CN220107807U - 一种高速型磁斥力传动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速型磁斥力传动器，涉及机械传动技术领域。该磁斥力传动器包括主动转子和从动转子，所述主动转子与所述从动转子同轴设置；所述主动转子包括主动转子载体、主动转子磁爪、主动转子驱动侧磁钢、主动转子阻力侧磁钢及紧密地包裹在所述主动转子磁爪外围的第一紧固件；相比于磁爪两侧同时嵌入相同磁钢而言，采取这种设计方案，一方面，可以减小磁阻力矩，使得该磁斥力传动器单向传动时的驱动扭矩值较大，另一方面，当该磁斥力传动器在不传递负载扭矩时，通过设置阻力侧磁钢可起到复位作用，采用高强度复合材料设计，使得高速型磁斥力传动器的磁钢定位准确、固定非常可靠，在高速场合工作时磁钢不易脱落。

Description

一种高速型磁斥力传动器

技术领域

本实用新型涉及机械传动技术领域，具体是一种高速型磁斥力传动器。

背景技术

永磁耦合器是依靠稀土永磁材料的磁力实现驱动轴和负载轴之间的非接触磁传动，尤其是同步传动永磁耦合器在机械传动系统中已有较多应用。

常见的同步传动永磁耦合器主要有筒式结构和盘式结构两类，无论是以上哪种结构，都是依靠永磁吸力进行传动，且主动转子与从动转子之间的气隙值是固定的。盘式结构同步传动永磁耦合器因存在较大的轴向力，故生产中很少使用。筒式结构同步传动永磁耦合器的磁钢径向参与磁偶合，由于离心力的作用导致内转子的磁钢固定比较困难，因此往往无法适用于高速转动场合，且主动转子与从动转子的同轴定位也不方便，会导致“偏心吸附”在一起难以分离。另外，筒式结构同步传动永磁耦合器的径向气隙不可调节，弹性缓冲能力稍差，单位体积内所传递的扭矩值小。因此，需要提出一种结构简单、磁钢固定可靠、单位体积内传递扭矩大且适用于高速转动场合的磁力传动器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高速型磁斥力传动器，以解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高速型磁斥力传动器，包括主动转子和从动转子，所述主动转子与所述从动转子同轴设置；

所述主动转子包括主动转子载体、主动转子磁爪、主动转子驱动侧磁钢、主动转子阻力侧磁钢及紧密地包裹在所述主动转子磁爪外围的第一紧固件；

所述从动转子包括从动转子载体、从动转子磁爪、从动转子驱动侧磁钢、从动转子阻力侧磁钢及紧密地包裹在所述从动转子磁爪外围的第二紧固件；

所述主动转子磁爪一侧开口槽内设置有主动转子驱动侧磁钢与所述从动转子磁爪一侧的开口槽内设置的从动转子驱动侧磁钢；所述主动转子磁爪另一侧开口槽内设置有所述主动转子阻力侧磁钢；

所述从动转子磁爪另一侧的开口槽内设置有所述从动转子阻力侧磁钢。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还提供以下可选技术方案：

在一种可选方案中：所述主动转子载体端面上沿圆周方向均匀地设置若干个相同的主动转子磁爪，所述主动转子磁爪的左右两侧设置有扇形开口槽，按照磁场排列顺序在若干个主动转子磁爪的扇形开口槽一侧嵌入所述主动转子驱动侧磁钢，另一侧嵌入所述主动转子阻力侧磁钢，所述主动转子磁爪的外围紧密地包裹有第一紧固件。

在一种可选方案中：所述从动转子载体端面上沿圆周方向均匀地设置若干个相同的从动转子磁爪，所述从动转子磁爪的左右两侧设置有扇形开口槽，按照磁场排列顺序在若干个从动转子磁爪的扇形开口槽内一侧嵌入所述从动转子驱动侧磁钢，另一侧嵌入所述从动转子阻力侧磁钢，所述从动转子磁爪的外围紧密地包裹有第二紧固件。

