CN114321315A - 一种新型磁流变液齿轮传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型磁流变液齿轮传动装置，主要由磁流变液齿轮、轴、磁流变液、箱体等零件组成；所述齿轮由励磁线圈、磁芯、齿盘和励磁线圈通电以后磁流变液吸附在齿盘上所形成的轮齿组成。所述齿盘内部安装有励磁线圈、磁芯，形成闭合磁路。所述磁流变液齿轮可以通过键与轴连接。所述磁流变液充满了腔体，用于励磁线圈通电以后构成齿轮的轮齿。该种磁流变液齿轮传动装置，具有传递动力、调节转速和转向和自我修复功能；此外，磁流变液齿轮具有柔性传动的优点，能有效减少振动和噪声。本发明具有传动平稳，自动修复破坏轮齿等优点。

Description

一种新型磁流变液齿轮传动装置

技术领域

本发明涉及一种机械传动装置，具体是一种新型磁流变液齿轮传动装置，属于机械动力传递技术领域。

背景技术

磁流变液是一种颗粒悬浮液，主要由软磁性颗粒、基载液和包裹在软磁性颗粒表面的添加剂组成，在磁场作用下其粘度将快速增加，磁场消失时其粘度又恢复正常。宏观上表现为有磁场作用时可以完成从液态向半固态的转变，而当磁场消失时可迅速恢复到液态。

齿轮传动是指由齿轮副传递运动和动力的装置，它是现代机械设备中应用最广泛的一种机械传动方式。齿轮传动是靠齿与齿的啮合进行工作的，轮齿是齿轮直接参与工作的部分，所以齿轮的失效主要发生在轮齿上。主要的失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合以及塑性变形等。

目前，虽然磁流变液传动装置的发明专利较多，但多为盘式剪切传动结构，将磁流变液工作介质注入主从动摩擦盘间进行传动，以实现主从部分间转矩的无级控制的，其传动比不能确定。如公布号为CN110005772A的中国发明专利2019年07月12日公开了“永磁式磁流变液传动装置”，该装置采用永磁铁作为调磁装置，可持续产生磁场，但无法实现定传动比。

发明内容

针对现有技术存在的特点，本发明提供了一种新型磁流变液齿轮传动装置，通过结合齿轮传动和磁流变液传动的优点，发明了一种传动平稳，具备传动比可调，且可以进行轮齿自我修复的传动装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：在励磁线圈中间放入纯铁的磁芯，增强导磁的效果。

进一步，在励磁线圈外圆柱面套上一层导磁层。

进一步，在导磁层外圆柱面套一层隔磁层，防止漏磁，影响轮齿形状。

进一步，将上述包裹好的励磁线圈安装在齿盘的合适位置，并用强力胶粘接固定。

进一步，将齿盘用强力胶水进行粘合，密封。

进一步，将上述齿盘通过键连接，安装在主动轴上，主动轴中空，为齿轮中的励磁线圈的供电线路提供路径。

进一步，将齿盘通过卡簧或者套筒在主动轴上进行轴向定位后通过轴承连接，经过密封圈密封后，将主动轴安装在箱体上。

从动齿轮和从动轴的安装步骤同主动轴类似，这里不再赘述。

进一步，将箱体安装完整，密封好之后。在箱体的内腔注入磁流变液，直到充满整个内腔。给齿盘里的线圈通上电，使其成为齿轮。

进一步，通过调节线圈的电流，调整轮齿的大小，达到传动要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）当齿轮的轮齿发生折断、裂纹等破坏时，由于励磁线圈的作用，轮齿能够进行自我修复,再受到冲击或者重载的时候，具有过载保护的功能。

（2）相比于现有的磁流变液传动装置，本发明利用磁流变液可控流变特性生成轮齿的方法，可以在一定传动力范围内，使得所述传动具有定传动比，且传动比根据实际需要可以灵活调整。

附图说明

图1是本发明磁流变液齿轮结构示意图；

图2是本发明A-A断面的剖视图；

图3是本发明的一种实例示意图；

图中：1、箱体，2、磁流变液，3、主动齿轮轮齿，4、主动齿盘，5、主动齿轮励磁线圈，6、主动轴，7、键，8、从动齿轮轮齿，9、从动齿盘，10、从动齿轮励磁线圈，11、键，12、从动轴，13、线路槽，14、线路孔，15、径向孔，A、主动齿轮，B、从动齿轮，5-1、磁芯，5-2、线圈，5-3、导磁层，5-4、隔磁层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的特征和原理进行详细说明，所举实施例仅用于解释本发明，并非以此限定本发明的保护范围。

