專利名稱：一種永磁離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械類傳動裝置，特別是一種利用磁力傳動技術(shù)實(shí)現(xiàn)主從動 件運(yùn)動的永磁離合器。 二
背景技術(shù)：
磁力傳動技術(shù)是利用主動件與從動件共同建立起來的磁場所產(chǎn)生的作用力來傳遞 運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩的。它具有傳動效率高和傳動平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，近年來，隨著高性能永磁材料的 研發(fā)應(yīng)用，使得磁力傳動的性能得到了極大的提高。如利用磁力傳動技術(shù)的永磁聯(lián)軸器 目前已經(jīng)得到了較多的研究與應(yīng)用，但對永磁離合器的研究尚極少見到。國外有人在相 關(guān)文獻(xiàn)如A. Wallace, A. von Jouanne, A. Ramme, and A. Smith. A permanent magnet coupling with rapid disconnect capability[J]. Power Electronics, Machines and Drives. April 2002, 16-18中曾提出了一種永磁離合器方案，它是通過連接在主動軸 兩邊的導(dǎo)磁盤和從動軸上的可移動永磁體盤，在主從動件間產(chǎn)生軸向磁場，其傳動是通 過一個外力如撥叉機(jī)構(gòu)操縱，使主從動件相對位移來改變磁場的強(qiáng)度，直至主從動件結(jié) 合或分離。這種永磁離合器存在的不足是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主從動件間軸向力大，且需移動 較長行程才能實(shí)現(xiàn)主從動件的結(jié)合或分離，從而難以得到實(shí)際應(yīng)用。如何進(jìn)一步提高永 磁離合器的傳動性能、以及通過改變主從動件間相對位置使其間磁場強(qiáng)度發(fā)生改變，從 而實(shí)現(xiàn)結(jié)合或分離是永磁離合器得到實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一；此外，在傳遞動力時， 要求傳動平穩(wěn)、效率高，結(jié)合或脫離時所需操縱力小等也是設(shè)計(jì)永磁離合器中亟需解決 的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不但傳動效率高，傳動平穩(wěn)， 主從動件穩(wěn)態(tài)工作時不耗能且結(jié)合或分離所需操縱力小的永磁離合器。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，永磁離合器，它主要由主動軸、 主動件、從動件、軸承以及永磁體構(gòu)成，其特征是主動軸的一端通過軸承裝在一個從動 軸聯(lián)接件的中心孔內(nèi)并軸向定位，主動件為筒狀，它套裝在主動軸另一端的軸上，并通過其一端與主動軸固連；從動件套裝在從動軸聯(lián)接件的軸上，并可在外力作用下沿軸向 運(yùn)動，且由從動軸聯(lián)接件兩端的定位塊和連接盤對從動件的運(yùn)動限位；在主動件另一端 的內(nèi)側(cè)和從動件外側(cè)沿圓周方向，均固接有不同極性交錯排列的瓦片狀組成的內(nèi)磁體和 外磁體；外磁體隨從動件軸向運(yùn)動至定位塊時，應(yīng)與內(nèi)磁體相對應(yīng)，其間留有縫隙，軸 向運(yùn)動至連接盤時，與內(nèi)磁體完全分離；主動軸、主動件、從動軸聯(lián)接件及從動件為同 軸安裝。
本實(shí)用新型所述的永磁離合器，是由布置在主從動件間的高性能永磁體產(chǎn)生徑向間 磁場來實(shí)現(xiàn)離合器的結(jié)合和分離。在結(jié)合的狀態(tài)下，永磁離合器的主動件及內(nèi)磁體與從 動件及外磁體之間形成磁場產(chǎn)生作用力并傳遞轉(zhuǎn)矩。離合器的分離狀態(tài)則通過主動件與 從動件間產(chǎn)生相對位移來實(shí)現(xiàn)。操縱永磁離合器的結(jié)合或分離是由外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供給 從動件作用力來實(shí)現(xiàn)的，在結(jié)合狀態(tài)需要分離時，使從動件上的外磁體隨從動件軸向移 動一定距離，使主從動件之間的磁場被削弱甚至基本消除，則主動件與從動件之間的動 力傳遞被隔斷，離合器即處于分離狀態(tài)；在分離狀態(tài)需要結(jié)合時，使從動件上的外磁體 隨從動件軸向反方向移動一定距離，使主從動件之間的磁場增強(qiáng)，則實(shí)現(xiàn)主動件與從動 件之間的動力傳遞，離合器即處于結(jié)合狀態(tài)。設(shè)計(jì)時，可通過有限元分析對主要設(shè)計(jì)參 數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，既要滿足空載轉(zhuǎn)矩在一定范圍之內(nèi)，又要使離合器分離距離盡量小，使之
在有限的總體尺寸限制下能傳遞最大的轉(zhuǎn)矩和徹底分離。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比其顯著的優(yōu)點(diǎn)是1、利用磁力傳動技術(shù)采用高性能永 磁材料實(shí)現(xiàn)永磁離合器的傳動(結(jié)合或分離)，因此具有穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)時不耗能，同時， 結(jié)合或脫離所需操縱力小，便于應(yīng)用各種形式結(jié)合或分離的執(zhí)行機(jī)構(gòu)2、永磁離合器 主從動件間無直接接觸，不存在摩擦，還可以有一定的隔振、減振功能。同時利用該特 點(diǎn)，可通過在主從動件之間增加一絕緣材料制造的隔板，取消軸承部分，將主從動部分 分別與原動機(jī)和負(fù)載連接，實(shí)現(xiàn)靜密封；3、本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高， 傳動平穩(wěn)，結(jié)合迅速、分離徹底，可作為各類自動控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，有著良好的 應(yīng)用前景。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的附圖和實(shí)施例給出。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型所述永磁離合器在結(jié)合狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是永磁離合器在分離狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。 五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，
