RU2545269C1 - Magnetic transmission - Google Patents

Magnetic transmission Download PDF

Info

Publication number
RU2545269C1
RU2545269C1 RU2013159125/11A RU2013159125A RU2545269C1 RU 2545269 C1 RU2545269 C1 RU 2545269C1 RU 2013159125/11 A RU2013159125/11 A RU 2013159125/11A RU 2013159125 A RU2013159125 A RU 2013159125A RU 2545269 C1 RU2545269 C1 RU 2545269C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
screen
elements
driven elements
driven
Prior art date
Application number
RU2013159125/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Леонов
Игорь Юрьевич Русаков
Александр Юрьевич Агеев
Борис Павлович Белозёров
Original Assignee
Сергей Владимирович Леонов
Игорь Юрьевич Русаков
Александр Юрьевич Агеев
Борис Павлович Белозёров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Владимирович Леонов, Игорь Юрьевич Русаков, Александр Юрьевич Агеев, Борис Павлович Белозёров filed Critical Сергей Владимирович Леонов
Priority to RU2013159125/11A priority Critical patent/RU2545269C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2545269C1 publication Critical patent/RU2545269C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: magnetic transmission contains drive and driven elements, magnetic cores, permanent magnets and screen. The driven elements are installed between the magnetic core and screen. The driven elements and screen are made out of non-magnetic material. The screen is installed with clearance between the drive and driven elements. In the screen the elements out of the magnetically soft material are installed, and permanent magnets are installed in the driven elements.
EFFECT: ensuring of tightness due to screen use and simplified design of the magnetic drive.
4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к магнитным редукторным передачам и может быть использовано в машиностроении, приборостроении, авиационной, космической и радиохимической отраслях.The invention relates to magnetic gear transmissions and can be used in mechanical engineering, instrumentation, aviation, space and radiochemical industries.

Известна магнитная муфта [RU №2091624, F16D 27/01. Опубл. 27.09.1997], содержащая полумуфты с магнитопроводами, на которых размещены постоянные магниты. Полумуфты разделены экраном, герметизирующим внутреннюю полость машины, на которую передается крутящий момент, создаваемый муфтой.Known magnetic coupling [RU No. 2091624, F16D 27/01. Publ. 09/27/1997] containing half-couplings with magnetic cores on which permanent magnets are placed. The coupling halves are separated by a screen that seals the internal cavity of the machine, to which the torque generated by the coupling is transmitted.

Недостатком данного устройства является невозможность регулирования числа оборотов вала только с помощью магнитной муфты.The disadvantage of this device is the inability to control the speed of the shaft only with the help of a magnetic coupling.

Известна магнитная передача [SU №1839927, F16D 27/01. Опуб. 20.06.2006. Бюл. 17], принятая за прототип. В магнитной передаче входной вал устанавливается на подшипниках в корпусе. В корпусе на входном валу крепятся постоянный магнит и магнитопровод. Разрезной диск выполнен за одно целое с входным валом или крепится на нем. Второй магнитопровод выполняется за одно целое с выходным валом и устанавливается на подшипниках в корпусе. При работе передачи входной вал начинает поворачиваться вместе с разрезным диском, зоны магнитного замыкания на магнитопроводах начинают вращаться с той же самой угловой скоростью. Первоначальное равновесие касательных в зоне вырезов диска нарушается, и зубцы магнитопровода начинают смещаться на угол, равный разности зубцовых делений магнитопроводов за угол поворота входного вала 360°/Zc, где Zc - число зубцов магнитопровода на входном валу. Передаточное отношение передачи определится выражениемKnown magnetic transmission [SU No. 1839927, F16D 27/01. Otub. 06/20/2006. Bull. 17], adopted as a prototype. In magnetic transmission, the input shaft is mounted on bearings in the housing. In the housing on the input shaft, a permanent magnet and a magnetic circuit are fixed. The cutting disc is made in one piece with the input shaft or mounted on it. The second magnetic circuit is made in one piece with the output shaft and is mounted on bearings in the housing. During transmission operation, the input shaft begins to rotate with the split disk, the magnetic closure zones on the magnetic circuits begin to rotate at the same angular velocity. The initial equilibrium of the tangents in the area of the disk cut-outs is violated, and the teeth of the magnetic circuit begin to shift by an angle equal to the difference between the tooth divisions of the magnetic circuits beyond the angle of rotation of the input shaft 360 ° / Z c , where Z c is the number of teeth of the magnetic circuit on the input shaft. The gear ratio of the transmission is determined by the expression

i = Z p Z p Z c

Figure 00000001
, i = Z p Z p - Z c
Figure 00000001
,

где Zp - число зубцов подвижного магнитопровода на выходном валу.where Z p - the number of teeth of the moving magnetic circuit on the output shaft.

