CN204145255U - 永磁传动速度合成装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种永磁传动速度合成装置，其包括机体，在所述机体内，带有第一转轴的内磁转子，带有第二转轴的中间转子，带有第三转轴的外磁转子，所述第一转轴的一端穿过所述中间转子、固定在机体上，另一端固定在所述外磁转子上；所述第二转轴与所述第一转轴之间通过传动结构传动个连接，所述第二转轴的输出端穿过所述机体；所述第三转轴的输出端穿过所述机体；所述内磁转子、所述中间转子、所述外磁转子同心安装；本实用新型不需要加工轮齿，制造成本低，无接触传动，因此不需要润滑、没有油污，不用密封；无摩擦，降低了噪声，不存在轮齿之间的直接啮合和互相冲击，传动平稳。
Description
技术领域
本实用新型涉及机电工程中的机械动力传动系统，尤其是涉及一种永磁传动速度合成装置。
背景技术
常规应用的各种差动机构，它们是具有两个自由度的机构，由两个主动件输入运动，其输出运动是输入运动的合成，之中由齿轮组成的差动轮系。依靠两轮轮齿的啮合进行传动，这就给齿轮传动带来了一些不可消除的问题，如磨损、润滑、密封、噪音等。齿轮系结构复杂，制造维护成本高，运行有噪声。随着钕铁硼永磁材料的发展和应用，磁力传动技术有了迅速的发展，其典型代表为永磁联轴器的研制，成功解决了输送危险介质化工泵的泄漏问题。它可认为传动比为1的永磁齿轮。磁场调制式齿轮变速是通过磁场耦合作用来传递扭矩的，它除了具有磁力传动的基本优点以外，还可以改变转动的速度与方向，代替机械变速装置，减少装置的尺寸，减轻结构的重量，不需要加工轮齿，制造成本低，无接触传动，因此不需要润滑、没有油污，不用密封；无摩擦，降 低了噪声，不存在轮齿之间的直接啮合和互相冲击，传动平稳。
当前研究试制的永磁调制齿轮，是一种固定传动比的变速器。本实用新型永磁传动速度合成装置在此基础上通过控制中间转子的转速，实现变速比传动，不仅能将两个独立的转动合成为一个转动，而且还可以将一个主动构件的转动按所需可变的比例分解为两个从动构件的两个不同的转动。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种永磁传动速度合成装置，通过控制中间转子的转速，实现变速比传动，不仅能将两个独立的转动合成为一个转动，而且还可以将一个主动构件的转动按所需可变的比例分解为两个从动构件的两个不同的转动；同时减轻结构的重量，不需要加工轮齿，制造成本低，无接触传动，因此不需要润滑、没有油污，不用密封；无摩擦，降低了噪声，不存在轮齿之间的直接啮合和互相冲击，传动平稳。
永磁传动速度合成装置，其特征在于：包括机体(8)，在所述机体(8)内，带有第一转轴(4)的内磁转子(1)，带有第二转轴(5)的中间转子(2)，带有第三转轴(7)的外磁转子(3)，所述第一转轴(4)的一端穿过所述中间转子(2)、固定在机体(8)上，另一端固定在所述外磁转子(3)上；所述第二转轴(5)与所述第一转轴(4)之间通过传动结构传动连接，所述第二转轴(5)的输出端穿过所述机体(8)；所述第三转轴(7)的输出端穿过所述机体(8)； 所述内磁转子(1)、所述中间转子(2)、所述外磁转子(3)同心安装；所述内磁转子(1)的外表面、所述外磁转子(3)的内表面装有永久磁体(9)，所述永久磁体(9)以N、S磁极排列，所述中间转子(2)上安装导磁极片(10)，所述内磁转子(1)的磁极数为Z1，所述外磁转子(3)的磁极数为Z3，所述中间转子(2)的导磁极片个数为Z2，它们之间的关系是Z2＝(Z1+Z3)/2；所述中间转子(2)的作用是调解两边转子上永久磁体(9)产生的磁场，使其具有的谐波与对面转子上的永磁体相互耦合，从而达到所述内磁转子(1)、所述外磁转子(3)不同转速输出，改变所述中间转子(2)的转速，所述内磁转子(1)、所述外磁转子(3)转速做相应变化，该装置具有3个输入或输出轴，2个自由度，实现运动的合成与分解。
进一步优选，所述传动结构为圆锥齿轮传动或者为蜗杆蜗轮传动或者为带链传动，该传动结构为现有技术，在此不在描述。
进一步优选，所述内磁转子(1)的转速为n1、所述中间转子(2)的转速为n2、所述外磁转子(3)的转速为n3，各转子转速、极数之间的关系是：2n1Z1+2n3Z3＝n2Z2，给定n2、n3，则n2、n3速度合成为n1。
进一步优选，如果给定所述内磁转子(1)转速为n1、所述外磁转子(3)转速n3，则所述中间转子(2)转速
进一步优选，如果给定所述内磁转子(1)转速为n1、所述中间转子(2) 转速n2，则所述外磁转子(3)转速