在一种可选方案中：所述主动转子驱动侧磁钢和所述从动转子驱动侧磁钢的截面均为扇形，分别与所述主动转子磁爪一侧和所述从动转子磁爪一侧的扇形开口槽的截面尺寸相同，所述主动转子驱动侧磁钢与所述主动转子磁爪之间、所述从动转子驱动侧磁钢与所述从动转子磁爪之间均构成“形锁合”。

在一种可选方案中：所述主动转子磁爪的外侧面和所述从动转子磁爪的外侧面均取外圆弧面；

所述主动转子磁爪的左侧面与右侧面均取平面；所述从动转子磁爪的左侧面和右侧面均取平面；所述主动转子磁爪的内侧面和所述从动转子磁爪的内侧面取平面或外凸圆弧面。

在一种可选方案中：包裹有所述第一紧固件的主动转子磁爪与包裹有所述第二紧固件的从动转子磁爪在驱动侧形成角向间隙α；包裹有所述第一紧固件的主动转子磁爪与包裹有所述第二紧固件的从动转子磁爪在阻力侧形成角向间隙β。

在一种可选方案中：所述主动转子驱动侧磁钢与所述从动转子驱动侧磁钢的材质、外形尺寸相同；

所述主动转子阻力侧磁钢与所述从动转子阻力侧磁钢的材质、外形尺寸相同；

所述主动转子驱动侧磁钢、所述从动转子驱动侧磁钢、所述主动转子阻力侧磁钢与所述从动转子阻力侧磁钢的材质相同；所述主动转子驱动侧磁钢的厚度角大于所述主动转子阻力侧磁钢的厚度角，所述从动转子驱动侧磁钢的厚度角大于所述从动转子阻力侧磁钢的厚度角。

在一种可选方案中：所述主动转子磁爪的主动转子驱动侧磁钢与从动转子磁爪的从动转子驱动侧磁钢的磁极取N-N或S-S相对布置；对所述主动转子磁爪的单个磁爪的左右两侧开口槽内所嵌入磁钢磁极取N-S布置，所述从动转子磁爪布置同上。

在一种可选方案中：所述主动转子驱动侧磁钢、主动转子阻力侧磁钢、从动转子驱动侧磁钢及从动转子阻力侧磁钢均取钕铁硼材质；

紧密包裹在所述主动转子磁爪外围的第一紧固件与紧密包裹在所述从动转子磁爪外围的第二紧固件取碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料在所述主动转子磁爪外围和所述从动转子磁爪外围进行缠绕成形。

所述主动转子载体和所述从动转子载体的空心轴套部分取剖分式结构(也称为half结构)。

所述高速型磁斥力传动器安装于驱动轴与负载轴之间；在其安装于驱动轴与负载轴前，通过螺钉将所述主动转子和所述从动转子进行刚性连接，待安装于驱动轴与负载轴后，拆除所述主动转子和所述从动转子之间的螺钉。

相较于现有技术，本实用新型的有益效果如下：

1、该高速型磁斥力传动器的主动转子磁爪与从动转子磁爪的一侧嵌入强磁磁钢，作为驱动力矩用磁钢，其另一侧嵌入弱磁磁钢，作为复位力矩用磁钢，即采用了“强弱磁组合设计方案”。相比于磁爪两侧同时嵌入相同磁钢而言，采取这种设计方案，一方面，可以减小磁阻力矩，使得该磁斥力传动器单向传动时的扭矩值较大，另一方面，当该磁斥力传动器在不传递负载扭矩时，通过设置阻力侧磁钢可起到复位作用，即可以避免因主动转子磁爪与从动转子磁爪因驱动侧磁斥力过大而沿角向“刚性碰撞”在一起。