Данная магнитная передача не обеспечивает герметичность передачи и является достаточно сложной в изготовлении.This magnetic gear does not ensure the tightness of the gear and is quite difficult to manufacture.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке магнитной передачи, обеспечивающей герметичность, возможность регулировать скорость вращения при максимально простой конструкции.The problem to which the invention is directed, is to develop a magnetic transmission that provides tightness, the ability to adjust the speed of rotation with the simplest design.

Поставленная задача решается тем, что магнитная передача содержит ведущие и ведомые элементы, магнитопроводы, постоянные магниты и экран, установленный с зазорами между ведомыми элементами, причем ведомые элементы установлены между магнитопроводом и экраном, элементы и экран выполнены из немагнитного материала, в экран установлены элементы из магнитомягкого материала, постоянные магниты установлены в ведомых элементах, а количество магнитов в каждом из ведомых элементов и элементов из магнитомягкого материала различное. Магниты и элементы из магнитомягкого материала имеют форму параллелепипеда или цилиндра. Магниты изготовлены на основе сплава неодим-железо-бор.The problem is solved in that the magnetic transmission contains leading and driven elements, magnetic circuits, permanent magnets and a screen installed with gaps between the driven elements, and the driven elements are installed between the magnetic circuit and the screen, the elements and the screen are made of non-magnetic material, the elements of soft magnetic material, permanent magnets are installed in the driven elements, and the number of magnets in each of the driven elements and elements of soft magnetic material is different. Magnets and elements made of soft magnetic material are in the shape of a parallelepiped or cylinder. Magnets are made on the basis of neodymium-iron-boron alloy.

На фиг.1 показан дисковый однорядный вариант магнитной передачи, на фиг.2 - дисковый многорядный вариант магнитной передачи, на фиг.3 - цилиндрический вариант магнитной передачи, на фиг.4 - плоский вариант магнитной передачи.Figure 1 shows a disk single-row version of a magnetic transmission, figure 2 - disk multi-row version of a magnetic transmission, figure 3 is a cylindrical version of a magnetic transmission, figure 4 is a flat version of a magnetic transmission.

Магнитная передача содержит ведущие элементы 1 и 2, на которых расположены магнитопроводы 3 и 4. На магнитопроводах установлены ведомые элементы 5 и 6 из немагнитного материала, в которых установлены постоянные магниты 7 и 8. Расположение и количество магнитов зависит от варианта исполнения магнитной передачи (см. фиг.1-4), передаваемого крутящего момента и передаточного отношения магнитной передачи. Между ведомыми элементами с минимальными зазорами δ расположен экран 9 из немагнитного материала, в котором установлены элементы 10 из магнитомягкого материала. Количество элементов 10 зависит от требуемого передаточного числа в магнитной передаче. В случае использования экрана в качестве герметизирующей перегородки при передаче крутящего момента из нейтральной среды в более агрессивную или вредную для здоровья экран можно покрыть плакировочным слоем 12.The magnetic transmission contains driving elements 1 and 2, on which the magnetic circuits 3 and 4 are located. On the magnetic circuits, the driven elements 5 and 6 are made of non-magnetic material, in which the permanent magnets 7 and 8 are installed. The location and number of magnets depends on the version of the magnetic transmission (see Fig. 1-4), the transmitted torque and magnetic gear ratio. Between the driven elements with minimal gaps δ is a screen 9 of non-magnetic material, in which elements 10 of soft magnetic material are installed. The number of elements 10 depends on the required gear ratio in the magnetic gear. If you use the screen as a sealing wall when transmitting torque from a neutral environment to a more aggressive or unhealthy screen can be covered with a plating layer 12.

Магнитная передача работает следующим образом.Magnetic transmission works as follows.