进一步优选，如果固定所述中间转子(2)，即n2＝0，则所述内磁转子(1)主动，所述外磁转子(3)从动，变成减速器，两轴转向相反；反之，所述外磁转子(3)主动，所述内磁转子(1)从动，变成增速器。
进一步优选，如果固定所述内磁转子(1)，即n1＝0，则
进一步优选，如果固定所述外转子(3)，即n3＝0，则
进一步优选，本实用新型中任意一个转子都可以用来控制其它两个转子之间的传动比，因此任意两个转子都可以作为输入或输出轴，第三个作为传动控制。
进一步优选，所述内磁转子的转速n1由原动机驱动，所述中间转子的转速n2由控制装置驱动，可实现需要的输出转速n3，该控制装置可以是齿形带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动中的任意一种。
本实用新型改变任意一个转子的转速，其它两个转子的转速按要求变化。习惯应用调整中间转子转速，可以选用齿形带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等。
本实用新型中间转子，其上的导磁极片镶嵌在非导磁基体一工程塑料上，取消了连接桥，提高了磁场强度，中间转子的强度、刚度也得到保证。
本实用新型提供两根轴套接在一起并相互独立运动，高速轴简支布置，保 证了内外转子的同心，加强了刚性与运动的稳定性；中间转子套装在另一转子轴上，双滚动轴承支承，二者相互独立运转。均用双轴承支撑保证运动的稳定性。悬臂支承采用套杯结构构成独立部件，方便地装拆与调整轴向位移，保证准确对中。
本实用新型的有益效果：本实用新型通过控制中间转子的转速，实现变速比传动，不仅能将两个独立的转动合成为一个转动，而且还可以将一个主动构件的转动按所需可变的比例分解为两个从动构件的两个不同的转动；同时减轻结构的重量，不需要加工轮齿，制造成本低，无接触传动，因此不需要润滑、没有油污，不用密封；无摩擦，降低了噪声，不存在轮齿之间的直接啮合和互相冲击，传动平稳。
为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的横截面结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型涉及一种永磁传动速度合成装置，其特征在于：包括机体8，在所述机体8内，带有第一转轴4的内磁转子1，带有第二转轴5的中间转子2，带有第三转轴7的外磁转子3，所述第一转轴4的一端穿过所述中间转子2、固定在机体8上，另一端固定在所述外磁转子3上；所述第二转轴5与所述第一转轴4之间通过传动结构传动连接，所述第二转轴5的输出端穿过所述机体8；所述第三转轴7的输出端穿过所述机体8；所述内磁转子1、所述中间转子2、所述外磁转子3同心安装；所述内磁转子1的外表面、所述外磁转子3的内表面装有永久磁体9，所述永久磁体9以N、S磁极排列，所述中间转子2上安装导磁极片10，所述内磁转子1的磁极数为Z1，所述外磁转子3的磁极数为Z3，所述中间转子2的导磁极片个数为Z2，它们之间的关系是Z2＝(Z1+Z3)/2；如图1本实用新型中：所述内磁转子1的外表面装有6片瓦型永久磁体9，N、S磁极交替排列；外磁转子3内表面装有44片瓦型永久磁体9，N、S磁极同样也是交替排列，中间转子2的导磁极片10的数量Z2＝(Z1+Z3)/2＝25。
所述中间转子2的作用是调解两边转子上永久磁体9产生的磁场，使其具有的谐波与对面转子上的永磁体相互耦合，从而达到所述内磁转子1、所述外磁转子3不同转速输出，改变所述中间转子2的转速，所述内磁转子1、所述外磁转子3转速做相应变化，该装置具有3个输入或输出轴，2个自由度，实现运动的合成与分解。
本实用新型中所述传动结构为圆锥齿轮传动或者为蜗杆蜗轮传动或者为带链传动，该传动结构为现有技术，在此不在描述。
本实用新型中所述内磁转子1的转速为n1、所述中间转子2的转速为n2、所述外磁转子3的转速为n3，各转子转速、极数之间的关系是：2n1Z1+2n323＝n2Z2，给定n2、n3，即第二转轴5、第三转轴7输入，则n2、n3速度合成为n1。
如果给定所述内磁转子1转速为n1、所述外磁转子3转速n3，即第一转轴4、第三转轴7输入，则所述中间转2转速
如果给定所述内磁转子1转速为n1、所述中间转2转速n2，即第一转轴4、第二转轴5输入，则所述外磁转子3转速
如果固定所述中间转子(2)，即n2＝0，则所述内磁转子1主动，所述外磁转子3从动，变成减速器，两轴转向相反；反之，所述外磁转子3主动，所述内磁转子1从动，变成增速器。
如果固定所述内磁转子1，即nl＝0，则
如果固定所述外转子3，即n3＝0，则
