[发明专利]一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮

说明书

技术领域

本发明涉及了一种磁性齿轮，尤其是涉及了一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮，可广泛用于风力发电、电动汽车和舰船等新能源领域。

背景技术

传统的变速变扭矩广泛采用机械齿轮箱，存在磨损、噪声、机械疲劳等问题，对于润滑和维护的要求较高，同时摩擦损耗降低了系统效率。针对机械齿轮固有的这些缺点，磁性齿轮技术近十年来获得越来越多的关注。

2001年英国科学家提出一种基于磁场调制技术的新型磁性齿轮结构，克服了传统磁性齿轮磁路差、传递转矩和效率低的缺点，使磁性齿轮技术成为近年来的研究热点。磁性齿轮传递力矩与机械齿轮相当，虽然具有无需润滑、低噪声以及自动过载保护等优点，但也存在转矩密度低等缺点。

发明内容

针对现有机械齿轮传动技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种新型双向气隙磁场的磁性齿轮。利用切向充磁的永磁体结合导磁材料实现磁力线聚合以提高气隙磁场密度，同时利用横向和轴向两种气隙磁场进行能量传递，实现无接触摩擦、高效、大扭矩的变速传动。

本发明所采用的技术方案是：

本发明包括定子机壳以及同轴安装在定子机壳内的主动轮、从动轮和调磁栅，主动轮和从动轮分别安装在调磁栅的两端，调磁栅外周围安装定子机壳，主动轮、从动轮与调磁栅之间均存有间隙；主动轮内圈的外周面沿圆周间隔均布安装有P₁对主动轮永磁体，相邻的两个主动轮永磁体之间均安装有主动轮聚磁块；从动轮内圈的外周面沿圆周间隔均布安装有P₃对从动轮永磁体，相邻的两个从动轮永磁体之间均安装有从动轮聚磁块；调磁栅为P₂块调磁齿间隔均布安装在调磁栅内圈外周围的结构，调磁齿的径向截面呈T形，调磁齿T形轴向部分的两端的弧长相等。

所述的主动轮中，相邻主动轮永磁体的极性方向相反，充磁方向沿圆周周向；所述的从动轮中，相邻从动轮永磁体的极性方向相反，充磁方向沿圆周周向。

所述的主动轮永磁体的极对数P₁、从动轮永磁体的极对数P₃和调磁栅的铁磁块数P₂满足以下公式：

P₂＝P₁+P₃。

所述的主动轮的旋转方向与从动轮的旋转方向相反，且主动轮的转速n₁和从动轮的转速n₂满足以下公式：

n1n3=P3P1=P3P2-P3;]]>

所述的主动轮的输入轴转矩T₁、从动轮的输出轴转矩T₂和传动效率η满足以下公式：

T3T1=P3P1·η.]]>

所述的聚磁块采用铁磁材料，主动轮内圈采用非导磁材料。

所述的主动轮永磁体与主动轮聚磁块之间胶粘，从动轮永磁体与从动轮聚磁块之间粘接。

所述的调磁栅采用导磁材料。

所述的调磁栅为由导磁材料一体成型。

所述的机壳采用非导磁材料。