2、该高速型磁斥力传动器的若干个相同的主动转子磁爪与从动转子磁爪沿圆周方向均匀交替设置，且磁钢均通过“形锁合”和胶水粘接方式安装于主动转子磁爪和从动转子磁爪的左右两侧扇形开口槽内。主动转子磁爪和从动转子磁爪的平面和圆弧面过渡处均采用圆角过渡，并且在主动转子磁爪和从动转子磁爪的外围通过缠绕成形的方式包裹有高强度复合材料。采取这样的结构设计，该高速型磁斥力传动器的磁钢定位准确、固定非常可靠，在高速场合工作时磁钢不易脱落，非常适合高速传动场合。

3、采用“强弱磁组合设计方案”的磁斥力传动取代常规的磁吸力传动，这样容易设置较大的主动转子与从动转子之间的角向间隙α值，以此来增大该磁斥力传动器启动时的弹性缓冲能力。在磁钢用量相同时，该高速型磁斥力传动器所传递的扭矩值大于已知技术中常规磁吸力传动器的传递扭矩值。

4、该高速型磁斥力传动器，在安装于驱动轴与负载轴前，首先通过螺钉将主动转子和从动转子进行刚性连接，这样减小了主动转子和从动转子的同轴偏移误差，待该高速型磁斥力传动器安装完毕后，将螺钉拆除，保证了主动转子和从动转子的同轴非接触传动；另外，主动转子载体和从动转子载体的空心轴套部分采用Half(剖分式)结构，使得其与主动轴和从动轴的安装与拆卸十分方便。

5、该高速型磁斥力传动器结构相对简单，安全可靠，磁路结构合理，且便于设计制造，相比其他磁力耦合器，能够节省一定的磁钢用量，可用于高速单向传动场合的机械传动系统。

附图说明

图1为本申请中实施例的结构示意图；

图2为本申请中截面的结构示意图；

图3为本申请中主动转子磁爪的结构示意图；

图4为本申请中从动转子磁爪的结构示意图；

图5为本申请在安装前的结构示意图。

其中：11、主动转子载体；12、主动转子磁爪；13、主动转子驱动侧磁钢；14、主动转子阻力侧磁钢；15、主动转子磁爪的外侧面；16、主动转子磁爪的左侧面；17、主动转子磁爪的内侧面；18、主动转子磁爪的右侧面；19、主动转子磁爪的过渡部分；21、从动转子载体；22、从动转子磁爪；23、从动转子驱动侧磁钢；24、从动转子阻力侧磁钢；25、从动转子磁爪的外侧面；26、从动转子磁爪的左侧面；27、从动转子磁爪的内侧面28、从动转子磁爪的右侧面；29、从动转子磁爪的过渡部分；3、第一紧固件；4、第二紧固件。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

在一个实施例中，如图1-图5所示，一种高速型磁斥力传动器，包括主动转子1和从动转子2，所述主动转子1与所述从动转子2同轴设置。所述主动转子1包括主动转子载体11、主动转子磁爪12、主动转子驱动侧磁钢13、主动转子阻力侧磁钢14及紧密地包裹在所述主动转子磁爪12外围的第一紧固件3；所述从动转子2包括从动转子载体21、从动转子磁爪22、从动转子驱动侧磁钢23、从动转子阻力侧磁钢24及紧密地包裹在所述从动转子磁爪22外围的第二紧固件4。所述主动转子磁爪12一侧开口槽内设置有主动转子驱动侧磁钢13与所述从动转子磁爪22一侧的开口槽内设置的从动转子驱动侧磁钢23取同名磁极相对设置如N-N或S-S磁极；所述主动转子磁爪12另一侧开口槽内设置有所述主动转子阻力侧磁钢14；所述从动转子磁爪22另一侧的开口槽内设置有所述从动转子阻力侧磁钢24；

所述主动转子载体11端面上沿圆周方向均匀地设置若干个相同的主动转子磁爪12，所述主动转子磁爪12的左右两侧设置有扇形开口槽，按照一定的磁场排列顺序在若干个主动转子磁爪12的扇形开口槽内一侧嵌入所述主动转子驱动侧磁钢13，另一侧嵌入所述主动转子阻力侧磁钢14。所述主动转子磁爪12的外围紧密地包裹有第一紧固件3；

