一種永磁螺旋傳動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明設(shè)計(jì)一種磁場(chǎng)調(diào)制型永磁螺母絲杠，屬于永磁傳動(dòng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]螺旋傳動(dòng)可將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低，工作連續(xù)平穩(wěn)、噪音小，可以較小的轉(zhuǎn)矩傳遞較大的軸向力，廣泛引用于機(jī)械工程的各個(gè)領(lǐng)域。但傳統(tǒng)的滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)存在摩擦磨損嚴(yán)重，傳動(dòng)效率低的缺點(diǎn)，滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用雖然使得螺旋傳動(dòng)摩擦大、易磨損和傳動(dòng)效率低的缺點(diǎn)得到了很大程度上的改善，但滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難，成本高，在很大程度上限制了螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種永磁螺旋傳動(dòng)裝置。該實(shí)用新型具有無(wú)摩擦、無(wú)磨損，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所提供的方案是:一種永磁螺旋傳動(dòng)裝置，包括絲杠、調(diào)磁環(huán)和螺母三部分。所述的絲杠外表面間隔均勻布置極對(duì)數(shù)為&的N極、S極螺旋形永磁體，絲杠桿端部由支架定位，其中&為I?4的整數(shù)。所述的螺母背鐵內(nèi)表面間隔均勻布置極對(duì)數(shù)為隊(duì)的N極、S極螺旋形永磁體，螺母背鐵由滾動(dòng)軸承支撐并固定于基座上，其中N2—般為小于10的正整數(shù)。所述的調(diào)磁環(huán)由N JN2個(gè)導(dǎo)磁螺旋和N JN2個(gè)不導(dǎo)磁螺旋均勻間隔布置成環(huán)形，并固定于機(jī)架上。
[0005]本實(shí)用新型中，所述的永磁螺旋傳動(dòng)具有構(gòu)件回轉(zhuǎn)角速度增速功能，即絲杠回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速高于螺母回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。
[0006]本實(shí)用新型中，所述的永磁螺旋傳動(dòng)裝置包含兩環(huán)形永磁體及兩層氣隙，即絲杠外表面永磁體與調(diào)磁環(huán)之間形成的氣隙和調(diào)磁環(huán)與螺母內(nèi)表面永磁體之間形成的氣隙。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:該實(shí)用新型可將螺母的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為絲杠的直線運(yùn)動(dòng)，各構(gòu)件間無(wú)接觸、無(wú)磨損、無(wú)需潤(rùn)滑，具有傳動(dòng)效率高、過(guò)載自我保護(hù)和無(wú)需維修等優(yōu)點(diǎn)。整套裝置可通過(guò)調(diào)整絲杠外表面永磁體極對(duì)數(shù)、螺母內(nèi)表面永磁體及調(diào)磁環(huán)調(diào)磁極片數(shù)，實(shí)現(xiàn)絲杠直線前進(jìn)線速度調(diào)整。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是永磁螺旋傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是圖1的A-A剖視圖。
[0010]在圖1、圖2中，1-絲杠桿，2-絲杠桿外表面永磁體，3-調(diào)磁環(huán)，4-螺母內(nèi)表面永磁體，5-螺母背鐵，6-絲杠桿支架，7-軸承端蓋，8-軸承，9-螺母支承座，10-軸承端蓋，11-調(diào)磁環(huán)支撐架，12-圓螺母，13-止動(dòng)墊片。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例
[0012]圖1、圖2是本實(shí)用新型公開(kāi)的一種永磁螺旋傳動(dòng)裝置，所述的永磁螺旋裝置包括絲杠、調(diào)磁環(huán)和螺母三大部分，其中:
[0013]所述的絲杠部分主要由絲杠桿1、螺旋形永磁體2及絲杠桿支架組成6。螺旋形永磁體2按N極、S極直接均勻間隔布置于絲杠桿I的外表面，絲杠桿兩端放置于絲杠桿支架6的圓形孔內(nèi)，允許絲杠桿繞其軸線回轉(zhuǎn)的同時(shí)沿其軸線發(fā)生直線運(yùn)動(dòng)。
[0014]所述的調(diào)磁環(huán)部分主要由調(diào)磁環(huán)3和調(diào)磁環(huán)支架11組成。調(diào)磁環(huán)3導(dǎo)磁部分直接由導(dǎo)磁性能良好的材料制作成環(huán)形毛坯后機(jī)加工而成，非導(dǎo)磁的螺旋形材料與導(dǎo)磁材料間隔布置后，調(diào)磁環(huán)一端放置于調(diào)磁環(huán)支架11圓孔內(nèi)，并通過(guò)圓螺母12和止動(dòng)墊片13實(shí)現(xiàn)軸向和周向固定。
[0015]所述的螺母部分主要由螺母背鐵5、螺旋形永磁體4及螺母支撐座9組成。螺旋形永磁體4按N極、S極直接均勻間隔布置于螺母背鐵5內(nèi)表面，螺母背鐵5外表面加工有環(huán)形凸起，其兩側(cè)布置由一對(duì)軸承，軸承內(nèi)圈與螺母背鐵5之間為過(guò)盈配合，外圈以過(guò)渡配合放置于螺母支撐座9內(nèi)，兩軸承外圈分別通過(guò)軸承端蓋7和10實(shí)現(xiàn)軸向固定，軸承端蓋通過(guò)螺栓固定于螺母支承座9兩端，螺母支承座上裝有旋轉(zhuǎn)手柄，用于實(shí)現(xiàn)螺母回轉(zhuǎn)，螺母支承座焊接與整體基座14上。
