[发明专利]一种轴向锥形磁齿轮

说明书

本发明公开了一种轴向锥形磁齿轮，包括第一转子、第二转子和一静止设置在所述第一转子的第一端和所述第二转子的第一端之间的调磁环，所述调磁环将所述第一转子永磁体所产生的磁场调制成一系列的空间谐波磁场，只要所述第二转子永磁铁极对数等于其中一个空间谐波磁场的极对数，所述第一转子与所述第二转子之间就能实现稳定的转矩传递。优点：省略了齿条等部件，通过磁力进行传动，无需润滑，不会磨损，机械的稳定性大大提高；转矩密度高，永磁体的利用率高；能够改变转矩的传动方向。

技术领域

本发明涉及磁齿轮领域，尤其涉及一种轴向锥形磁齿轮。

背景技术

机械锥形齿轮是一种应用范围极广的传动装置，广泛存在于各类机械设备中，常被用来改变传动方向，但机械锥形齿轮具有明显的缺点，例如噪声、磨损，润滑等等，这些缺点对于机械齿轮是不可避免的，因为机械齿轮就是依靠主动轮与从动轮的物理啮合来实现转矩传递的。磁齿轮是一种非接触式传动装置，不存在噪声、振动、摩擦损耗以及润滑等问题。而且能够实现输入轴与输出轴之间的物理隔离，具有过载自保护能力，安全可靠性较高。传统锥形磁齿轮与机械齿轮结构相似，每次只有部分永磁体而非转子上的所有永磁体都参与转矩传递，转矩密度很低，永磁体的利用率也不高。

为此申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的方案便是这种背景下产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足和缺陷而提供一种轴向锥形磁齿轮。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种轴向锥形磁齿轮，包括：

一第一转子，所述第一转子包括第一转子铁心和轴向贴在所述第一转子铁心第一端上的若干第一转子永磁体，相邻两个第一转子永磁体的轴向充磁方法相反；

第二转子，所述第二转子包括第二转子铁心和轴向贴在所述第二转子铁心第一端上的若干第二转子永磁体，相邻两个第二转子永磁体的轴向充磁方法相反；其特征在于，还包括：

一静止设置在所述第一转子的第一端和所述第二转子的第一端之间的调磁环，所述调磁环将所述第一转子永磁体所产生的磁场调制成一系列的空间谐波磁场，只要所述第二转子永磁铁极对数等于其中一个空间谐波磁场的极对数，所述第一转子与所述第二转子之间就能实现稳定的转矩传递。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一转子与所述第一转子中轴向垂直的径向面与所述第二转子与所述第二转子中轴向垂直的径向面之间呈一夹角θ，该夹角θ的取值范围为0°＜θ≤90°。

在本发明的一个优选实施例中，所述调磁环包括沿所述调磁环内径周向间隔布置且相互连接在一起的若干调磁环导磁块和若干调磁环非导磁块。

在本发明的一个优选实施例中，所述调磁环导磁块和所述调磁环非导磁块的形状和大小根据其安装位置和所述夹角θ的改变而改变，以保证无论夹角θ为何值，所述第一转子和所述第二转子分别与所述调磁环平行。

在本发明的一个优选实施例中，所述调磁环导磁块的数量等于所述第一转子永磁体的极对数与所述第二转子永磁铁的极对数之和。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一转子永磁体和所述第二转子永磁铁均沿轴向充磁或均按照聚磁式方式排列或均按照Halbach方式排列。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一转子的第一端与所述调磁环的第一端之间设置有第一气隙，所述第二转子的第一端与所述调磁环的第二端之间设置有第二气隙。

在本发明的一个优选实施例中，每个调磁环导磁块由硅钢片叠加而成，每一硅钢片均成等腰梯形，该等腰梯形的上底为m，下底为n，腰为p，计算公式如下：