所述从动转子载体21端面上沿圆周方向均匀地设置若干个相同的从动转子磁爪22，所述从动转子磁爪22的左右两侧设置有扇形开口槽，按照一定的磁场排列顺序在若干个从动转子磁爪22的扇形开口槽内一侧嵌入所述从动转子驱动侧磁钢23，另一侧嵌入所述从动转子阻力侧磁钢24。所述从动转子磁爪22的外围紧密地包裹有第二紧固件4；

所述主动转子驱动侧磁钢13和所述从动转子驱动侧磁钢23的截面均为扇形，分别与所述主动转子磁爪12一侧和所述从动转子磁爪22一侧的扇形开口槽的截面尺寸相同。所述主动转子驱动侧磁钢13与所述主动转子磁爪12之间、所述从动转子驱动侧磁钢23与所述从动转子磁爪22之间均构成“形锁合”。此外，主动转子驱动侧磁钢13与所述主动转子磁爪12之间采用胶水粘接，所述从动转子驱动侧磁钢23与所述从动转子磁爪22之间亦采用胶水粘接；

所述主动转子磁爪12的外侧面15和所述从动转子磁爪22的外侧面25均取外圆弧面；所述主动转子磁爪12的左侧面16与右侧面18均取平面；所述从动转子磁爪22的左侧面26和右侧面28均取平面；所述主动转子磁爪12的内侧面17和所述从动转子磁爪22的内侧面27取平面或外凸圆弧面；所述主动转子磁爪12的外侧面15、左侧面16、右侧面18及内侧面17过渡部分19均取圆倒角，所述从动转子磁爪22亦如此；

包裹有所述第一紧固件3的主动转子磁爪12与包裹有所述第二紧固件4的从动转子磁爪22在驱动侧形成角向间隙α；包裹有所述第一紧固件3的主动转子磁爪12与包裹有所述第二紧固件4的从动转子磁爪22在阻力侧形成角向间隙β；

所述主动转子驱动侧磁钢13与所述从动转子驱动侧磁钢23的材质、外形尺寸相同；所述主动转子阻力侧磁钢14与所述从动转子阻力侧磁钢24的材质、外形尺寸相同；所述主动转子驱动侧磁钢13、所述从动转子驱动侧磁钢23、所述主动转子阻力侧磁钢14与所述从动转子阻力侧磁钢24的材质均相同；所述主动转子驱动侧磁钢13的厚度角大于所述主动转子阻力侧磁钢14的厚度角，所述从动转子驱动侧磁钢23的厚度角大于所述从动转子阻力侧磁钢24的厚度角；

所述主动转子磁爪12的主动转子驱动侧磁钢13与从动转子磁爪22的从动转子驱动侧磁钢的磁极取N-N或S-S相对布置；对所述主动转子磁爪12的单个磁爪的左右两侧开口槽内所嵌入磁钢磁极取N-S布置，对所述从动转子磁爪22亦如此；

所述主动转子驱动侧磁钢13、主动转子阻力侧磁钢14、从动转子驱动侧磁钢23及从动转子阻力侧磁钢24均取强磁材料，优先选用钕铁硼材质；紧密包裹在所述主动转子磁爪12外围的第一紧固件3与紧密包裹在所述从动转子磁爪22外围的第二紧固件4取高强度复合材料，优先选用碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料在所述主动转子磁爪12外围和所述从动转子磁爪22外围进行缠绕成形；

所述主动转子载体11和所述从动转子载体21的空心轴套部分取剖分式结构(Half结构)。

所述高速型磁斥力传动器安装于驱动轴与负载轴之间；在其安装于驱动轴与负载轴前，通过螺钉5将所述主动转子1和所述从动转子2进行刚性连接，待安装于驱动轴与负载轴后，拆除所述主动转子1和所述从动转子2之间的螺钉5。

