CN218913634U - 一种双侧耦合轴向章动磁力减速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双侧耦合轴向章动磁力减速器，包括箱体，所述箱体的左端穿设有输入轴，箱体内部右侧设有转动盘，箱体内具有套设在输入轴上并随输入轴的旋转进行章动运动的章动盘，所述章动盘左、右端面分别设有第一章动磁齿轮和第二章动磁齿轮，箱体左端内侧设有与第一章动磁齿轮进行磁场耦合的固定磁齿轮，所述转动盘左端面设有与第二章动磁齿轮进行磁场耦合的活动磁齿轮。本实用新型双侧耦合轴向章动磁力减速器能够实现少极差，结构简单，传动比大，传动效率高；两侧耦合的轴向磁齿轮产生的轴向力能够有效抵消，提高轴承的使用寿命，轴向力小和传动平稳。

Description

一种双侧耦合轴向章动磁力减速器

技术领域

本实用新型涉及减速器领域，特别是一种双侧耦合轴向章动磁力减速器。

背景技术

随着精密机械的发展，对机械传动提出了越来越高的要求，对传动过程中零部件的摩擦磨损、振动噪声问题尤为关注，另外在深空探测领域，由于超低温环境带来的润滑失效进而导致零部件发生冷焊，也成为现阶段机械传动领域的关键问题。磁力传动属于非接触传动，其依靠磁场耦合进行动力传输。与传统接触式传动方式相比，磁力传动具有无摩擦磨损、传动效率高、振动噪声低等优点，且由于构件间不接触，也不会出现冷焊等问题。现有的章动磁力减速器通常由一个径向磁齿轮副和轴向磁齿轮副组成，轴向磁齿轮副产生较大的轴向力，使得其样机在运行过程中，出现单向轴向力过大，螺栓失效等问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种结构简单，传动比大，传动效率高，轴向力小，传动平稳的双侧耦合轴向章动磁力减速器。

本实用新型采用以下方案实现：一种双侧耦合轴向章动磁力减速器，包括箱体，所述箱体的左端穿设有输入轴，箱体内部右侧设有转动盘，箱体内具有套设在输入轴上并随输入轴的旋转进行章动运动的章动盘，所述章动盘左、右端面分别设有第一章动磁齿轮和第二章动磁齿轮，箱体左端内侧设有与第一章动磁齿轮进行磁场耦合的固定磁齿轮，所述转动盘左端面设有与第二章动磁齿轮进行磁场耦合的活动磁齿轮。

进一步的，所述固定磁齿轮、第一章动磁齿轮、第二章动磁齿轮、活动磁齿轮均有若干永磁体沿周向排列而成。

进一步的，所述输入轴上通过键连接有章动套，所述章动盘通过轴承装配在章动套上。

进一步的，所述箱体由左箱体和右箱体通过螺栓连接而成，左箱体左端通过螺栓连接有左端盖，右箱体右端通过螺栓连接有右端盖，所述输入轴通过轴承与左箱体转动连接，所述转动盘右端通过轴承与右箱体转动连接。

进一步的，所有磁齿轮上的相邻两永磁体之间均留有间隙；左箱体内侧、章动盘左端、章动盘右端、转动盘左端分别设有若干用以一一对应嵌入永磁体的凹槽，第一章动磁齿轮的直径小于第二章动磁齿轮的直径。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型双侧耦合轴向章动磁力减速器能够实现少极差，结构简单，传动比大，传动效率高；两侧耦合的轴向磁齿轮产生的轴向力能够有效抵消，提高轴承的使用寿命，轴向力小和传动平稳。

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例立体图；

图2是本实用新型实施例剖视图；

图3是本实用新型实施例省去箱体的示意图；

图4是本实用新型实施例章动盘立体图；

图5是本实用新型实施例转动盘立体图；

图6是本实用新型实施例左箱体立体图；

图中标号说明：100-箱体、110-固定磁齿轮、120-左箱体、130-右箱体、140-左端盖、150-右端盖、200-输入轴、210-章动套、211-限位肩部、212-紧定螺母、300-转动盘、310-活动磁齿轮、400-章动盘、410-第一章动磁齿轮、420-第二章动磁齿轮、500-凹槽。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

