调磁体弯管型相交轴磁齿轮传动机理及参数优化

发布时间：2020-06-29 09:57

【摘要】：磁场调制型相交轴磁齿轮传动与传统永磁锥齿轮传动相比具有永磁体利用率高、机构可输出转矩大、转矩密度高的优点。为提高其传动能力,有必要在研究其传动机理的基础上进行其参数优化。在介绍弯管型相交轴磁齿轮传动原理基础上,采用有限元仿真建立了该机构三维参数化仿真模型,计算得到了该传动中主要构件磁通密度矢量图,分析了气隙中间位置的磁通密度分布及其谐波分析,得到了输入、输出转子相对旋转角不同时输出转子上的静态转矩曲线及其谐波分析,得到了输入、输出侧气隙中主谐波次数分别与输入、输出转子上永磁体极对数相等,且与输入、输出转子上静态转矩主谐波次数相等的结论,揭示了机构的传动机理。采用有限元计算了气隙厚度、永磁体背铁厚度、永磁体轴向及径向厚度等参数对机构输出转矩及转矩密度的影响规律;在给出比较合适的参数设计范围基础上,分析了主要设计参数对机构输出转矩的灵敏度情况,得到了系统最优设计参数。考虑调磁体特殊结构,分析了其导磁部分和非导磁部分的材料选择,讨论了导磁体导磁部分的加工方案,给出了其主要加工流程和所需夹具,并基于导磁部分的特殊情况选择近似加工方法进行样件加工方案。完成了调磁体弯管型相交轴磁齿轮样机,并基于无线扭矩传感器搭建了传动机构转矩特性测试平台,完成了静态转矩测试实验,通过与有限元仿真结果对比,证实了该机构传动的可行性。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH132.41
【图文】：

内转子背铁外转子背铁永磁体内气隙图 1-1 磁场调制型磁齿轮拓扑结构交轴运动和动力传递需求，基于磁场调制型磁齿轮传动机理，本课题提出了一种轴向充磁式相交轴磁齿轮，如图 1-2 所示转子和弯管型调磁体，其中转子端面均匀间隔布置有轴向充统相交轴磁齿轮机构相比，在提高永磁体利用率的同时，提转矩密度，对于拓宽相交轴磁齿轮的应用领域将起到重要作、化工、纺织、车辆等众多领域。

齿轮机构（外啮合）人(Masato Sagawa)研制成功钕铁硼永磁材得到了极大地提高，永磁齿轮的传动能力次得到国内外学者及工业界的关注。伴随展，永磁材料的性能更是得到了长足的发蜗轮蜗杆传动、磁力斜齿轮传动(如图 1-5应用。学者们就永磁齿轮的磁场分布[5]、]等进行了研究，使其在车辆、食品、化工啮合、内啮合及蜗轮蜗杆传动采用了机械齿数少，可传递的转矩和转矩密度低。

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本文编号：2733734