高性能同轴式磁力齿轮结构设计与实验研究

为了改善磁力齿轮的扭矩传递能力,研究了一种采用鼠笼式调磁装置的同轴式磁力齿轮。通过建立磁力齿轮的瞬态分析有限元模型,模拟分析得到内外气隙长度、永磁体厚度和长径比等结构参数对其传递扭矩能力的影响规律曲线,并得出了机构参数的优化值,模拟了该参数下磁力齿轮的运行情况。基于优化值制作实验样机进行实验研究,实验结果表明,采用此种调磁极片能够实现定传动比传动并能传递一定的扭矩。实验结果与模拟分析具有相似性,表明优化的结构参数能够保证磁力齿轮扭矩传递能力。

同轴式磁力齿轮试验样机的参数优化与设计改进

针对一台传动比为-15/7的同轴式磁力齿轮试验样机存在转矩密度偏低的问题,运用二维有限元法分析调磁极片的径向齿高、相对齿宽、连接桥位置及内外磁体充磁方式、磁体体积对转矩密度的影响,从而来寻找提升转矩密度的措施。结果表明,在不增加制造成本的前提下,通过改进调磁极片和磁体的相关参数使转矩密度提升43%,磁力齿轮外径缩小7.5mm。

磁力齿轮中调磁极片结构参数的数值模拟分析

为了改善磁力齿轮的转矩传递能力，研究调磁极片的调磁机理和结构要求，提出3种结构形式．针对调磁极片层叠结构出现的转矩传递能力不足等问题，采用瞬态有限元分析方法对调磁极片各部分的结构参数进行数值模拟．结果表明：磁力齿轮的输出转矩随调磁极片相对齿宽的增加先增大后减小，当相对齿宽在0．4～0．5时转矩较大，且变化相对平稳；磁力齿轮的输出转矩随调磁板片齿高的增加也是先增大后减小，在齿高为3mm时为最大，比试验参数下的模拟结果提高18％；输出转矩随着连接桥高度的增大而减小，消除连接桥可使输出转矩比试验参数下的模拟结果提高62％．