环永磁体、外磁环铁芯和外磁环筒体，所述外磁环永磁体设在所述外磁环铁芯的内周面上，所述外磁环筒体套设在所述外磁环铁芯上；

调磁环，所述调磁环为根据权利要求1-4任一项所述的调磁环，所述内磁环、所述调磁环和所述外磁环从内向外同轴套装且彼此间隔；

输入轴和输出轴，所述内磁环与所述输入轴传动连接，所述调磁环与所述输出轴传动连接，所述输入轴、所述输出轴和所述内磁环同轴。

6.根据权利要求5所述的永磁齿轮变速装置，其特征在于，还包括：

外支撑轴承，所述外支撑轴承套设在所述调磁环骨架上，所述外支撑轴承在所述内磁环的径向上位于所述外磁环筒体和所述调磁环骨架之间并与所述外磁环筒体和所述调磁环骨架中的每一者相接触；和

内支撑轴承，所述输出轴的一端伸入所述内磁环筒体内，所述内支撑轴承套设在所述输出轴的所述一端上，所述内支撑轴承在所述内磁环的径向上位于所述内磁环筒体和所述输出轴之间并与所述内磁环筒体和所述输出轴中的每一者相接触。

7.根据权利要求5所述的永磁齿轮变速装置，其特征在于，还包括：

内磁环法兰，所述内磁环法兰套设在所述输入轴上且与所述内磁环相连以便所述内磁环与所述输入轴传动连接；和

调磁环法兰，所述调磁环法兰套设在所述输出轴上且与所述调磁环骨架相连以便所述调磁环与所述输出轴传动连接。

8.根据权利要求6所述的永磁齿轮变速装置，其特征在于，所述外支撑轴承位于所述外磁环永磁体的远离所述输出轴的一侧。

9.根据权利要求5所述的永磁齿轮变速装置，其特征在于，还包括：

外支撑轴承，所述外支撑轴承套设在所述输入轴上；

第一调磁环法兰和第二调磁环法兰，所述第一调磁环法兰和所述第二调磁环法兰均与所述调磁环相连且在所述内磁环的轴向上分别位于所述内磁环的两侧，所述第一调磁环法兰套设在所述输出轴上并与所述输出轴相连以便所述调磁环与所述输出轴传动连接，所述第二调磁环法兰套设在所述外支撑轴承上以便所述输入轴相对所述第二调磁环法兰可转动；

内支撑轴承，所述内支撑轴承在所述内磁环的径向上配合在所述输入轴和所述输出轴之间。

10.根据权利要求9所述的大直径永磁齿轮变速装置，其特征在于，所述输出轴的第一端设有凹槽，所述输入轴的第一端沿所述内磁环的轴向伸入所述凹槽中，所述内支撑轴承位于所述凹槽中并套设在所述输入轴的第一端上，或者，所述输入轴的第一端设有凹槽，所述输出轴的第一端沿所述内磁环的轴向伸入所述凹槽中，所述内支撑轴承位于所述凹槽中并套设在所述输出轴的第一端上。

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