本实用新型中任意一个转子都可以用来控制其它两个转子之间的传动比，因此任意两个转子都可以作为输入或输出轴，第三个作为传动控制，所述内磁转子1的转速n1由原动机驱动，所述中间转子2的转速n2由控制装置驱动，可 实现需要的输出转速n3。该控制装置可以是齿形带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动中的任意一种。
本实用新型通过控制中间转子2的转速，实现变速比传动，不仅能将两个独立的转动合成为一个转动，而且还可以将一个主动构件的转动按所需可变的比例分解为两个从动构件的两个不同的转动；同时减轻结构的重量，不需要加工轮齿，制造成本低，无接触传动，因此不需要润滑、没有油污，不用密封；无摩擦，降低了噪声，不存在轮齿之间的直接啮合和互相冲击，传动平稳。
以上是对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明，只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有所改变，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (10)
1.永磁传动速度合成装置，其特征在于：包括机体(8)，在所述机体(8)内，带有第一转轴(4)的内磁转子(1)，带有第二转轴(5)的中间转子(2)，带有第三转轴(7)的外磁转子(3)，所述第一转轴(4)的一端穿过所述中间转子(2)、固定在机体(8)上，另一端固定在所述外磁转子(3)上；所述第二转轴(5)与所述第一转轴(4)之间通过传动结构传动连接，所述第二转轴(5)的输出端穿过所述机体(8)；所述第三转轴(7)的输出端穿过所述机体(8)；所述内磁转子(1)、所述中间转子(2)、所述外磁转子(3)同心安装；所述内磁转子(1)的外表面、所述外磁转子(3)的内表面装有永久磁体(9)，所述永久磁体(9)以N、S磁极排列，所述中间转子(2)上安装导磁极片(10)，所述内磁转子(1)的磁极数为Z1，所述外磁转子(3)的磁极数为Z3，所述中间转子(2)的导磁极片(10)个数为Z2，它们之间的关系是Z2＝(Z1+Z3)/2；所述中间转子(2)的作用是调解两边转子上永久磁体(9)产生的磁场，使其具有的谐波与对面转子上的永磁体相互耦合，从而达到所述内磁转子(1)、所述外磁转子(3)不同转速输出，改变所述中间转子(2)的转速，所述内磁转子(1)、所述外磁转子(3)转速做相应变化，该装置具有3个输入或输出轴，2个自由度，实现运动的合成与分解。
2.根据权利要求1所述永磁传动速度合成装置，其特征在于：所述传动结构为圆锥齿轮传动或者为蜗杆蜗轮传动或者为带链传动。
3.根据权利要求1所述永磁传动速度合成装置，其特征在于：所述内磁转 子(1)的转速为n1、所述中间转子(2)的转速为n2、所述外磁转子(3)的转速为n3，各转子转速、极数之间的关系是：2n1Z1+2n3Z3＝n2Z2，给定n2、n3，则n2、n3速度合成为n1。
4.根据权利要求1所述永磁传动速度合成装置，其特征在于：如果给定所述内磁转子(1)转速为n1、所述外磁转子(3)转速n3，则所述中间转子(2)转速
5.根据权利要求1所述永磁传动速度合成装置，其特征在于：如果给定所述内磁转子(1)转速为n1、所述中间转子(2)转速n2，则所述外磁转子(3)转速
6.根据权利要求1所述永磁传动速度合成装置，其特征在于：如果固定所述中间转子(2)，即n2＝0，则所述内磁转子(1)主动，所述外磁转子(3)从动，变成减速器，两轴转向相反；反之，所述外磁转子(3)主动，所述内磁转子(1)从动，变成增速器。
7.根据权利要求1所述永磁传动速度合成装置，其特征在于：如果固定所述内磁转子(1)，即n1＝0，则
8.根据权利要求1所述永磁传动速度合成装置，其特征在于：如果固定所述外转子(3)，即n3＝0，则
9.根据权利要求1所述永磁传动速度合成装置，其特征在于：任意一个转子都可以用来控制其它两个转子之间的传动比，因此任意两个转子都可以作为输入或输出轴，第三个作为传动控制。
10.根据权利要求1所述永磁传动速度合成装置，其特征在于：所述内磁转子的转速n1由原动机驱动，所述中间转子的转速n2由控制装置驱动，可实现需要的输出转速n3，该控制装置可以是齿形带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动中的任意一种。
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