專利名稱：一種平面磁力傳動(dòng)耦合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁耦合技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種平面磁力傳動(dòng)耦合器。
背景技術(shù)：
隨著永磁材料性能的大幅提高，永磁材料的超距耦合特性已廣泛應(yīng)用在各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，如磁力耦合器等。平面磁力傳動(dòng)耦合器是一種常見(jiàn)的磁力耦合器，以下對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的平面磁力耦合器進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。請(qǐng)參看圖1-圖3，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的平面磁力傳動(dòng)耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中從動(dòng)磁盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中主動(dòng)磁性盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1-圖3所示，該平面磁力傳動(dòng)耦合器包括主動(dòng)磁性盤(pán)2’、從動(dòng)磁性盤(pán)1’主動(dòng)磁性盤(pán)2’與從動(dòng)磁性盤(pán)1’相對(duì)設(shè)置，主動(dòng)磁性盤(pán)2’、從動(dòng)磁性盤(pán)1’的圓周方向的磁路 3為分散組合排列，分散組合排列的磁體的對(duì)數(shù)為6對(duì)；主動(dòng)磁性盤(pán)2’與動(dòng)力源連接，從動(dòng)磁性盤(pán)1’負(fù)載連接，通過(guò)磁場(chǎng)耦合產(chǎn)生的耦合力帶動(dòng)從動(dòng)磁性盤(pán)1’旋轉(zhuǎn)面磁力傳動(dòng)耦合器可以實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸傳動(dòng)扭矩和力。這種結(jié)構(gòu)的平面磁力傳動(dòng)耦合器的磁路受力情況如圖4所示，當(dāng)主動(dòng)磁性盤(pán) 2’ (展開(kāi)狀態(tài))在外力作用下沿著箭頭方向移動(dòng)時(shí)，因磁場(chǎng)耦合的作用，磁體②將對(duì)從動(dòng)磁性盤(pán)1’(展開(kāi)狀態(tài))上的磁體①產(chǎn)生如圖所示的磁場(chǎng)作用力Fe，把Fe沿水平方向和垂直方向分角軍成為F周向禾口 F軸向兩個(gè)分力，F(xiàn)周向=F拉Xsina, F軸向=F拉Xcosa, a = arctgx/Lg, 主動(dòng)磁性盤(pán)2’(展開(kāi)狀態(tài))繼續(xù)沿箭頭方向的移動(dòng)，χ的值不斷增大，a角也同時(shí)增大，F(xiàn)m 向=F拉Xsina也同時(shí)增大，F(xiàn)軸向=F拉X cosa相反減小，也就是說(shuō)，周向?qū)鬟f有用的力F ；^增大，而軸向?qū)τ泻Φ淖饔昧_減小。另外，在如圖1所示面積上，分散組合排列的磁體對(duì)數(shù)為6對(duì)，每一對(duì)耦合產(chǎn)生的有用力為F周向=F拉Xsina，每一對(duì)耦合產(chǎn)生的有害力為F軸向=F拉X cosa，所以整個(gè)面積上的有用力為6XF周向，有害的軸向力為6XF軸向。這種結(jié)構(gòu)的平面磁力傳動(dòng)耦合器技術(shù)結(jié)構(gòu)上無(wú)法去克服有害的軸向力，該軸向力將影響平面磁力傳動(dòng)耦合器的正常工作。而且這種結(jié)構(gòu)的平面磁力傳動(dòng)耦合器的磁路排布為分散型組合，同樣體積下產(chǎn)生的扭力或者力也比較小。因此，主動(dòng)磁性盤(pán)在平移時(shí)，如何消除有害的軸向力，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種平面磁力傳動(dòng)耦合器，主動(dòng)磁性盤(pán)在平移時(shí)，該平面磁力傳動(dòng)耦合器可以消除有害的軸向力。