该高速型磁斥力传动器的主动转子磁爪与从动转子磁爪的一侧嵌入强磁磁钢，作为驱动力矩用磁钢，其另一侧嵌入弱磁磁钢，作为复位力矩用磁钢，即采用了“强弱磁组合设计方案”。相比于磁爪两侧同时嵌入相同磁钢而言，采取这种设计方案，一方面，可以减小磁阻力矩，使得该磁斥力传动器单向传动时的扭矩值较大；另一方面，当该磁斥力传动器在不传递负载扭矩时，通过设置阻力侧磁钢可起到复位作用，即可以避免因主动转子磁爪与从动转子磁爪的驱动侧磁斥力过大而沿角向“刚性碰撞”在一起。

该高速型磁斥力传动器的若干个相同的主动转子磁爪与从动转子磁爪沿圆周方向均匀交替设置，且磁钢均通过“形锁合”和胶水粘接方式安装于主动转子磁爪和从动转子磁爪的左右两侧扇形开口槽内。主动转子磁爪和从动转子磁爪的平面和圆弧面过渡处均采用圆角过渡，并且在主动转子磁爪和从动转子磁爪的外围通过缠绕成形的方式包裹有高强度复合材料。采取这样的结构设计，该高速型磁斥力传动器的磁钢定位准确、固定非常可靠，在高速场合工作时磁钢不易脱落，适合于高速场合传动。

采用“强弱磁组合设计方案”的磁斥力传动取代常规的磁吸力传动，这样容易设置较大的主动转子与从动转子之间的角向间隙α值，以此来增大该磁斥力传动器启动时的弹性缓冲能力。

该高速型磁斥力传动器，在安装于驱动轴与负载轴前，首先通过螺钉将主动转子和从动转子进行刚性连接，这样减小了主动转子和从动转子的同轴偏移误差，待该高速型磁斥力传动器安装完毕后，将螺钉拆除，保证了主动转子和从动转子的同轴非接触传动；另外，主动转子载体和从动转子载体的空心轴套部分采用剖分式结构(Half结构)，使得其与主动轴和从动轴的安装与拆卸十分方便。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高速型磁斥力传动器，包括主动转子(1)和从动转子(2)，所述主动转子(1)与所述从动转子(2)同轴设置；

其特征在于，所述主动转子(1)包括主动转子载体(11)、主动转子磁爪(12)、主动转子驱动侧磁钢(13)、主动转子阻力侧磁钢(14)及紧密地包裹在所述主动转子磁爪(12)外围的第一紧固件(3)；

所述从动转子(2)包括从动转子载体(21)、从动转子磁爪(22)、从动转子驱动侧磁钢(23)、从动转子阻力侧磁钢(24)及紧密地包裹在所述从动转子磁爪(22)外围的第二紧固件(4)；

所述主动转子磁爪(12)一侧开口槽内设置有主动转子驱动侧磁钢(13)与所述从动转子磁爪(22)一侧的开口槽内设置的从动转子驱动侧磁钢(23)；所述主动转子磁爪(12)另一侧开口槽内设置有主动转子阻力侧磁钢(14)；

所述主动转子驱动侧磁钢(13)和所述从动转子驱动侧磁钢(23)的截面均为扇形，分别与所述主动转子磁爪(12)一侧和所述从动转子磁爪(22)一侧的扇形开口槽的截面尺寸相同，所述主动转子驱动侧磁钢(13)与所述主动转子磁爪(12)之间、所述从动转子驱动侧磁钢(23)与所述从动转子磁爪(22)之间均构成“形锁合”；

所述从动转子磁爪(22)另一侧的开口槽内设置有所述从动转子阻力侧磁钢(24)。

2.根据权利要求1所述的高速型磁斥力传动器，其特征在于，所述主动转子载体(11)端面上沿圆周方向均匀地设置若干个相同的主动转子磁爪(12)，所述主动转子磁爪(12)的左右两侧设置有扇形开口槽，按照磁场排列顺序在若干个主动转子磁爪(12)的扇形开口槽一侧嵌入所述主动转子驱动侧磁钢(13)，另一侧嵌入所述主动转子阻力侧磁钢(14)，所述主动转子磁爪(12)的外围紧密地包裹有第一紧固件(3)。

