[发明专利]一种基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器

说明书

本发明涉及机械工程中的传动技术领域，具体是一种基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器。其由主动盘总成和从动盘总成组成，其中调速装置安装在主动盘总成上。通过拨动拨块，使与拨块固定连接的拨块销沿主动轴的直槽轴向位移，由于拨块销与大锥齿轮套筒斜槽的接触配合从而驱动大锥齿轮套筒轴向转动，通过若干个小锥齿轮与大锥齿轮套筒上大锥齿轮的啮合将大锥齿轮套筒的转动转变为与小锥齿轮连接的永磁体总成的转动，从而改变永磁体总成部分与导体环之间的平均正对面积及气隙间距，同时也逐渐改变永磁体N、S极交替的排布方式以改变气隙磁密实现调速过程。

技术领域

本发明涉及机械工程中的传动技术领域，是一种通过非接触性连接实现力矩传递的传动装置，具体是一种基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器。它可应用于大振动的电机和负载之间，作为动力传递和调速的传动系统。

背景技术

磁力耦合器利用永磁体产生的磁场传递力和运动，利用磁力耦合器对风机、泵类进行调速可以弥补特定场合下变频器的不足，一方面，磁力耦合器中主、从动盘物理上分开的结构特性可使其在各种恶劣环境中正常工作，在火力发电厂、煤矿等煤粉、炉灰、腐蚀性气体充斥的恶劣场合，磁力耦合器仍能带动风机、泵类变负载稳定运行，可靠性强，维护成本低，生产效率高；另一方面，使用磁力耦合器也可大幅度降低功率消耗，当风机、泵类的工作转速和流量控制在额定值的80％时，消耗的能量额定功率的64％，大大节约了能源和生产成本。除却节能、适合恶劣工作环境和可靠性高之外，磁力耦合器应用于风机、泵类变负载时普遍还具有以下优点：(1)主、从动盘分离，具有良好的隔震和过载保护性能，可实现软启动；(2)零部件结构简单，制造、装配和设备维护成本低；(3)没有高频率电流，不存在高次谐波和电磁干扰等问题；(4)调速机构是纯机械的非电子装置，可容忍一定的对中误差，可靠性高，系统寿命长。

江苏大学在专利201210434367.5中公开了一种啮合面积可调式异步磁力变矩器及其调速方法，通过微型电机控制一对啮合的锥齿轮，并通过输出的锥齿轮驱动螺纹丝杠旋转将电机的旋转转变为内转子基体的轴向位移，从而调节永磁体与铜条之间的啮合面积而实现调速，而本发明通过大锥齿轮套筒将拨块的轴向位移转变为大锥齿轮套筒的周向旋转，并通过锥齿轮啮合最终实现N极(或S极)永磁体的旋转运动，改变了部分永磁体与导体环之间的平均正对面积及气隙间距，同时也改变了N、S极交替排布的方式，从而调节气隙磁密以实现调速作用。

发明内容

一种基于锥齿轮传动的盘式调速磁力耦合器，由主动盘总成和从动盘总成组成，其中调速装置安装在从动盘总成上。从动盘总成包括从动轴、从动盘和导体环，从动轴右端通过键与从动盘连接，在从动盘的右侧安装有导体环。

主动盘总成包括主动轴、主动盘、永磁体总成、小齿轮轴、小锥齿轮、大锥齿轮套筒、拨块和拨块销，主动盘左侧固定安装有与永磁体总成上的磁体充磁方向相反的的永磁体且每两个永磁体之间有一轴向通孔用于安放永磁体总成，从而使主动盘总成上的永磁体呈N、S极交替排布，其中永磁体总成为一永磁体与同等面积的轭铁固定安装的结构，小齿轮轴通过主动盘侧面两径向圆形通孔安装在主动盘上，在小齿轮轴的上端固定连接有永磁体总成，下端固定连接有小锥齿轮，另有大锥齿轮套筒与小锥齿轮啮合，同时主动盘右侧通过键连接有主动轴，主动轴外侧又套有大锥齿轮套筒，将与拨块固定连接的拨块销插入大锥齿轮套筒的斜槽与主动轴的直槽中，并保持拨块销与大锥齿轮套筒的斜槽壁与主动轴的直槽壁的接触配合。

工作原理：通过拨动拨块，使拨块连同拨块销沿从动轴的直槽产生轴向滑移，由于拨块销与大锥齿轮套筒的斜槽壁的接触配合，驱动大锥齿轮套筒产生周向转动，发生转动的大锥齿轮套筒通过与小锥齿轮的啮合作用驱动小齿轮轴连同永磁体总成同时转动，从而改变了永磁体总成部分与导体环之间的平均正对面积及气隙间距，同时也逐渐改变永磁体N、S极交替排布的方式，进而调节气隙磁密以实现调速作用。