調磁體直線型相交軸磁齒輪除了具備傳統(tǒng)磁齒輪無接觸、無磨損、無需潤滑和過載保護等優(yōu)點外,還具有永磁體利用率高、轉矩密度大的優(yōu)點,在醫(yī)藥、化工、車輛、食品等領域具有良好的應用前景�；诖艌稣{制原理,采用電磁學仿真軟件Ansoft Maxwell對傳動系統(tǒng)進行了有限元分析,得到了機構磁通密度的矢量分布情況,求出了傳動系統(tǒng)的磁耦合剛度�；谔岢龅膭恿W假設建立了調磁體直線型相交軸磁齒輪傳動系統(tǒng)動力學模型和動力學微分方程組,對系統(tǒng)模態(tài)進行求解,分析得到了3個扭轉模態(tài)和3個橫向振動模態(tài),討論了傳動系統(tǒng)典型參數(shù)對系統(tǒng)模態(tài)頻率的影響變化規(guī)律。建立了調磁體直線型相交軸磁齒輪傳動系統(tǒng)強迫振動微分方程組,推導了輸入端轉矩波動激勵和輸出端轉矩波動激勵頻率接近系統(tǒng)各階固有頻率時的系統(tǒng)響應公式,分析了系統(tǒng)發(fā)生共振時的響應規(guī)律,當共振發(fā)生時只有共振頻率對應的模態(tài)自由度位移比較大,而其它位移相對較小。建立了調磁體直線型相交軸磁齒輪傳動系統(tǒng)參數(shù)振動微分方程組,采用多尺度法推導了外部激勵頻率接近系統(tǒng)固有頻率時的主共振響應公式,以及外部激勵頻率接近系統(tǒng)固有頻率與磁耦合剛度嚙合頻率的組合頻率時系統(tǒng)的組合共振響應公式,分析了系統(tǒng)發(fā)生主共振和組合共振時的響應規(guī)律,得到了無論主共振還是組合共振發(fā)生時其主導頻率均為系統(tǒng)固有頻率的結論。搭建了實體樣機的模態(tài)試驗平臺,通過對調磁體直線型相交軸磁齒輪傳動系統(tǒng)實體樣機的調試,完成了樣機固有頻率測試,通過實驗測試結果和解析法計算結果的對比,驗證了理論計算的合理性。
【學位單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TH132.41
【部分圖文】：

入轉子永磁體 2、輸入轉子背鐵 3、永磁體 4、輸出轉子永磁體 5、輸出圖 1-1 調磁體直線型相交軸磁齒輪拓撲結構調磁體直線型相交軸磁齒輪已進行了傳動機理的分析與仿真，已構件間磁耦合剛度表現(xiàn)出明顯的非線性，系統(tǒng)動力學行為復雜軸磁齒輪的傳動性能很大程度上受其動力學特性的影響。國內型磁齒輪動力學研究及振動控制較少，所以建立本課題的調磁輪傳動系統(tǒng)動力學模型，研究其強迫振動、參數(shù)振動等動力學行可為其他磁場調制型磁齒輪提供參考，也可為后續(xù)動力學性能進據。輪機構發(fā)展與應用力齒輪的研究初期，機械齒輪的拓撲結構給了相關學者靈感，國相似的磁力齒輪結構。在傳動方式上兩者又有區(qū)別，機械齒輪主

本學者 IkutaK 和 MakitaS等人提出一種將其用于微傳動，包括外嚙合式和內嚙合證。Tsurumoto K 和 Kikuchi S[6]在 1987 年磁，該機構漸開線形狀的永磁體按環(huán)形排可達 5.5N·m，隨后 Tsurumoto K[7-9]對該磁Ikuta K 和 Makita S 等人[10]研制了一種行了實驗評估。傳動機構采用徑向充磁，在前景。對比機械錐齒輪結構，Yao,Y.D 和 H的傘型磁性齒輪[11]，對同磁極的兩垂直磁究，結構圖如圖 1-2 所示；KikuchiS 和 T機構樣機，通過實驗測量了該機構的徑向運動和動力，且蝸桿承載的軸向力較大，其轉矩密度達到 1.2kN m/m3，結構圖如圖

在相交軸磁齒輪機構的研究方面，G.Muruganandam提出相交軸磁錐齒輪機構，有限元結果表明，該磁錐齒輪機構較相交軸機械錐齒輪可傳遞更大的轉矩，同時為機械錐齒輪向磁錐齒輪的轉變提供了理論依據，但由于其拓撲結構的限制，傳動過程中永磁體利用率較低，實用性不高。上述磁齒輪機構由于沒有機械齒輪輪齒的直接接觸嚙合，代之以磁場耦合力，這就解決了機械嚙合引起的很多問題，但結構仍是簡單，經過分析很快就會發(fā)現(xiàn)，在運行過程中，這些磁齒輪參與轉矩傳遞的永磁體利用率較低，轉矩密度較小[13]。為此，RensJ 和ClarkR 等人[20]類比機械諧波齒輪，提出了一種新型諧波磁齒輪。該機構主要由外部定子、內部高速轉子和中間柔性低速轉子三部分組成，運行原理與機械諧波齒輪類似，由于產生有效作用的永磁體不止一對，因此轉矩密度可達110kN·m/m3，轉矩波動也較小，但這種磁齒輪機構在啟動過程中，需要很大的力矩。運行這程中，其低速轉子會發(fā)生變形，制造成本將會大幅增加，也容易產生故障。隨后，RensJ 等人[21]又對諧波式磁齒輪加以優(yōu)化，并制造樣機進行試驗驗證，優(yōu)化后傳遞轉矩密度可達 150kN·m/m3，在高傳動比的應用場所得以應用。行星輪定子y磁力行星輪磁力太陽輪
【參考文獻】

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本文編號：2848707