【摘要】：磁場調(diào)制型相交軸磁齒輪傳動與傳統(tǒng)永磁錐齒輪傳動相比具有永磁體利用率高、機構(gòu)可輸出轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)矩密度高的優(yōu)點。為提高其傳動能力,有必要在研究其傳動機理的基礎(chǔ)上進行其參數(shù)優(yōu)化。在介紹彎管型相交軸磁齒輪傳動原理基礎(chǔ)上,采用有限元仿真建立了該機構(gòu)三維參數(shù)化仿真模型,計算得到了該傳動中主要構(gòu)件磁通密度矢量圖,分析了氣隙中間位置的磁通密度分布及其諧波分析,得到了輸入、輸出轉(zhuǎn)子相對旋轉(zhuǎn)角不同時輸出轉(zhuǎn)子上的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩曲線及其諧波分析,得到了輸入、輸出側(cè)氣隙中主諧波次數(shù)分別與輸入、輸出轉(zhuǎn)子上永磁體極對數(shù)相等,且與輸入、輸出轉(zhuǎn)子上靜態(tài)轉(zhuǎn)矩主諧波次數(shù)相等的結(jié)論,揭示了機構(gòu)的傳動機理。采用有限元計算了氣隙厚度、永磁體背鐵厚度、永磁體軸向及徑向厚度等參數(shù)對機構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩密度的影響規(guī)律;在給出比較合適的參數(shù)設(shè)計范圍基礎(chǔ)上,分析了主要設(shè)計參數(shù)對機構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩的靈敏度情況,得到了系統(tǒng)最優(yōu)設(shè)計參數(shù)�？紤]調(diào)磁體特殊結(jié)構(gòu),分析了其導磁部分和非導磁部分的材料選擇,討論了導磁體導磁部分的加工方案,給出了其主要加工流程和所需夾具,并基于導磁部分的特殊情況選擇近似加工方法進行樣件加工方案。完成了調(diào)磁體彎管型相交軸磁齒輪樣機,并基于無線扭矩傳感器搭建了傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)矩特性測試平臺,完成了靜態(tài)轉(zhuǎn)矩測試實驗,通過與有限元仿真結(jié)果對比,證實了該機構(gòu)傳動的可行性。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH132.41
【圖文】：

內(nèi)轉(zhuǎn)子背鐵外轉(zhuǎn)子背鐵永磁體內(nèi)氣隙圖 1-1 磁場調(diào)制型磁齒輪拓撲結(jié)構(gòu)交軸運動和動力傳遞需求，基于磁場調(diào)制型磁齒輪傳動機理，本課題提出了一種軸向充磁式相交軸磁齒輪，如圖 1-2 所示轉(zhuǎn)子和彎管型調(diào)磁體，其中轉(zhuǎn)子端面均勻間隔布置有軸向充統(tǒng)相交軸磁齒輪機構(gòu)相比，在提高永磁體利用率的同時，提轉(zhuǎn)矩密度，對于拓寬相交軸磁齒輪的應用領(lǐng)域?qū)⑵鸬街匾鳌⒒�、紡織、車輛等眾多領(lǐng)域。

齒輪機構(gòu)（外嚙合）人(Masato Sagawa)研制成功釹鐵硼永磁材得到了極大地提高，永磁齒輪的傳動能力次得到國內(nèi)外學者及工業(yè)界的關(guān)注。伴隨展，永磁材料的性能更是得到了長足的發(fā)蝸輪蝸桿傳動、磁力斜齒輪傳動(如圖 1-5應用。學者們就永磁齒輪的磁場分布[5]、]等進行了研究，使其在車輛、食品、化工嚙合、內(nèi)嚙合及蝸輪蝸桿傳動采用了機械齒數(shù)少，可傳遞的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩密度低。

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