[发明专利]一种磁力传动变速装置

说明书

技术领域

本发明涉及机电传动系统中的变速装置，特别是一种磁力传动变速装置。

背景技术

机电传动系统中的变速装置是工业生产、交通运输、医疗保健、新能源利用等领域中必不可少的组成部分，现有的变速装置一般均采用以机械齿轮为代表的刚性接触式运动或动力传递方法，这种方法的优点是体积小、传动精度高，在合理的工况范围内使用具有较高的可靠性；缺点是工作时易产生摩擦损耗、振动和噪声，需要定期润滑和维护等。另外，当输入端载荷处于不规则变化时，机械齿轮箱中的齿轮由于偏载运行而易造成损坏。磁力变速机构利用永磁体产生的磁场相互耦合实现无接触变速传动，其优于传统齿轮的显著特点是：（1）输入端与输出端物理隔离，仅由气隙磁场进行传动，可有效减缓冲击，隔离扭振；（2）过载保护：当承受过大载荷时，磁性传动装置将出现打滑现象，而不会像传统机械齿轮那样造成齿形损坏；（3）不会像机械齿轮那样出现齿与齿之间的传动噪声；（4）不会像机械齿轮那样需要润滑油及其附属的液压设备，使其制造成本及维护费用大为降低。

虽然磁性齿轮具有上述突出优点，但受磁性材料及其本身传动结构设计的限制，磁性齿轮的传递功率及传动比一般均严重偏小，限制了其在各领域中的广泛应用。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种可实现任意大功率及任意大传动比的磁力传动变速装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种磁力传动变速装置，包括输入模块、连接模块和输出模块，所述的输入模块与连接模块通过双层联轴器连接，所述的连接模块与输出模块通过双层联轴器连接；

所述的输入模块的结构由外至内依次为外磁圈组件A、调磁环组件A和内磁圈组件A，所述的外磁圈组件A与调磁环组件A之间、调磁环组件A与内磁圈组件A之间均有一层气隙；

所述的连接模块的结构与输入模块的结构相同，由外至内依次为外磁圈组件B、调磁环组件B和内磁圈组件B，所述的外磁圈组件B与调磁环组件B之间、调磁环组件B与内磁圈组件B之间均有一层气隙；

所述的输出模块的结构由外至内依次为外部定子、外磁圈组件C、调磁环组件C和内磁圈组件C，所述的外部定子与外磁圈组件C之间、外磁圈组件C与调磁环组件C之间、调磁环组件C与内磁圈组件C之间均有一层气隙；所述的外磁圈组件C为一双层永磁体转子，外磁圈组件C的外层还套装一层外部定子；所述的外部定子中的定子绕组连接三相电流，用以精确调整所需要的输出转速；

所述的外磁圈组件A与外磁圈组件B结构相同，所述的调磁环组件A、调磁环组件B和调磁环组件C结构相同，所述的内磁圈组件A、内磁圈组件B和内磁圈组件C结构相同；

所述的连接模块的级联数为1个或多个，所述的连接模块的级联数有多个时，连接模块之间通过双层联轴器串联连接。

本发明所述的输入模块通过双层联轴器直接连接输出模块，省去连接模块。

本发明所述的输入模块通过双层联轴器连接连接模块，省去输出模块。

本发明的工作原理如下：

本发明的输入模块与动力输入源经输入联轴器相联，功率P经输入端输入后，经由包括输入模块、连接模块及输出模块输出，所述的连接模块可根据负载情况，N个串联，实现共计N个磁力变速机构分流传递，如图1所示，每个磁力变速机构承担的功率均为P/N；而输出端经输出联轴器再将此N个变速机构分流的功率合成为总功率P输出。

本发明所述的输入模块的外磁圈组件A、调磁环组件A和内磁圈组件A的磁极数分别为a_I、b_I和c_I；则传动比为：

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