[发明专利]磁齿轮、磁齿轮传动器及电机

说明书

本发明提供一种磁齿轮，其包括轮齿和齿槽。轮齿包含第一接触面、第二接触面和齿顶。第一接触面处设置有第一磁源，第二接触面处设置有第二磁源，齿顶处设置有第三磁源，齿槽处设置有第四磁源。第一磁源和第二磁源用于产生两个磁齿轮啮合时的排斥力。第三磁源和第四磁源用于产生两个磁齿轮啮合时的吸引力。磁齿轮结构内设置磁源，通过磁源的作用力有利于磁齿轮实现高转速传动。磁齿轮与磁齿轮啮合的接触面设置的磁源用于产生排斥力，通过磁源间排斥力有利于降低阻力和磁齿轮的磨损，延长磁齿轮寿命。齿顶与齿槽设置的磁源用于产生吸引力，有利于校准磁齿轮啮合位置，提高磁齿轮传动的精确性。

技术领域

本发明涉及一种新型的磁齿轮，及具有该磁齿轮的磁齿轮传动器和电机。

背景技术

磁齿轮是依靠齿的啮合传递扭矩的轮状机械零件。由于传动效率高、传动比准确、功率范围大等优点，磁齿轮机构在工业产品中广泛应用，其设计与制造水平直接影响到工业产品的质量。磁齿轮轮齿相互扣住，磁齿轮会带动另一个磁齿轮转动来传送动力。

现今的磁齿轮通过两磁齿轮之间啮合进行传动，存在有硬性接触的接触面，负载大，受到猛烈冲击时易造成磁齿轮的磨损，降低磁齿轮的传动精度，从而降低磁齿轮的传动效率。如今还出现有磁性磁齿轮，是一个不具有传统磁齿轮齿型的传动装置，利用磁耦合力相吸相斥达到传动的目的。但现今的磁性磁齿轮传动精度较低，较高负载或高速传动下，通过磁力耦合作用传动增加磁齿轮磁体的铁损耗，减低磁齿轮的传动效率。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种高转速、低负载的磁齿轮。

本发明的第二目的是提供一种高转速、低负载的磁齿轮传动器。

本发明的第三目的是提供具有高转速、低负载的磁齿轮的电机。

为实现上述的第一目的，本发明提供一种磁齿轮，其包括轮齿和齿槽。轮齿包含第一接触面、第二接触面和齿顶。第一接触面处设置有第一磁源，第二接触面处设置有第二磁源，齿顶处设置有第三磁源，齿槽处设置有第四磁源。第一磁源和第二磁源用于产生两个磁齿轮啮合时的排斥力。第三磁源和第四磁源用于产生两个磁齿轮啮合时的吸引力。

由上述方案可见，磁齿轮结构内设置磁源，通过磁源的作用力有利于磁齿轮实现高转速传动。磁齿轮与磁齿轮啮合的接触面设置的磁源用于产生排斥力，有利于磁齿轮在高速旋转传动时，通过磁源间排斥力削弱磁齿轮传动之间的硬性接触，降低阻力和磁齿轮磨损，延长磁齿轮寿命。齿顶与齿槽设置的磁源用于产生吸引力，有利于校准磁齿轮啮合位置，提高磁齿轮传动的精确性。

进一步方案为，沿磁齿轮轴向，磁齿轮包括上轮齿、下轮齿和中部导向转动部；上轮齿、下轮齿和中部导向转动部沿磁齿轮轴向各占磁齿轮的三分之一。有利于提高磁齿轮传动的结构稳定性，降低负载，进一步适应高速传动。

进一步方案为，中部导向转动部沿磁齿轮周向分布有第一磁源阵列；沿磁齿轮轴向投影，上轮齿的磁源、下轮齿的磁源和第一磁源阵列的磁源的投影沿径向共线分布，且磁极一致。有利于提高磁齿轮与磁齿轮之间啮合的准确性，减少不同磁源之间的相互干扰，进一步提高磁轮传动的稳定性。

进一步方案为，上轮齿和下轮齿具有弧形齿面。有利于进一步减少摩擦，降低传动负载，还有利于增大磁源的工作面，提高磁齿轮传动的稳定性，使磁齿轮适应高速传动。

为实现本发明的第二目的，提供一种磁齿轮传动器，磁齿轮为上述磁齿轮，磁齿轮包括第一磁齿轮和第二磁齿轮；第一磁齿轮的轮齿为凹面齿；第二磁齿轮的轮齿为凸面齿；第一磁齿轮与第二磁齿轮之间的工作面沿磁齿轮周向呈V型分布。凹凸齿面的啮合结构有利于进一步减低磁齿轮之间传动的阻力，减少摩擦。有利于提高磁齿轮传动器的转动惯量，增强磁齿轮转动的惯性，削弱外部因素对磁齿轮转动的干扰。V型的工作面分布，有利于提高磁齿轮传动器的结构可靠性，提高磁齿轮啮合的稳定性。