调磁体弯管型相交轴磁齿轮动力学研究

发布时间：2020-06-25 15:14

【摘要】：调磁体弯管型相交轴磁齿轮和传统相交轴磁齿轮相比具有永磁体利用率高、输出转矩大、传动效率高和转矩密度高等优点,可广泛应用于车辆、工程、食品、医药等领域。本文主要研究了该传动系统的动力学问题,为优化系统的结构参数提供了理论依据,具体研究内容如下:调磁体弯管型相交轴磁齿轮传动系统的自由振动分析。使用Maxwell电磁分析软件对传动系统进行了仿真分析,得到了传动系统的磁耦合刚度;提出了该系统的动力学假设,建立了传动系统的动力学模型和动力学微分方程组。通过计算,得到了传动系统的七阶固有频率和振型,且扭转方向的固有频率明显小于支撑方向的固有频率。随着典型构件的质量不断增大,其相应的模态频率不断减小;随着典型构件的刚度不断增大,其相应的模态频率不断增大。调磁体弯管型相交轴磁齿轮传动系统的强迫振动分析。建立了强迫振动的动力学微分方程组,对传动系统的强迫振动进行了时域分析;用解析法分析了转子上的激励频率分别与传动系统固有频率接近时的共振现象;用数值法对解析法进行了验证。当激励频率接近传动系统的某一阶固有频率时,会发生明显的共振现象,且对应阶构件的振动位移变化较大,而其它构件的振动位移变化较小。调磁体弯管型相交轴磁齿轮传动系统的参数振动分析。建立了传动系统的参数振动方程组,推导了该传动系统的响应公式,利用响应公式分析了传动系统的主共振和组合共振现象。当传动系统的激励频率接近某一阶固有频率或组合频率时,系统对应阶构件的振动位移比较大,而其它构件的振动位移较小。利用调磁体弯管型相交轴磁齿轮传动系统的样机搭建了模态实验平台,进行了模态试验,得到了传动系统的前三阶模态频率,对比了测量结果与理论分析结果,分析了误差产生的原因,验证了理论分析的可行性。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH132.41
【图文】：

转子永磁体 2.输入转子 3.调磁体 4.输出转子 5.输出转子图 1-1 调磁体弯管型相交轴磁齿轮三维模型研究现状轮的研究现状有噪音低、无接触、无磨损和过载自我保护等优要是通过主动轮和从动轮上的永磁体之间的磁两大类，一类是模仿机械齿轮结构的磁齿轮，另齿轮。主要有内啮合和外啮合磁齿轮机构、磁齿轮齿条构、模仿蜗轮蜗杆的蜗轮蜗杆式磁齿轮机构、模外啮合磁齿轮首先是由 H. T.Faus[9]在一项专利

如图1-2 所示，该机构非常类似于机械齿轮，其中径向充磁的 N 极和 S 极的永磁体依次交替排列代替机械齿轮的轮齿，通过永磁体磁场的相互耦合传递转矩。然而在传动过程中只有几个永磁体进行了耦合，永磁体的利用率很低。齿轮齿条式磁齿轮是一种将回转运动转换成直线运动的机构，如图 1-3 所示，在磁齿轮上径向充磁的 N 极和 S 极永磁体依次交替呈现圆形排列，磁齿条上径向充磁的 N 极和 S 极永磁体依次交替呈线状排列，LangeliersM[10]等人对磁齿轮齿条的转矩特性做了研究。磁锥齿轮的结构类似于机械锥齿轮机构，该机构是由 G. Muruganandam[11]提出来的，如图 1-4 所示

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本文编号：2729328