[发明专利]磁性齿轮变速器

说明书

技术领域

本发明属于机电工程领域，特别涉及一种磁性齿轮的变速器结构。

背景技术

现有齿轮变速器基本都是机械齿轮咬合直接接触式，缺点是效率低，噪音大，需要润滑，易损坏等。特别是对于大变比要求的场合，机械式齿轮需要多级变速，这使机械齿轮变速的缺点更加突出。

发明内容

针对现有技术中机械齿轮咬合直接接触式效率低，噪音大，需要润滑，易损坏等缺点，本发明应用磁场性质原理，参考磁阻电机的转矩产生特点，利用永久磁铁和铁磁性材料的合理组合，提供了一种效率高，噪声小，易维护，使用寿命长的非接触式的磁性变速器。

为了实现上述目的本发明技术方案包括：内转子、外转子和定子，通过基座径向同心、相嵌式套装，内转子与外转子、外转子与定子之间留有间隙的非接触式结构；所述内转子位于内层，其上具有至少一副成对设置的、永磁体材料的内转子磁极；所述外转子位于中层，具有成对均布的、梳齿结构的、由铁磁材料构成的外转子磁极；定子位于外层，具有连续的梳齿，采用铁磁材料；内、外转子磁极与定子梳齿位于同一平面上。

本发明所述内转子由内转子基座、内转子轴、内转子磁极组成，内转子磁极成对安装在与轴为一体的内转子基座上，所述内转子轴通过轴承与定子枢接；内转子磁极与外转子磁极相应的极为N极和S极相间设置结构。

所述外转子由外转子基座、外转子轴、外转子磁极组成，外转子轴通过外转子基座与定子枢接，与外转子轴为一体的外转子基座上设有梳齿结构的外转子磁极；所述外转子极上所带有的梳齿与定子梳齿具有相同电角度的梳齿结构，外转子的磁极宽度大于内转子的磁极宽度。

所述外转子轴与内转子轴在定子中相对设置。

本发明所述外转子磁极极距α_sp由如下计算公式得出：

其中：p_sp为外转子磁极对数；

所述定子梳齿距α_out由如下计算公式得出：

所述外转子梳齿齿距α_s由如下计算公式得出：

其中：N_t为定子梳齿数；

所述外转子的一个磁极极距所对应的定子的梳齿数目N_sp由如下计算公式得出：

其中n是可人为设定的正整数，±决定外转子的旋转方向；

所述外转子磁极的角度宽度为w，计算公式如下：

w＝N_stθ₁+(N_st-1)×θ₂；

其中：θ₁为定子梳齿齿宽角度，θ₂为定子梳齿槽宽角度，N_st为每个外转子磁极上的梳齿数。

所述定子内轭径D2，计算公式为：D₂＝D₁+2h；其中h为定子齿高；

所述外转子外径D3，计算公式为：D₃＝D₁-2δ₁；其中：δ₁为定子与外转子之间的间隙；

所述定子与外转子的齿高相同时，所述外转子轭径D4，计算公式为：D₄＝D₃-2h。

本发明具有如下优点：采用非接触式结构，因此磨损小、噪音小、不需要润滑，对于大转速比的场合，尤为适用，从而克服了机械式变速器效率低，噪音大、需要润滑、易损坏的缺点。

附图说明

图1是本发明一个的实施例结构示意图。

图1是图2的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明。

所谓齿轮变速器是指当一个齿轮以一个速度旋转时，另一个齿轮会以不同的速度旋转。本发明是以磁场的理论实现不同转速的变化。参见图1和图2，本发明所述内转子包括由永久磁铁材料构成的磁极；定子上有N_t个梳齿；外转子上有N_sp个磁极。

参见图1和2，本实施例包括内转子、外转子和定子，通过基座径向同心、相嵌式套装，内转子与外转子、外转子与定子之间留有间隙的非接触式结构；所述内转子位于内层，其上具有至少一副成对设置的、永磁体材料的内转子磁极；所述外转子位于中层，具有成对均匀分布的、梳齿结构的、由铁磁材料构成的外转子磁极；定子位于外层，具有连续的梳齿，采用铁磁材料；内、外转子磁极与定子梳齿位于同一平面上。