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種平面磁力傳動(dòng)耦合器，包括相對(duì)設(shè)置的主動(dòng)磁性盤(pán)、從動(dòng)磁性盤(pán)，所述主動(dòng)盤(pán)徑向內(nèi)到外依次設(shè)有主動(dòng)懸浮磁路、主動(dòng)周向扭力磁路，所述從動(dòng)盤(pán)徑向內(nèi)到外依次設(shè)有從動(dòng)懸浮磁路、從動(dòng)周向扭力磁路，所述主動(dòng)懸浮磁路、所述主動(dòng)周向扭力磁路分別與所述從動(dòng)懸浮磁路、所述從動(dòng)周向扭力磁路對(duì)齊設(shè)置。優(yōu)選的，述主動(dòng)周向扭力磁路為由多個(gè)磁體按照N極、S極相間偶數(shù)拼接而成的兩個(gè)磁體環(huán)；所述從動(dòng)周向扭力磁路為由多個(gè)磁體按照N極、S極相間偶數(shù)拼接而成的兩個(gè)磁體環(huán)。優(yōu)選的，所述主動(dòng)周向扭力磁路、所述從動(dòng)周向扭力磁路均通過(guò)粘接的方式分別固定在所述主動(dòng)磁性盤(pán)、所述從動(dòng)磁性盤(pán)上。優(yōu)選的，所述主動(dòng)懸浮磁路為由多個(gè)磁體的相同磁極拼接而成的磁體環(huán)；所述從動(dòng)懸浮磁路為由多個(gè)磁體的相同磁極拼接而成的磁體環(huán)，且所述主動(dòng)懸浮磁路的多個(gè)磁體的磁極與所述從動(dòng)懸浮磁路的磁體的磁極相同。優(yōu)選的，所述主動(dòng)懸浮磁路、所述從動(dòng)懸浮磁路均通過(guò)粘接的方式分別固定在所述主動(dòng)磁性盤(pán)、所述從動(dòng)磁性盤(pán)上。優(yōu)選的，所述主動(dòng)懸浮磁路與所述主動(dòng)周向扭力磁路之間設(shè)有主動(dòng)安全環(huán)。優(yōu)選的，所述從動(dòng)懸浮磁路與所述從動(dòng)周向扭力磁路之間設(shè)有從動(dòng)安全環(huán)。本發(fā)明提供的平面磁力傳動(dòng)耦合器，包括相對(duì)設(shè)置的主動(dòng)磁性盤(pán)、從動(dòng)磁性盤(pán)，所述主動(dòng)盤(pán)徑向內(nèi)到外依次設(shè)有主動(dòng)懸浮磁路、主動(dòng)周向扭力磁路，所述從動(dòng)盤(pán)徑向內(nèi)到外依次設(shè)有從動(dòng)懸浮磁路、從動(dòng)周向扭力磁路，所述主動(dòng)懸浮磁路、所述主動(dòng)周向扭力磁路分別與所述從動(dòng)懸浮磁路、所述從動(dòng)周向扭力磁路對(duì)齊設(shè)置；主動(dòng)懸浮磁路與從動(dòng)懸浮磁路形成懸浮磁路，所述主動(dòng)周向扭力磁路與所述從動(dòng)周向扭力磁路形成周向扭力磁路。這種結(jié)構(gòu)的平面磁力傳動(dòng)耦合器，在主動(dòng)磁性盤(pán)、從動(dòng)磁性盤(pán)上分別設(shè)置了排列為緊密推拉組合的懸浮磁路，主動(dòng)磁性盤(pán)在平移時(shí)，該懸浮磁路可以克服周向扭力磁路在軸向產(chǎn)生的有害的軸向力，可使得主動(dòng)磁性盤(pán)與從動(dòng)磁性盤(pán)之間平穩(wěn)地?zé)o接觸傳動(dòng)扭矩和力。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的平面磁力傳動(dòng)耦合器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中從動(dòng)磁性盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中主動(dòng)磁性盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意4為圖1中平面磁力傳動(dòng)耦合器的磁路力學(xué)分析示意圖；圖5為本發(fā)明所提供的平面磁力傳動(dòng)耦合器的一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5中從動(dòng)磁性盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖5中主動(dòng)磁性盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖5中周向扭力磁路的力學(xué)分析示意圖；圖9為圖5中懸浮磁路的力學(xué)分析示意圖；其中，圖1-圖9中從動(dòng)磁性盤(pán)1，、主動(dòng)磁性盤(pán)2 ’、磁路3 ’ ；從動(dòng)磁性盤(pán)1、從動(dòng)懸浮磁路2、從動(dòng)安全環(huán)3、從動(dòng)周向扭力磁路4、主動(dòng)周向扭力磁路5、主動(dòng)安全環(huán)6、主動(dòng)懸浮磁路7、主動(dòng)磁性盤(pán)8。
具體實(shí)施例方式為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參看圖5-圖7，圖5為本發(fā)明所提供的平面磁力傳動(dòng)耦合器的一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5中從動(dòng)磁性盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖5中主動(dòng)磁性盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5-圖7所示，本發(fā)明提供的平面磁力傳動(dòng)耦合器，包括相對(duì)設(shè)置的主動(dòng)磁性盤(pán)8、從動(dòng)磁性盤(pán)1，所述主動(dòng)盤(pán)徑向內(nèi)到外依次設(shè)有主動(dòng)懸浮磁路7、主動(dòng)周向扭力磁路5， 所述從動(dòng)盤(pán)徑向內(nèi)到外依次設(shè)有從動(dòng)懸浮磁路2、從動(dòng)周向扭力磁路4，所述主動(dòng)懸浮磁路 7、所述主動(dòng)周向扭力磁路5分別與所述從動(dòng)懸浮磁路2、所述從動(dòng)周向扭力磁路4對(duì)齊設(shè)置；主動(dòng)懸浮磁路7與從動(dòng)懸浮磁路2形成懸浮磁路，所述主動(dòng)周向扭力磁路5與所述從動(dòng)周向扭力磁路4形成周向扭力磁路。優(yōu)選的方案中，所述主動(dòng)懸浮磁路7與所述主動(dòng)周向扭力磁路5之間設(shè)有主動(dòng)安全環(huán)6，所述從動(dòng)懸浮磁路2與所述從動(dòng)周向扭力磁路4之間設(shè)有從動(dòng)安全環(huán)3。這種結(jié)構(gòu)的平面磁力傳動(dòng)耦合器，在主動(dòng)磁性盤(pán)8、從動(dòng)磁性盤(pán)1上分別設(shè)置了排列為緊密推拉組合的懸浮磁路，主動(dòng)磁性盤(pán)8在平移時(shí)，該懸浮磁路可以克服周向扭力磁路在軸向產(chǎn)生的有害的軸向力，可使得主動(dòng)磁性盤(pán)8與從動(dòng)磁性盤(pán)1之間平穩(wěn)地?zé)o接觸傳動(dòng)扭矩和力。具體的方案中，所述主動(dòng)周向扭力磁路5為由多個(gè)磁體按照N極、S極相間偶數(shù)拼接而成的兩個(gè)磁體環(huán)，本實(shí)施例中，主動(dòng)周向扭力磁路5為由12對(duì)磁體按照N極、S極相間緊密偶數(shù)拼接而成的兩個(gè)磁體環(huán)；所述從動(dòng)周向扭力磁路4為由多個(gè)磁體按照N極、S極相間偶數(shù)拼接而成的兩個(gè)磁體環(huán)，本實(shí)施例中，所述從動(dòng)周向扭力磁路4為由12對(duì)磁體按照 N極、S極相間緊密偶數(shù)拼接而成的兩個(gè)磁體環(huán)。具體的方案中，所述主動(dòng)懸浮磁路7為由多個(gè)磁體的相同磁極拼接而成的磁體環(huán)；所述從動(dòng)懸浮磁路2為由多個(gè)磁體的相同磁極拼接而成的磁體環(huán)，且所述主動(dòng)懸浮磁路 的多個(gè)磁體的磁極與所述從動(dòng)懸浮磁路2的磁體的磁極相同，可以同為N極，也可以同為S極。以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明所提供的平面磁力傳動(dòng)耦合器的受力情況進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。