[0016]所述的螺旋形永磁體2、螺旋形永磁體4和調(diào)磁環(huán)3的螺旋升角相等，螺旋形永磁體2和螺旋形永磁體4的極對(duì)數(shù)K、N2之和必須等于調(diào)磁環(huán)調(diào)磁極片數(shù)，即N AN2。
[0017]工作原理
[0018]永磁螺旋傳動(dòng)裝置采用磁場(chǎng)調(diào)制機(jī)理，利用調(diào)磁環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同極對(duì)數(shù)永磁體間的耦合傳動(dòng)。螺旋形永磁體4在手柄驅(qū)動(dòng)下與螺母背鐵一同回轉(zhuǎn)時(shí)，將在永磁體4與調(diào)磁環(huán)3間的氣隙內(nèi)形成主諧波次數(shù)為N2的螺旋形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)經(jīng)調(diào)磁極片數(shù)為1+隊(duì)的調(diào)磁環(huán)調(diào)制后，在調(diào)磁環(huán)與螺旋形永磁體2件的氣隙內(nèi)形成主諧波次數(shù)為N1的螺旋形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，正好與絲杠桿外表面永磁體2的極對(duì)數(shù)相等，從而實(shí)現(xiàn)等磁極耦合傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)絲杠發(fā)生回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。絲杠回轉(zhuǎn)的同時(shí)，在螺旋形磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁力軸向分力的作用下產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)。
[0019]永磁螺旋傳動(dòng)裝置絲杠和螺母間的回轉(zhuǎn)速度之比，即增速比為
[0020]i = N2ZN1
[0021]調(diào)整絲杠桿內(nèi)表面螺旋形永磁體2和螺母內(nèi)表面螺旋形永磁體4的極對(duì)數(shù)，可改變二者之間的增速比，同時(shí)可改變絲杠的前進(jìn)速度快慢。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種永磁螺旋傳動(dòng)裝置，包括外表面布置有螺旋形永磁體的絲杠、調(diào)磁環(huán)和內(nèi)表面布置有永磁體的螺母，其特征在于: a.所述的絲杠外表面均勻間隔布置&塊N極和N#夬S極永磁體，永磁體徑向充磁，絲杠兩端未布置永磁體并安放于絲杠支架上，其中，&為I?4的正整數(shù)； b.所述的螺母背鐵內(nèi)表面均勻間隔布置隊(duì)塊N極和N2塊S極永磁體，永磁體徑向充磁，螺母背鐵通過(guò)軸承及軸承端蓋固定于基座上，其中N1—般為小于10的正整數(shù)； c.所述調(diào)磁環(huán)為NJN2個(gè)導(dǎo)磁極片和NJN2個(gè)非導(dǎo)磁極片間隔排列成環(huán)形，所有導(dǎo)磁塊、非導(dǎo)磁塊均制作成螺旋形，調(diào)磁環(huán)通過(guò)圓螺母固定于支撐架上，其中NJN2—般為小于15的正整數(shù)； d.所述絲杠外表面永磁體、螺母背鐵內(nèi)表面永磁體及調(diào)磁環(huán)調(diào)極用的導(dǎo)磁、非導(dǎo)磁極片均制作成螺旋形，且螺旋升角均相等。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁螺旋傳動(dòng)裝置，其特征在于:所述螺旋傳動(dòng)具有兩層氣隙，即絲杠與調(diào)磁環(huán)之間形成的氣隙和調(diào)磁環(huán)與螺母之間形成的氣隙。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁螺旋傳動(dòng)裝置，其特征在于:不改變螺母回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速時(shí)，所述的螺旋傳動(dòng)可通過(guò)調(diào)整絲杠外表面永磁體極對(duì)數(shù)、螺母背鐵內(nèi)表面永磁體及對(duì)數(shù)和調(diào)磁環(huán)調(diào)極磁片數(shù)實(shí)現(xiàn)絲杠直線運(yùn)動(dòng)速度的調(diào)整。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種永磁螺旋傳動(dòng)裝置，所述的螺旋傳動(dòng)包含絲杠、調(diào)磁環(huán)和螺母，其絲杠外表面均勻間隔布置極對(duì)數(shù)為N1的螺旋形永磁體，螺母內(nèi)表面均勻間隔布置極對(duì)數(shù)為N2的螺旋形永磁體，調(diào)磁環(huán)由N1+N2個(gè)導(dǎo)磁和N1+N2個(gè)非導(dǎo)磁螺旋形磁片間隔均勻布置呈環(huán)形。該螺旋傳動(dòng)包含有絲杠與調(diào)磁環(huán)、調(diào)磁環(huán)與螺母間的兩層氣隙，螺旋形的永磁體及調(diào)極磁片螺旋升角大小相等。本實(shí)用新型可以將螺母的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻z杠的快速直線運(yùn)動(dòng)，且無(wú)接觸、無(wú)摩擦、無(wú)需潤(rùn)滑，節(jié)能環(huán)保。
【IPC分類(lèi)】F16H49/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204704357
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520311308
【發(fā)明人】郝秀紅, 朱學(xué)軍, 蘇家磊, 張鴻飛
【申請(qǐng)人】燕山大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年5月15日