高转矩密度的聚磁Halbach少极差磁齿轮设计与优化

少极差磁齿轮具有无接触无磨损、转矩密度高、传动比高等优点,有望在工业应用领域替代现有机械减速箱,实现高可靠高寿命传动。在传统表贴式少极差磁齿轮结构的基础上,为提高转矩密度同时便于磁钢安装,提出聚磁Halbach少极差磁齿轮,通过有限元分析软件,采用双控制变量法分析了新型拓扑的各结构参数与输出转矩的关系,根据分析结果对初始设计方案进行了优化。结果表明,在总体积不变的条件下,优化后聚磁Halbach少极差磁齿轮静态扭矩较优化前提高了44%,可以达到875 N·m,静态转矩密度达310 kN·m/m^(3),相比表贴式结构,转矩密度提高了72%。