В предлагаемых конструкциях ведущим звеном при вращении (или перемещении) может быть любая из деталей поз.1, 2 или 9 (например, ведущий элемент 1). При этом другая, также любая из оставшихся деталь должна быть зафиксированной (например, экран 9), а оставшаяся деталь (например, ведущий элемент 2) будет двигаться под действием магнитного поля. Количество элементов 10 (активных элементов) в экране 9 и количество магнитов 7 и 8 (активных элементов) в деталях 5 и 6 должно быть различным, т.к. их количество в каждой из деталей влияет на передаточное число i в магнитной передаче в соответствии с формулойIn the proposed designs, the driving link during rotation (or movement) can be any of the parts pos. 1, 2 or 9 (for example, the driving element 1). In this case, another, also any of the remaining part, must be fixed (for example, screen 9), and the remaining part (for example, driving element 2) will move under the influence of a magnetic field. The number of elements 10 (active elements) in the screen 9 and the number of magnets 7 and 8 (active elements) in parts 5 and 6 should be different, because their number in each of the parts affects the gear ratio i in the magnetic gear in accordance with the formula

i = N 1 N 2 N 3 ,                                   (1)

Figure 00000002
i = N one - N 2 N 3 , (one)
Figure 00000002

где N1 - количество активных элементов ведущей детали;where N 1 is the number of active elements of the leading part;

N2 - количество активных элементов фиксированной детали;N 2 - the number of active elements of a fixed part;

N3 - количество активных элементов ведомой детали.N 3 - the number of active elements of the driven part.

При положительном значении передаточного числа ведущая и ведомая детали вращаются в одном направлении, при отрицательном значении - ведомая деталь вращается (или перемещаться) относительно ведомой детали в противоположную сторону.If the gear ratio is positive, the driving and driven parts rotate in the same direction; if the gear ratio is negative, the driven part rotates (or moves) in the opposite direction relative to the driven part.

В ходе исследований был изготовлен опытный дисковой однорядный вариант (см. фиг.1) магнитной передачи, на котором практически подтвердилась справедливость формулы (1).In the course of the research, an experimental single-row disk version (see Fig. 1) of magnetic transmission was made, on which the validity of formula (1) was practically confirmed.

При необходимости изменить передаточное число магнитной передачи достаточно заменить неподвижное звено (в нашем примере экран 9) на аналогичное звено, но с другим количеством элементов 10, определенное по формуле (1). При этом привод магнитной передачи не меняется.If you need to change the gear ratio of the magnetic transmission, it is enough to replace the fixed link (in our example, screen 9) with a similar link, but with a different number of elements 10, determined by the formula (1). In this case, the magnetic drive does not change.

В качестве постоянных магнитов желательно использовать высокоэнергетические магниты, например, на основе сплава неодим-железо-бор (Nd-Fe-B). Благодаря использованию высокоэнергетических магнитов напряженность магнитного поля в зазоре между деталями достигает 0,5-0,8 Т без использования каких-либо конструктивных усложнений, например зубчатого исполнения ведущих деталей. Используемые магниты имеют простую форму цилиндра или параллелепипеда.As permanent magnets, it is desirable to use high-energy magnets, for example, based on a neodymium-iron-boron (Nd-Fe-B) alloy. Thanks to the use of high-energy magnets, the magnetic field strength in the gap between the parts reaches 0.5-0.8 T without using any design complications, for example, the gear design of the leading parts. The magnets used have a simple cylinder or parallelepiped shape.

Применение изобретения позволяет:The application of the invention allows:

- обеспечить при необходимости полную герметичность магнитной передачи за счет использования экрана;- to ensure, if necessary, the complete tightness of the magnetic transmission through the use of the screen;

- регулировать скорость вращения за счет изменения количества активных элементов или использования в качестве ведомого или ведущего звена любой из трех деталей;- adjust the speed of rotation by changing the number of active elements or using as a slave or leading link any of the three parts;

- упростить конструкцию магнитного привода за счет исключения использования каких-либо конструктивных усложнений, например зубчатого исполнения ведомой и ведущей деталей.- to simplify the design of the magnetic drive by eliminating the use of any structural complications, such as the gear version of the driven and leading parts.

