[发明专利]压电挤压式磁流变离合器及其传递扭矩计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及压电挤压式磁流变离合器及其传递扭矩计算方法。

背景技术

磁流变离合器是通过对外加磁场强度的控制实现主／从动件结合、分离功能，甚至可以实现转矩传递的无级变化控制。它克服了传统电磁／磁粉／摩擦式离合器易磨损，噪音大等缺点，以其结构简单、无机械磨损、低噪音、响应迅速(10毫秒内)、能耗低等优点引起了国内外学者和工业界的广泛研究，近年来取得了显著进展。

目前国内外现有的磁流变离合器可以分为筒／盘式，如国外专利：U.S.5896965公开的单盘式磁流变风扇离合器，U.S.Pantent5823309公开的一种多盘式磁流变离合器；国内专利：CN101915277A公开的一种单片三盘面式磁流变离合器，ZL00104451.6公开的径向自加压磁流变液离合器，ZL01137376.6公开的离心式磁流变液离合器等，均具有结构简单、响应迅速、通用性强，但也存在一些不足，如：①筒／盘式磁流变离合器转矩传递完全依赖磁流变液自身的剪切屈服应力(仅为50kPa-100kPa)，故传递转矩较小(最大为13N·m)，无法用于传递较大转矩及使用空间受限的场合；②磁流变液颗粒因离心力作用甩向圆盘(片)的外径边缘处，致使磁流变离合器易泄漏、难密封；③磁流变离合器主／从动件在滑差状态下工作使装置温度升高，导致离合器传动性能和使用寿命下降。

发明内容

本发明的目的在于提供压电挤压式磁流变离合器及其传递扭矩计算方法，即利用压电驱动技术通过叠堆型压电驱动器挤压磁流变液以提高磁流变液的剪切屈服应力，进而消除或降低现有磁流变离合器传递扭矩有限、体积庞大等弊端，所形成的压电挤压式磁流变离合器是压电驱动、挤压-剪切混合模式及磁流变液技术的融合与发展。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：压电挤压式磁流变离合器，包括设有圆柱形通孔的壳体，所述壳体的两端分别设有封闭通孔的外端盖，所述壳体内设有线圈，所述通孔内设有主动盘和从动盘，所述主动盘与从动盘之间设有磁流变液，所述主动盘的工作面设有至少两圈同心凸条，所述凸条与主动盘同圆心，所述从动盘的工作面开有至少两圈与凸条相适配的凹槽，所述主动盘上连有穿出一侧外端盖的主动轴，所述从动盘上连有穿出另一侧外端盖的从动轴，所述从动盘上设有驱动从动盘沿轴向朝向主动盘运动的叠堆型压电驱动器，所述主动轴上设有当主动盘与从动盘之间空间变小时容纳多余磁流变液的微调装置。

优选的，所述主动盘的直径大于从动盘直径，所述从动盘的外圈套有一圈隔磁环，所述隔磁环与从动盘侧壁之间还设有密封装置，所述隔磁环的一侧平面侧壁与主动盘之间通过螺栓固定连接，所述隔磁环的另一侧平面侧壁通过螺栓与辅助环的一侧平面侧壁固定连接，所述辅助环的另一侧平面上固定有内端盖，所述叠堆型压电驱动器设置在从动盘与内端盖之间；给叠堆型压电驱动器一个支撑，使其更好的推动从动盘工作。

优选的，所述主动轴为空心轴，所述主动轴的空心部分由外至内依次设有固定螺母、复位弹簧、活塞，所述活塞的一侧与磁流变液接触；在从动盘发生位移时起微调作用，容纳一部分磁流变液。

优选的，所述从动盘相邻两条凹槽之间凸出的部分也与主动盘相邻两条凸条之间下凹的部分相适配；增大磁流变液与主动盘和从动盘的接触面积。

优选的，所述凸条的横截面为梯形；增大磁流变液与主动盘和从动盘的接触面积。

一种压电挤压式磁流变离合器的传递扭矩计算方法：离合器传递转矩T_挤为：

式中：