如图1至图3所示，本发明主要包括箱体1、磁流变液2、主动齿盘4、主动轴6、从动轴12等零件组成；

所述装置的主动齿轮A由主动齿盘4、磁化后粘接在齿盘4上的主动齿轮轮齿3、主动齿轮励磁线圈5组成；所述装置的从动齿轮B由从动齿盘9、磁化后粘接在从动齿盘9上的从动齿轮轮齿8、从动齿轮励磁线圈10组成；所述主动轴6、从动轴12与箱体1通过轴承连接；所述主动齿轮A与主动轴6之间、从动齿轮B与从动轴12之间通过键连接；

所述主动齿轮A与从动齿轮B是通过磁化以后的主动齿轮轮齿3和从动齿轮轮齿8进行传动的。

所述主动齿轮轮齿3和从动齿轮轮齿8的轮廓形状、强度通过主动齿轮励磁线圈5、从动齿轮励磁线圈10和磁流变液2进行控制。

所述主动齿轮A与从动齿轮B之间是柔性传动。

具体的，一种新型磁流变液齿轮传动装置的主动齿轮A，包括磁化后的主动齿轮轮齿3，主动齿盘4，主动齿轮励磁线圈5；所述主动齿轮励磁线圈包括磁芯5-1，线圈5-2，导磁层5-3，隔磁层5-4。所述磁化后的主动齿轮轮齿3需要将线圈5-2通电才能形成。

从动齿轮B的构造与主动齿轮A相似，故不再赘述。

如图1、图3所示，所述线圈5-2的线路先通过主动齿盘4的线路槽13，再经过主动齿盘4上的线路孔14，最后通过主动轴6上的径向孔15到达主动轴中空的位置，与外界电源相通。所述磁流变液齿轮传动装置，包括主动齿轮A，从动齿轮B，主动轴6，从动轴12，箱体1等。所述主动齿轮A与主动轴6通过键7连接，再经过轴套轴向定位之后，经过轴承连接在箱体1上。所述从动齿轮B和从动轴12的安装与主动齿轮A和主动轴6相似，这里不在赘述。所述主动齿轮轮齿3和从动齿轮轮齿8发生折断、裂缝等破坏，可以完成自行修复。

该新型磁流变液传感器工作时，需要先给线圈通电，形成主动齿轮A与从动齿轮B，然后，该装置的主动轴6通过键7将动力输送给主动齿轮A，主动齿轮A通过磁化后的主动齿轮轮齿3将动力传输给磁化后的从动齿轮轮齿8，然后从动齿轮B转动，通过键11将动力传输给从动轴12，完成该装置的传输过程。

上述实施例仅仅是对发明的优选实施方式进行的描述，并非对发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩入本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种新型磁流变液齿轮传动装置，主要包括箱体（1）、磁流变液（2）、主动齿盘（4）、主动轴（6）、从动轴（12）组成；

其特征在于，所述装置的主动齿轮（A）由主动齿盘（4）、磁化后粘接在齿盘（4）上的主动齿轮轮齿（3）、主动齿轮励磁线圈（5）组成；所述装置的从动齿轮（B）由从动齿盘（9）、磁化后粘接在从动齿盘（9）上的从动齿轮轮齿（8）、从动齿轮励磁线圈（10）组成；所述主动轴（6）、从动轴（12）与箱体（1）通过轴承连接；所述主动齿轮（A）与主动轴（6）之间、从动齿轮（B）与从动轴（12）之间通过键连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型磁流变液齿轮传动装置，其特征在于：所述主动齿轮（A）与从动齿轮（B）通过磁化以后的主动齿轮轮齿（3）和从动齿轮轮齿（8）进行传动。

3.根据权利要求2所述的一种新型磁流变液齿轮传动装置，其特征在于：所述主动齿轮轮齿（3）和从动齿轮轮齿（8）的轮廓形状、强度通过主动齿轮励磁线圈（5）、从动齿轮励磁线圈（10）和磁流变液（2）进行控制。

4.根据权利要求1所述的一种新型磁流变液齿轮传动装置，其特征在于：所述主动齿轮（A）与从动齿轮（B）之间是柔性传动。

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