如图1~6所示，一种双侧耦合轴向章动磁力减速器，包括箱体100，所述箱体100的左端穿设有输入轴200，箱体内部右侧设有转动盘300，箱体内具有套设在输入轴上并随输入轴的旋转进行章动运动的章动盘400，所述章动盘400左、右端面分别设有第一章动磁齿轮410和第二章动磁齿轮420，箱体100左端内侧设有与第一章动磁齿轮进行磁场耦合的固定磁齿轮110，所述转动盘左端面设有与第二章动磁齿轮进行磁场耦合的活动磁齿轮310。该减速器为二级减速器，四个磁齿轮构成了二级磁力减速器的主要部件，第一章动磁齿轮410和第二章动磁齿轮420连接在一起，固定磁齿轮110和第一章动磁齿轮410通过磁场间的相互作用形成第一磁齿轮副，通过磁场耦合作用进行第一级减速，相似的，第二章动磁齿轮420和活动磁齿轮310形成第二磁齿轮副，通过磁场耦合作用进行第二级减速，两侧耦合章动磁力减速器中的章动磁齿轮与章动套的轴向力远小于单侧耦合章动磁力减速器，有效提高了传动平稳性与减速器寿命。基于磁力传动与章动传动的双侧耦合轴向章动磁力减速器，该结构能够实现少极差，结构简单，传动比大，传动效率高；两侧耦合的轴向磁齿轮产生的轴向力能够有效抵消，提高轴承的使用寿命，轴向力小和传动平稳。

在本实施例中，所述固定磁齿轮、第一章动磁齿轮、第二章动磁齿轮、活动磁齿轮均有若干永磁体沿周向排列而成，固定磁齿轮、第一章动磁齿轮、第二章动磁齿轮、活动磁齿轮的极对数分别为9、8、9、10，并且均采用N、S极交替排列，根据“N/S”阵列可知一个磁极对应为两个永磁体组成，对应的固定磁齿轮的永磁体个数为18，第一章动磁齿轮的永磁体个数为16，第二章动磁齿轮的永磁体个数为18个，活动磁齿轮的永磁体个数为20。

在本实施例中，所述输入轴上通过键连接有章动套210，在输入轴上利用键传动和章动套形成章动磁力减速器工作所必需的章动角，章动套是实现章动运动的必要保证，本实用新型中章动套的对称中心点过输入轴轴线，与传统章动套相比提高了动平衡性能；所述章动盘通过轴承装配在章动套上，具体采用角接触球轴承；所述章动套外周部设有外螺纹，章动套左端设有抵住轴承左端的限位肩部211，章动套上还有螺纹连有抵住轴承右端的紧定螺母212，限位肩部211和紧定螺母212配合限制章动套轴承的轴向位移。

在本实施例中，所述箱体由左箱体120和右箱体130通过螺栓连接而成，左箱体左端通过螺栓连接有左端盖140，右箱体右端通过螺栓连接有右端盖150，所述输入轴通过轴承与左箱体转动连接，输入轴右端通过轴承与转动盘中部转动连接，所述转动盘右端通过轴承与右箱体转动连接，转动盘的右端还需要连接输出轴（图中未示出），；左箱体120和右箱体130形成封闭的减速器内部空间，左、右端盖分别布置于左、右箱体上，用于限制输入轴、转动盘的轴承轴向位移。

磁齿轮包括永磁体与轭铁两个部分，永磁体通过磁钢胶表贴于轭铁表面，其中减速器内部的两个章动磁齿轮共用一个轭铁，即章动盘，具有同样的运动状态；左箱体在结构上既作为减速器箱体的主要部分，还作为固定磁齿轮的轭铁部分，转动盘作为活动磁齿轮的轭铁部分。

