[实用新型]一种盘式永磁齿轮

说明书

本实用新型的目是提供采用面对面轴向磁场磁力耦合结构的一种盘式永磁齿轮，即在改变和优化现有盘式永磁齿轮的永磁体的磁场结构，在使用更少永磁体的情况下使这类盘式永磁齿轮在高速旋转的情况下也能获得平稳的运转并具有较大传动力矩。其结构为每对用非导磁材料制作的圆盘工作平面周边均布镶嵌的永磁体中磁场全部为轴向，盘内的全部永磁体磁场的极性指向相同，通过永磁体磁场同极相斥的磁力传递传动力矩，工作时两个圆盘内的永磁体在靠近的情况下，通过永磁体磁场同极相斥的磁力传递传动力矩。还可采用在圆盘永磁齿轮的传动中采用双轮夹单轮的结构，特别是在变速传动中大轮为单轮，小轮为双轮的结构形式。同时这种磁力齿轮可以做的很薄和很小，可广泛的在微型仪器仪表中得到实施。

技术领域

本实用新型涉及一种使用永磁材料制成磁传动齿轮的领域，具体的说就是采用永磁材料制作磁场方向为轴向的面传动盘式永磁齿轮。

背景技术

采用永磁材料制作的磁力齿轮由于其特点、如不接触传动，无磨损，无工作噪音，传动效率高等一系列优点，因而在各种领域获得越来越广泛的应用。现有的不同轴磁力传动按其工作方式主要有两大类；一类为径向磁力传动，属于这类工作方式的为两个圆柱形磁齿轮通过其圆柱表面的径向磁场耦合进行磁力传动，这类磁力传动的磁齿轮由于两个圆柱之间磁力耦合的区域太小，因而所能传动的力矩很难提高。另一类为轴向磁力传动，属于这类的工作方式为两个圆盘形永磁齿轮通过其圆盘平面的轴向磁场耦合进行磁力传动，这类现有的磁力传动的磁齿轮由于两个圆盘之间磁力耦合的区域比较大，因而所能传动的力矩有近一步增大的潜力。这类盘式永磁齿轮目前也有各种具体结构，例如，中国专利申请CN201629231862.X，名称为：一种盘式永磁齿轮变速装置。中国专利申请CN201720009054.3，名称为：一种用于变速传动和扭矩传递的永磁齿轮变速器。中国专利申请CN201910205667.8，名称为：一种永磁传动齿轮的制作方法。但是，由于这类盘式永磁齿轮在盘内平面周边布置的永磁体的磁极方向采用的传统的S-N-S-N排列方式，因此这种依靠永磁体推拉的磁传动方式在圆盘磁齿轮做高速旋转传动时，由于主动轮圆盘上永磁体的磁场高速旋转，而被动轮圆盘上的永磁体的磁场接受到得来自主动轮的磁场变化太大，在高转速传动的情况下这种磁场结构很易产生磁衰减，导致通过这种轴向磁场磁力耦合传递的力矩急剧减小。

发明内容

本实用新型的目是提供采用面对面轴向磁场磁力耦合结构的一种盘式永磁齿轮，即在改变和优化现有盘式永磁齿轮的永磁体的磁场结构，在使用更少永磁体的情况下使这类盘式永磁齿轮在高速旋转的情况下也能获得平稳的运转并具有较大传动力矩。

所述的一种盘式永磁齿轮由一对圆盘形的非磁性材料及周边均布镶嵌的永磁体磁齿轮组成，这两个圆盘形磁齿轮中的永磁体磁场方向全部为轴向，但圆盘工作面的全部永磁体的磁极都与相邻圆盘工作面的永磁体的磁极相同。工作时两个圆盘内的永磁体在靠近的情况下，通过永磁体磁场同极相斥的磁力传递传动力矩。

经过理论分析和实际测试，所述的一种盘式永磁齿轮的周边均布永磁体之间相互距离，与参与传动的两个盘式磁齿轮内的单个永磁体的宽度有关，这两个圆盘中的任何一个圆盘内永磁体之间的距离，都应等于或者大于另一个圆盘内单个永磁体的宽度。

同时，根据机械传动齿轮渐开线的工作原理，也可将圆盘中永磁体的截面形状制作成齿形形状，以便平稳传动。

同时，两个圆盘内置永磁体的个体数量决定这组磁力齿轮的传动比。其采用的圆盘基材材料在一定范围内为非导磁性，不会对永磁体形成的磁场产生任何影响。

在双轴平行传动，特别是变速传动时，在可能的情况下如能增加双面圆盘磁齿轮传动以增大磁场耦合区面积也是提高磁传动力矩的途径之一。因为从磁齿轮结构来看，对于采用径向磁场的磁齿轮很难实现这一目标，而采用轴向磁场的圆盘磁齿轮来说，依靠单纯提高永磁体圆盘的面积是不可取的，但利用具有轴向磁场的圆盘磁齿轮来说，采用双轮夹单轮的结构倒是提高磁齿轮磁场耦合区面积的可行之策。