Claims (4)

1. Магнитная передача, содержащая ведущие и ведомые элементы, магнитопроводы, постоянные магниты и экран, отличающаяся тем, что ведомые элементы установлены между магнитопроводом и экраном, ведомые элементы и экран выполнены из немагнитного материала, экран установлен с зазором между ведущим и ведомым элементами, в экран установлены элементы из магнитомягкого материала, а постоянные магниты установлены в ведомые элементы.1. A magnetic transmission containing leading and driven elements, magnetic circuits, permanent magnets and a screen, characterized in that the driven elements are installed between the magnetic circuit and the screen, the driven elements and the screen are made of non-magnetic material, the screen is installed with a gap between the leading and driven elements, the screen has elements made of soft magnetic material, and permanent magnets are installed in the driven elements. 2. Магнитная передача по п. 1, отличающаяся тем, что количество магнитов в каждом ведомом элементе и элементов из магнитомягкого материала различное.2. The magnetic transmission according to claim 1, characterized in that the number of magnets in each driven element and elements of soft magnetic material is different. 3. Магнитная передача по п. 1, отличающаяся тем, что магниты и элементы из магнитомягкого материала имеют форму параллелепипеда или цилиндра.3. The magnetic transmission according to claim 1, characterized in that the magnets and elements of soft magnetic material are in the form of a parallelepiped or cylinder. 4. Магнитная передача по п. 1, отличающаяся тем, что магниты изготовлены на основе сплава неодим-железо-бор. 4. The magnetic transmission according to claim 1, characterized in that the magnets are made on the basis of a neodymium-iron-boron alloy.
RU2013159125/11A 2013-12-30 2013-12-30 Magnetic transmission RU2545269C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013159125/11A RU2545269C1 (en) 2013-12-30 2013-12-30 Magnetic transmission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013159125/11A RU2545269C1 (en) 2013-12-30 2013-12-30 Magnetic transmission

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2545269C1 true RU2545269C1 (en) 2015-03-27

Family

ID=53383239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013159125/11A RU2545269C1 (en) 2013-12-30 2013-12-30 Magnetic transmission

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2545269C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH669645A5 (en) * 1984-12-28 1989-03-31 Kralovopolska Strojirna
RU2091624C1 (en) * 1992-03-31 1997-09-27 Свердловский научно-исследовательский институт химического машиностроения Magnetic clutch
RU2179663C1 (en) * 2001-06-14 2002-02-20 Голубков Евгений Евгениевич Cylindrical magnetic clutch
SU1839927A1 (en) * 1981-12-21 2006-06-20 Государственное научно-производственное предприятие "Полюс" Quick-response magnetic transmission

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1839927A1 (en) * 1981-12-21 2006-06-20 Государственное научно-производственное предприятие "Полюс" Quick-response magnetic transmission
CH669645A5 (en) * 1984-12-28 1989-03-31 Kralovopolska Strojirna
RU2091624C1 (en) * 1992-03-31 1997-09-27 Свердловский научно-исследовательский институт химического машиностроения Magnetic clutch
RU2179663C1 (en) * 2001-06-14 2002-02-20 Голубков Евгений Евгениевич Cylindrical magnetic clutch

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
В.С. Поляков и др., "Справочник по муфтам", под. ред. В.С. Полякова, 2-е изд., испр. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1979, с. 193 - 212; *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101296877B1 (en) Power transmission mechanism
US9219403B2 (en) Magnetic shear force transfer device
JP2016200228A (en) Gear mechanism
RU2369955C1 (en) Magnetic reducer
Xu et al. Torque for an electromagnetic harmonic movable tooth drive system
RU2545269C1 (en) Magnetic transmission
RU2474033C1 (en) Magnetic gear
RU2216662C1 (en) Magnetic clutch
RU111367U1 (en) MAGNET REDUCER
CN202746500U (en) Simple, compact and easily-controlled power distribution box
CN111780970B (en) Gear meshing power loss measuring device and measuring method thereof
JP2017166946A5 (en)
RU2006112326A (en) MAGNET-FLUID SHAFT SEAL
KR101462775B1 (en) Speed increasing or decreasing device using permanent magnets
JP6278292B2 (en) Rotary drive shaft coupler for easy complete sealing
CN104052241A (en) Permanent magnet transmission speed synthesizer
JP2016211667A (en) Magnetic type gear device
RU2651335C1 (en) Magnetic reducing gear
WO2008140010A1 (en) Power transmission device
Jørgensen Design and construction of permanent magnetic gears
CN105179623A (en) Antagonistic type magnetorheological fluid coupler
RU173846U1 (en) CONTROLLED ASYNCHRONOUS CLUTCH WITH PERMANENT MAGNETS
CN202549155U (en) Unfolding type lathe headstock teaching model
RU2651409C1 (en) Controlled asynchronous coupling with permanent magnets
UA141981U (en) MAGNETIC TRANSMISSION ALEYEV (IPA checkpoint-02)