參見附圖，根據(jù)本實(shí)用新型制作的永磁離合器，主要由主動軸1、定位塊2、內(nèi)磁 體3、主動件4、從動件5、外磁體6、從動軸聯(lián)接件7、軸承8、以及定位卡環(huán)10組成。 主從動件同軸線安裝，由布置在主從動件間的永磁體(內(nèi)磁體3和外磁體6)產(chǎn)生徑向 間磁場。內(nèi)磁體3與外磁體6均是采用16件瓦型磁體拼接成的圓環(huán)狀磁體構(gòu)成，磁體 材料選用高性能永磁材料如燒結(jié)釹鐵硼(Nd-Fe-B)材料。各瓦型磁體沿徑向磁化，以 不同極性沿圓周方向交替排列，且采用粘接方式固定接于筒狀主動件4大徑的內(nèi)側(cè)和從 動件5相應(yīng)的外側(cè)，以建立徑向間磁場實(shí)現(xiàn)離合器的結(jié)合和分離。主動件4的小徑與主 動軸l外徑吻合，它由主動軸l上的凸臺軸向定位，并通過螺釘徑向固定。主動軸l的 一端通過兩個軸承8裝入從動軸聯(lián)接件7的中心孔內(nèi)并通過主動軸1上的凸臺和定位卡 環(huán)10軸向定位，從動軸聯(lián)接件7頂端定位塊2是與之旋接的螺母，位于從動軸聯(lián)接件7 尾端的連接盤9與從動軸聯(lián)接件7為一體結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)中通過有限元分析對主要設(shè)計(jì)參數(shù) 進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)在有限的總體尺寸限制下能傳遞最大的轉(zhuǎn)矩和徹底分離。
本實(shí)用新型在結(jié)合的狀態(tài)下，永磁離合器的主動件4及內(nèi)磁極3與從動件5及外磁 極6之間形成磁場產(chǎn)生作用力并傳遞轉(zhuǎn)矩。離合器的分離狀態(tài)則通過主動件4與從動件 5間產(chǎn)生相對位移來實(shí)現(xiàn)。操縱永磁離合器的接合或分離的機(jī)構(gòu)可采用撥叉機(jī)構(gòu)，使外 磁極6及從動件軸向移動一定距離使主從動件之間的磁場被削弱甚至基本消除，主動件 4與從動件5之間的動力傳遞被完全隔斷。離合器即處于分離狀態(tài)。
權(quán)利要求1、一種永磁離合器，它主要由主動軸[1]、主動件[4]、從動件[5]、軸承[8]以及永磁體構(gòu)成，其特征是主動軸[1]的一端通過軸承[8]裝在一個從動軸聯(lián)接件[7]的中心孔內(nèi)并軸向定位，主動件[4]為筒狀，它套裝在主動軸[1]另一端的軸上，并通過其一端與主動軸[1]固連；從動件[5]套裝在從動軸聯(lián)接件[7]的軸上，并可在外力作用下沿軸向運(yùn)動，且由從動軸聯(lián)接件[7]兩端的定位塊[2]和連接盤[9]對從動件[5]的運(yùn)動限位；在主動件[4]另一端的內(nèi)側(cè)和從動件[5]外側(cè)沿圓周方向，均固接有不同極性交錯排列的瓦片狀組成的內(nèi)磁體[3]和外磁體[6]；外磁體[6]隨從動件[5]軸向運(yùn)動至定位塊[2]時，應(yīng)與內(nèi)磁體[3]相對應(yīng)，其間留有縫隙，軸向運(yùn)動至連接盤時，與內(nèi)磁體[3]完全分離；主動軸[1]、主動件[4]、從動軸聯(lián)接件[7]及從動件[5]為同軸安裝。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述永磁離合器，其特征是上述用于對從動件[5]運(yùn)動限位的 定位塊[2]是旋接在從動軸聯(lián)接件[7]頂端的螺母，位于從動軸聯(lián)接件[7]尾端的 連接盤[9]與從動軸聯(lián)接件[7]為一體結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述永磁離合器，其特征是主動軸[1]與從動軸聯(lián)接件[7] 之間的軸承[8]采用卡環(huán)[10]軸向定位。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種利用磁力傳動技術(shù)實(shí)現(xiàn)主從動件運(yùn)動的永磁離合器。它主要是利用磁力傳動技術(shù)，采用不同極性交錯排列的瓦片狀高性能永磁材料組成環(huán)狀內(nèi)、外磁體，并通過外力作用使外磁體在軸向限位運(yùn)動，形成內(nèi)、外磁體間的結(jié)合或分離，從而實(shí)現(xiàn)永磁離合器的傳動。本實(shí)用新型在穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)時不耗能，同結(jié)合或脫離所需操縱力小，能夠適用于各種形式結(jié)合或分離的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；同時，從動件間無直接接觸，不存在摩擦，可以起到一定的隔振、減振功能。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高，傳動平穩(wěn)，結(jié)合迅速、分離徹底，可作為各類自動控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，有著良好的應(yīng)用前景。
文檔編號H02K49/10GK201134745SQ20072012999
公開日2008年10月15日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者梁 劉, 劉雪洪 申請人:南京理工大學(xué)