[发明专利]一种永磁滑差传动机构

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种永磁滑差传动机构，机构在输入元件和输出元件具有转速差的情况下传递扭矩；利用轴向磁通的永磁力相互作用使得输入元件和输出元件之间非接触，安装于基盘的磁盘相互之间的轴向距离可无级改变，实现机构传递的扭矩可以无级改变；利用槽筒上的槽和基盘上的销配合，槽盘可以轴向滑动，分别让两侧的磁盘发生磁力作用，实现输入元件和输出元件具有转速差时正向可靠传递扭矩，抑制反向扭矩的产生；在槽筒和基盘的磁盘上设置了径向磁通的磁铁，和轴向磁通的永磁力在相位上互补，平顺了机构所传递的扭矩的脉动，使得传递的扭矩大小波动较小；适用于车辆、风电发电系统、飞行器、机床、通用机械、工矿机械、工程机械等领域。

背景技术

用于输入输出元件有转速差的传动元件有液力变矩器和液力耦合器，利用液力传动虽然系统运行平稳，但是加工精度高，在转速差大的工况下效率低，且体积较大，在汽车上的结构为液力变矩器和行星齿轮排的组合，利用了液力变矩器的特性实现了速比小范围变化时无级变速，为提高系统效率和扩展传动比范围，使用多个行星齿轮排组合以扩展其速比范围，据介绍该类型变速器每增加1个挡位，油耗能节省3％，目前其油耗高于装备手动挡变速器的汽车，且增加挡位后使得系统机构复杂，设计和安装困难，据报道甚至有双轴式自动变速器，显然使得系统体积较大。由于永磁传动具有非接触传动的特点，随稀土永磁铁技术的提高而越来越应用广泛，目前已经具有较多的永磁联轴器和永磁耦合器的应用报道，主要解决密封问题和轴的对中问题，且在不定期具有滑差传动的情况下，其散热问题较大，目前没有专门用作滑差传动的机构，如果能做成滑差传动机构，就能部分替代液力变矩器，且体积和重量均能显著减小。

发明内容

本发明目的是针对上述不足之处提供一种永磁滑差传动机构，为得到高效率的滑差传动机构，使用了槽筒和基盘分别安装磁盘，利用轴向磁通的永磁力传递扭矩；利用安装于基盘的磁盘轴向距离可以无级改变的特点，使得系统传递的扭矩大小可以无级变化；安装于槽筒和基盘的磁盘上的径向磁通的磁铁，平顺了轴向磁通永磁力矩的脉动，减小了机构传递的永磁力矩的波动；利用槽筒的槽和基盘的销钉相互之间的约束作用，在滑差传动时槽筒相对于基盘作轴向往复运动，使得两侧的磁盘在不同的时间传递扭矩，有效利用了正向传递的扭矩，抑制了反向传递的扭矩，使得系统效率高，发热量减小；槽筒作轴向往复运动的能量来源于永磁力的相斥和相吸，不需要外加能源机构或操纵机构，使得系统结构简化，体积小。

为实现上述目的，本发明采用如下技术措施：

一种永磁滑差传动机构，轴1上连接安装有基盘6，基盘6上安装了弹簧22，弹簧22连接磁盘2和磁盘9，磁盘2和磁盘9在轴1上可以进行轴向滑动，相互之间可以是花键配合或平键配合，基盘6上开设有孔18，内部安装有杠杆4，有螺钉16把杠杆4安装于孔18中，操纵杆17操纵杠杆4绕螺钉16转动增大了磁盘2和磁盘9之间的距离，使得机构传递的扭矩增大，弹簧22使得磁盘2和磁盘9之间距离缩小，槽筒13内装有半槽筒12，两个半槽筒12之间形成槽5，槽筒13也可以和半槽筒12做成一体，即在槽筒13上直接开设槽5，加工要难度变大，基盘6上有销钉11，销钉11插入槽5中，在槽筒13和基盘6之间有相对运动时，销钉11在槽5中滑动就改变了槽筒13和基盘5的相对位置，槽筒13进行轴向往复运动，槽筒12相对于基盘6的运动规律如附图4所示，在磁盘2上安装有磁铁3，在磁盘9上安装有磁铁8，在半槽筒12上安装有磁铁20和磁铁21，假设磁铁3和磁铁20在槽筒13即将作轴向移动前相互作用，两者作用初期的相对位置如图6所示，在槽筒13移动到另一侧时，磁铁8和磁铁21相互作用，两者作用后期的相对位置如图7所示，这两对磁铁的作用相互之间有重合，用以平顺轴向磁通的磁盘传递扭矩时的脉动，达到减小机构传递扭矩的波动，使得机构传递的扭矩较稳定，磁盘14、磁盘10、磁盘2和磁盘9上的磁铁安排是相似的，磁盘10上的磁铁19的安排如图8所示，磁铁19的数量为偶数，槽筒13连接轴15。

该方法包括以下具体步骤：

1)磁盘2和磁盘9在操纵杆17的作用下轴向距离变大，则机构传递的扭矩变大，当两者之间的距离最大时所传递的扭矩也变为最大，在弹簧22的作用下磁盘2和磁盘9的轴向距离变小，所传递的扭矩也变小，到最小位置时所传递的扭矩可以忽略；