請(qǐng)參看圖8、圖9，圖8為圖5中周向扭力磁路的力學(xué)分析示意圖，圖9為圖5中懸浮磁路的力學(xué)分析示意圖。周向扭力磁路力學(xué)分析如圖8所示，當(dāng)主動(dòng)磁性盤(pán)8 (展開(kāi)狀態(tài))在外力作用下沿著箭頭方向移動(dòng)時(shí)，因磁場(chǎng)耦合的作用，磁體①將同時(shí)受到磁體②和磁體③的共同作用力， 磁體②對(duì)磁體①產(chǎn)生F推，磁體③對(duì)磁體①產(chǎn)生F拉，將F推和F拉在周向和軸向同時(shí)進(jìn)行力的分解，F(xiàn)推可分解為F推周向=F推X sina2與F推軸向=F推X cosa2 ；F拉可分解為 F 拉周向=F 拉 X sinal 與 F 拉軸向=F 拉 X cosal ；al = arctg (L_x) /Lg, a2 = arctgx/ Lg, (0^ x^ L/2)；從動(dòng)磁性盤(pán)1上每一塊磁體吸收主動(dòng)磁性盤(pán)8給予的F總周向=F拉周向+F推周向=F拉X sinal+F推X sina20從動(dòng)磁性盤(pán)1上每一塊磁體吸收主動(dòng)磁性盤(pán)8給予的F總軸向=IF拉軸向+F推軸向I = |F拉Xcosal+F推Xcosa2|。當(dāng)移動(dòng)距離χ = L/2時(shí)，al = a2，此時(shí)如圖8中所示面積上從動(dòng)磁性盤(pán)1上將有因磁場(chǎng)耦合產(chǎn)生的牽連磁力F總面積周向=12 X F總周向，F(xiàn)總面積軸向=12 X F總軸向。懸浮磁路力學(xué)分析如圖9所示，當(dāng)主動(dòng)磁性盤(pán)8與從動(dòng)磁性盤(pán)1的中心位置重合時(shí)，主動(dòng)磁性盤(pán)8將對(duì)從動(dòng)磁性盤(pán)1產(chǎn)生力F斥懸浮，為了消除徑向不穩(wěn)定有害力的影響， Ll < L2，其中，Ll為主動(dòng)懸浮磁路7中磁體的寬度，L2為從動(dòng)懸浮磁路2中磁體的寬度。 當(dāng)主動(dòng)磁性盤(pán)8沿箭頭方向有微量的偏移距離χ發(fā)生時(shí)，(x < (L2-Ll)/2)，因L2 > Li，從動(dòng)磁性盤(pán)1將對(duì)主動(dòng)磁性盤(pán)8施加有用的回復(fù)力，能保證懸浮磁路在徑向的穩(wěn)定。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在同體積或者同面積下能產(chǎn)生的扭力大小來(lái)看，圖1中的平面磁力傳動(dòng)耦合器的F總面積周向=6XF周向，本發(fā)明的F總面積周向=12XF總周向，根據(jù)前敘可知，F(xiàn)總周向=F拉周向+F推周向=F拉Xsinal+F推Xsina2，當(dāng)χ = L/2時(shí)，al =a2，因此F拉周向=F推周向，所以F總周向=2XF拉周向。F總面積周向=12X2XF 拉周向=MXF拉周向。根據(jù)以上分析可得出，在同體積或者同面積下圖1中的平面磁力傳動(dòng)耦合器的產(chǎn)生的扭力是本發(fā)明扭力的1/4，本發(fā)明所提供平面磁力傳動(dòng)耦合器的扭力提高了 4倍。優(yōu)選方案中，所述主動(dòng)周向扭力磁路5、所述從動(dòng)周向扭力磁路4可均通過(guò)粘接的方式分別固定在所述主動(dòng)磁性盤(pán)8、所述從動(dòng)磁性盤(pán)1上。優(yōu)選方案中，所述主動(dòng)懸浮磁路7、所述從動(dòng)懸浮磁路2可均通過(guò)粘接的方式分別固定在所述主動(dòng)磁性盤(pán)8、所述從動(dòng)磁性盤(pán)1上。