本文關(guān)鍵詞：新型直線旋轉(zhuǎn)運動磁力耦合器的設(shè)計與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：與機械齒輪相比,磁力耦合器具有非接觸式傳動,無摩擦、噪音小和振動弱;無需潤滑,自動過載保護等優(yōu)點。近年來,磁力耦合器的研究不斷深入,新型拓撲結(jié)構(gòu)層出不窮,磁力耦合器的轉(zhuǎn)矩密度大幅提升,運行性能不斷提高,在諸多應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)取代機械齒輪。除功率密度和運行性能以外,多自由度運動也是磁力耦合器的研究方向之一。工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和傳動領(lǐng)域裝置的日趨復(fù)雜,對磁力耦合器的運動形式提出了更高的要求。本文吸收和拓展現(xiàn)有研究成果,將磁場調(diào)制原理融入磁力耦合器,結(jié)合磁力耦合器的運動形式,提出了一種新型的直線旋轉(zhuǎn)運動磁力耦合器。該耦合器具有結(jié)構(gòu)形式靈活、磁場耦合面積大、功率密度高等優(yōu)點。本文圍繞新型直線旋轉(zhuǎn)運動磁力耦合器展開研究,主要研究工作包括：1)按時間順序綜述磁力耦合器的發(fā)展歷程,根據(jù)磁場特性和運動形式分類磁力耦合器,分析各類磁力耦合器的特點,揭示磁力耦合器的研究熱點、應(yīng)用和進一步研究工作。2)解析分析直線旋轉(zhuǎn)運動磁力耦合器的磁場調(diào)制原理和工作原理,揭示磁場調(diào)制原理在磁力耦合器中的應(yīng)用價值。3)提出一種永磁磁場相互作用下電磁轉(zhuǎn)矩和電磁推力的計算方法,將永磁體依次等效為面電流和線電流,基于洛倫茲力計算轉(zhuǎn)矩和推力；分析不同結(jié)構(gòu)調(diào)磁鐵塊的調(diào)磁性能,從磁密幅值和諧波次數(shù)進行判斷,找到調(diào)磁鐵塊的最優(yōu)結(jié)構(gòu),確定磁力耦合器的初始設(shè)計參數(shù)。4)基于Maxwell建立有限元計算模型,計算和分析磁場分布、靜態(tài)轉(zhuǎn)矩、靜態(tài)推力、定位轉(zhuǎn)矩和定位力等靜態(tài)特性;給出直線旋轉(zhuǎn)運動磁力耦合器性能測試方法,完成靜態(tài)轉(zhuǎn)矩、靜態(tài)推力、定位轉(zhuǎn)矩和定位力的實驗測試,指出影響實驗結(jié)果的重要因素。5)建立直線旋轉(zhuǎn)運動磁力耦合器的有限元參數(shù)化模型,分析各個設(shè)計參數(shù)對磁力耦合器性能的影響;采用實驗設(shè)計的方法,綜合優(yōu)化直線旋轉(zhuǎn)運動磁力耦合器的結(jié)構(gòu)參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：直線旋轉(zhuǎn)運動 磁力耦合器 調(diào)磁性能 有限元分析 綜合優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN622
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 研究背景和選題意義9
• 1.2 磁力耦合器發(fā)展概述9-10
• 1.3 磁力耦合器分類10-18
• 1.3.1 按磁場特性分類11-16
• 1.3.2 按運動形式分類16-18
• 1.4 磁力耦合器研究內(nèi)容18-21
• 1.4.1 研究熱點18
• 1.4.2 應(yīng)用前景18-20
• 1.4.3 進一步研究工作20-21
• 1.5 本文研究內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu)21-23
• 1.5.1 本文研究內(nèi)容21-22
• 1.5.2 論文結(jié)構(gòu)22-23
• 第二章 磁力耦合器基本結(jié)構(gòu)與工作原理23-27
• 2.1 引言23
• 2.2 基本結(jié)構(gòu)23
• 2.3 磁場調(diào)制原理23-24
• 2.4 工作原理24
• 2.5 本章小結(jié)24-27
• 第三章 磁力耦合器的設(shè)計27-43
• 3.1 引言27
• 3.2 基于永磁體作用等效方法的轉(zhuǎn)矩和推力計算27-29
• 3.2.1 永磁體等效為面電流27-28
• 3.2.2 面電流等效為線電流28-29
• 3.2.3 轉(zhuǎn)矩計算29
• 3.2.4 推力計算29
• 3.3 調(diào)磁鐵塊結(jié)構(gòu)設(shè)計29-41
• 3.3.1 計算方法與建模29-30
• 3.3.2 “I”形調(diào)磁鐵塊30-33
• 3.3.3 “L”形調(diào)磁鐵塊33-37
• 3.3.4 徑向發(fā)散形調(diào)磁鐵塊37-41
• 3.4 磁力耦合器結(jié)構(gòu)參數(shù)41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第四章 磁力耦合器的靜態(tài)特性43-53
• 4.1 引言43
• 4.2 靜態(tài)特性計算與分析43-46
• 4.2.1 磁場分布43
• 4.2.2 靜態(tài)轉(zhuǎn)矩43-44
• 4.2.3 靜態(tài)推力44-45
• 4.2.4 定位轉(zhuǎn)矩45
• 4.2.5 定位力45-46
• 4.3 實驗結(jié)果與分析46-52
• 4.3.1 實驗平臺46
• 4.3.2 實驗結(jié)果與分析46-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第五章 磁力耦合器設(shè)計參數(shù)綜合優(yōu)化53-61
• 5.1 引言53
• 5.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對靜態(tài)特性影響53-57
• 5.2.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)幾何約束關(guān)系53
• 5.2.2 內(nèi)外氣隙大小的影響53-54
• 5.2.3 調(diào)磁鐵塊徑向長度的影響54-57
• 5.2.4 調(diào)磁鐵塊寬度的影響57
• 5.3 磁力耦合器的優(yōu)化設(shè)計57-60
• 5.3.1 DOE方法58
• 5.3.2 推力和轉(zhuǎn)矩最大化設(shè)計58-59
• 5.3.3 定位力和定位轉(zhuǎn)矩最小化設(shè)計59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 第六章 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 總結(jié)61
• 6.2 展望61-63
• 參考文獻63-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的專利67-69
• 致謝69

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：新型直線旋轉(zhuǎn)運動磁力耦合器的設(shè)計與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：294062