交叉軸式磁性齒輪在工業(yè)和航天領(lǐng)域中都有較好的應用前景,與機械齒輪相比,其優(yōu)勢在于,通過一級傳動就可以實現(xiàn)輸出端與輸入端的90°空間交錯。為了提高交叉軸式磁性齒輪應用可行性,在其結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)上,建立交叉軸式磁性齒輪的有限元模型,采用瞬態(tài)磁場進行仿真分析,得出齒輪嚙合間隙、磁極數(shù)、磁環(huán)厚度、齒輪大小、螺旋角、寬徑比6種參數(shù)對磁性齒輪最大傳動轉(zhuǎn)矩的影響規(guī)律,獲得交叉軸式磁性齒輪的優(yōu)化結(jié)構(gòu)及其磁感應強度云圖。結(jié)果表明,利用仿真可獲得交叉軸式磁性齒輪合理的結(jié)構(gòu)和工作特性,可獲得到較大的轉(zhuǎn)矩與較好的磁感應分布情況。仿真結(jié)果能夠?qū)徊孑S式磁性齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計與工作特性分析提供參考,從而大大縮短其設(shè)計與開發(fā)周期。 

【文章來源】：機械傳動. 2020,44(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

交叉軸式磁性齒輪結(jié)構(gòu)模型

磁性齒輪的設(shè)計利用了磁極的性質(zhì)：同性相斥，異性相吸，靠磁場耦合傳遞轉(zhuǎn)矩[7]。齒輪傳動比為磁極數(shù)之比[8]，傳動原理示意圖如圖2所示[9]6-8。磁極相間排列形成磁環(huán)，靜止時，兩齒輪的N極與S極靠在一起。此時，兩磁性齒輪需要進行徑向固定，保證嚙合間隙，以免齒輪吸在一起而無法轉(zhuǎn)動，劃傷表面。當其中一個齒輪轉(zhuǎn)動時，兩齒輪的磁場相互耦合產(chǎn)生磁作用力，通過磁力的作用帶動另一齒輪轉(zhuǎn)動。若從動輪無載啟動，則啟動力矩只需克服從動輪的慣量即可啟動；若從動輪帶有負載，須當從動輪所受力矩等于負載力矩時，從動輪才能處于臨界旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。此時，主動輪轉(zhuǎn)過的角度即為啟動角[10]。

選取四面體網(wǎng)格對模型進行網(wǎng)格剖分，通過網(wǎng)格無關(guān)性檢測，確定網(wǎng)格數(shù)量為10 000個，主動輪轉(zhuǎn)速為300 m/s，計算時間為0.5 s，步長為0.001 s。表1所示為建模各項參數(shù)，圖3與圖4分別為有限元模型與網(wǎng)格剖分圖。圖4 交叉軸式磁性齒輪有限元模型網(wǎng)格剖分

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3275106