以上所述僅是發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的描述，應(yīng)當(dāng)指出，由于文字表達(dá)的有限性，而在客觀上存在無(wú)限的具體結(jié)構(gòu)，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種平面磁力傳動(dòng)耦合器，包括相對(duì)設(shè)置的主動(dòng)磁性盤(pán)、從動(dòng)磁性盤(pán)，其特征在于， 所述主動(dòng)盤(pán)徑向內(nèi)到外依次設(shè)有主動(dòng)懸浮磁路、主動(dòng)周向扭力磁路，所述從動(dòng)盤(pán)徑向內(nèi)到外依次設(shè)有從動(dòng)懸浮磁路、從動(dòng)周向扭力磁路，所述主動(dòng)懸浮磁路、所述主動(dòng)周向扭力磁路分別與所述從動(dòng)懸浮磁路、所述從動(dòng)周向扭力磁路對(duì)齊設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面磁力傳動(dòng)耦合器，其特征在于，所述主動(dòng)周向扭力磁路為由多個(gè)磁體按照N極、S極相間偶數(shù)拼接而成的兩個(gè)磁體環(huán)；所述從動(dòng)周向扭力磁路為由多個(gè)磁體按照N極、S極相間偶數(shù)拼接而成的兩個(gè)磁體環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平面磁力傳動(dòng)耦合器，其特征在于，所述主動(dòng)周向扭力磁路、 所述從動(dòng)周向扭力磁路均通過(guò)粘接的方式分別固定在所述主動(dòng)磁性盤(pán)、所述從動(dòng)磁性盤(pán)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面磁力傳動(dòng)耦合器，其特征在于，所述主動(dòng)懸浮磁路為由多個(gè)磁體的相同磁極拼接而成的磁體環(huán)；所述從動(dòng)懸浮磁路為由多個(gè)磁體的相同磁極拼接而成的磁體環(huán)，且所述主動(dòng)懸浮磁路的多個(gè)磁體的磁極與所述從動(dòng)懸浮磁路的磁體的磁極相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平面磁力傳動(dòng)耦合器，其特征在于，所述主動(dòng)懸浮磁路、所述從動(dòng)懸浮磁路均通過(guò)粘接的方式分別固定在所述主動(dòng)磁性盤(pán)、所述從動(dòng)磁性盤(pán)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的平面磁力傳動(dòng)耦合器，其特征在于，所述主動(dòng)懸浮磁路與所述主動(dòng)周向扭力磁路之間設(shè)有主動(dòng)安全環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的平面磁力傳動(dòng)耦合器，其特征在于，所述從動(dòng)懸浮磁路與所述從動(dòng)周向扭力磁路之間設(shè)有從動(dòng)安全環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及磁耦合技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了平面磁力傳動(dòng)耦合器，包括相對(duì)設(shè)置的主動(dòng)磁性盤(pán)、從動(dòng)磁性盤(pán)，所述主動(dòng)盤(pán)徑向內(nèi)到外依次設(shè)有主動(dòng)懸浮磁路、主動(dòng)周向扭力磁路，所述從動(dòng)盤(pán)徑向內(nèi)到外依次設(shè)有從動(dòng)懸浮磁路、從動(dòng)周向扭力磁路，所述主動(dòng)懸浮磁路、所述主動(dòng)周向扭力磁路分別與所述從動(dòng)懸浮磁路、所述從動(dòng)周向扭力磁路對(duì)齊設(shè)置。這種結(jié)構(gòu)的平面磁力傳動(dòng)耦合器，在主動(dòng)磁性盤(pán)、從動(dòng)磁性盤(pán)上分別設(shè)置了排列為緊密推拉組合的懸浮磁路，主動(dòng)磁性盤(pán)在平移時(shí)，該懸浮磁路可以克服周向扭力磁路在軸向產(chǎn)生的有害的軸向力，可使得主動(dòng)磁性盤(pán)與從動(dòng)磁性盤(pán)之間平穩(wěn)地?zé)o接觸傳動(dòng)扭矩和力。
文檔編號(hào)H02N15/00GK102355119SQ20111030092
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者劉挺, 崔國(guó)平, 殷春紅, 豆耀峰 申請(qǐng)人:蘭州海蘭德泵業(yè)有限公司