3.根据权利要求2所述的高速型磁斥力传动器，其特征在于，所述从动转子载体(21)端面上沿圆周方向均匀地设置若干个相同的从动转子磁爪(22)，所述从动转子磁爪(22)的左右两侧设置有扇形开口槽，按照磁场排列顺序在若干个从动转子磁爪(22)的扇形开口槽内一侧嵌入所述从动转子驱动侧磁钢(23)，另一侧嵌入所述从动转子阻力侧磁钢(24)，所述从动转子磁爪(22)的外围紧密地包裹有第二紧固件(4)。

4.根据权利要求1所述的高速型磁斥力传动器，其特征在于，所述主动转子磁爪(12)的外侧面(15)和所述从动转子磁爪(22)的外侧面(25)均取外圆弧面；

所述主动转子磁爪(12)的左侧面(16)与右侧面(18)均取平面；所述从动转子磁爪(22)的左侧面(26)和右侧面(28)均取平面；所述主动转子磁爪(12)的内侧面(17)和所述从动转子磁爪(22)的内侧面(27)取平面或外凸圆弧面。

5.根据权利要求1所述的高速型磁斥力传动器，其特征在于，包裹有所述第一紧固件(3)的主动转子磁爪(12)与包裹有所述第二紧固件(4)的从动转子磁爪(22)在驱动侧形成角向间隙α；包裹有所述第一紧固件(3)的主动转子磁爪(12)与包裹有所述第二紧固件(4)的从动转子磁爪(22)在阻力侧形成角向间隙β。

6.根据权利要求5所述的高速型磁斥力传动器，其特征在于，所述主动转子驱动侧磁钢(13)与所述从动转子驱动侧磁钢(23)的材质、外形尺寸相同；

所述主动转子阻力侧磁钢(14)与所述从动转子阻力侧磁钢(24)的材质、外形尺寸相同；

所述主动转子驱动侧磁钢(13)、所述从动转子驱动侧磁钢(23)、所述主动转子阻力侧磁钢(14)与所述从动转子阻力侧磁钢(24)的材质均相同；所述主动转子驱动侧磁钢(13)的厚度角大于所述主动转子阻力侧磁钢(14)的厚度角，所述从动转子驱动侧磁钢(23)的厚度角大于所述从动转子阻力侧磁钢(24)的厚度角。

7.根据权利要求1所述的高速型磁斥力传动器，其特征在于，所述主动转子磁爪(12)的主动转子驱动侧磁钢(13)与所述从动转子磁爪(22)的从动转子驱动侧磁钢(23)的磁极取N-N或S-S相对布置；对所述主动转子磁爪(12)和所述从动转子磁爪(22)的单个磁爪的左右两侧开口槽内所嵌入磁钢磁极取N-S布置。

8.根据权利要求1所述的高速型磁斥力传动器，其特征在于，所述主动转子驱动侧磁钢(13)、主动转子阻力侧磁钢(14)、从动转子驱动侧磁钢(23)及从动转子阻力侧磁钢(24)均取钕铁硼材质；紧密包裹在所述主动转子磁爪(12)外围的第一紧固件(3)与紧密包裹在所述从动转子磁爪(22)外围的第二紧固件(4)取碳纤维复合材料或玻璃纤维复合材料在所述主动转子磁爪(12)外围和所述从动转子磁爪(22)外围进行缠绕成形。

9.根据权利要求1所述的高速型磁斥力传动器，其特征在于，所述主动转子载体(11)和所述从动转子载体(21)的空心轴套部分取剖分式结构。

10.根据权利要求1所述的高速型磁斥力传动器，其特征在于，所述高速型磁斥力传动器，安装于驱动轴与负载轴之间；在其安装于驱动轴与负载轴前，通过螺钉(5)将所述主动转子(1)和所述从动转子(2)进行刚性连接，待安装于驱动轴与负载轴后，拆除所述主动转子(1)和所述从动转子(2)之间的螺钉(5)。