在本实施例中，所有磁齿轮上的相邻两永磁体之间均留有间隙；左箱体内侧、章动盘左端、章动盘右端、转动盘左端分别设有若干用以一一对应嵌入永磁体的凹槽500，第一章动磁齿轮的直径小于第二章动磁齿轮的直径。

该双侧耦合轴向章动磁力减速器的工作方法：动力从输入轴输入，输入轴驱动章动套同步旋转，第一章动磁齿轮和固定磁齿轮形成的第一级磁齿轮副，第一章动磁齿轮会先跟随章动套的旋转进行摆动，再受到第一章动磁齿轮和固定磁齿轮气隙内部的磁场作用开始绕自身轴线旋转，因为固定磁齿轮固联箱体上，即固定磁齿轮的角速度为零，根据章动传动原理及磁场耦合原理，第一章动磁齿轮绕自身轴线的转动角速度作为第一级减速的输出；第一章动磁齿轮与第二章动磁齿轮二者具有相同的角速度，第二章动磁齿轮和活动磁齿轮形成第二级磁齿轮副，第二章动磁齿轮和活动磁齿轮轴向耦合成第二级减速，动力经第二级磁齿轮副进一步减速增矩，最终由转动盘作为输出构件输出动力。

两个磁齿轮副都为轴向磁齿轮副，两个磁齿轮副中产生的气隙磁场相互作用产生的轴向力方向相反，与单侧轴向磁齿轮副相比，大部分轴向力抵消，减轻了轴承、端盖螺栓的轴向拉力，提升了减速器传动平稳性和使用寿命。

该双侧耦合轴向章动磁力减速器结构中，同一磁齿轮副中的磁极对数应满足关系式：

  （1）

其中，表示第一章动磁齿轮（或第二章动磁齿轮）磁极对数，表示固定磁齿轮（或活动磁齿轮）磁极对数。

减速器的总传动比可以用下式计算，

（2）

其中，表示输入轴的转速，表示活动磁齿轮的转速，表示第一章动磁齿轮的磁极对数，表示第二章动磁齿轮的磁极对数，表示活动磁齿轮的磁极对数。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种双侧耦合轴向章动磁力减速器，其特征在于：包括箱体，所述箱体的左端穿设有输入轴，箱体内部右侧设有转动盘，箱体内具有套设在输入轴上并随输入轴的旋转进行章动运动的章动盘，所述章动盘左、右端面分别设有第一章动磁齿轮和第二章动磁齿轮，箱体左端内侧设有与第一章动磁齿轮进行磁场耦合的固定磁齿轮，所述转动盘左端面设有与第二章动磁齿轮进行磁场耦合的活动磁齿轮。

2.根据权利要求1所述的双侧耦合轴向章动磁力减速器，其特征在于：所述固定磁齿轮、第一章动磁齿轮、第二章动磁齿轮、活动磁齿轮均有若干永磁体沿周向排列而成。

3.根据权利要求1所述的双侧耦合轴向章动磁力减速器，其特征在于：所述输入轴上通过键连接有章动套，所述章动盘通过轴承装配在章动套上。

4.根据权利要求1所述的双侧耦合轴向章动磁力减速器，其特征在于：所述箱体由左箱体和右箱体通过螺栓连接而成，左箱体左端通过螺栓连接有左端盖，右箱体右端通过螺栓连接有右端盖，所述输入轴通过轴承与左箱体转动连接，所述转动盘右端通过轴承与右箱体转动连接。

5.根据权利要求4所述的双侧耦合轴向章动磁力减速器，其特征在于：所有磁齿轮上的相邻两永磁体之间均留有间隙；左箱体内侧、章动盘左端、章动盘右端、转动盘左端分别设有若干用以一一对应嵌入永磁体的凹槽，第一章动磁齿轮的直径小于第二章动磁齿轮的直径。

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