磁阻式大變比降速磁性齒輪的研究.pdf

1、近些年來，齒輪傳動在現(xiàn)代動力傳動系統(tǒng)中占據(jù)相當重要的地位，但是現(xiàn)有的齒輪絕大多數(shù)都是依靠直接接觸嚙合進行能量傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)機械齒輪，磁性齒輪作為一種新興的傳動機構，對比傳統(tǒng)的機械齒輪具有低噪音、高效率、便于維護、高可靠性、壽命長以及過載保護等優(yōu)點，所以在工農業(yè)生產等很多領域有廣泛的應用前景。
　　磁性齒輪的工作原理主要是依靠磁場的耦合作用來傳遞力矩和轉速，在輸入和輸出之間沒有機械接觸。根據(jù)磁通總是力圖通過磁阻最小路徑的磁阻電機原理，本

2、文首先對磁阻式大變比降速磁性齒輪的結構、特性和運行原理進行了分析。設計了25∶1變比、4對定子和1對內轉子磁極的結構。并以此結構為例利用電磁場有限元分析軟件Ansys對整體結構的磁場進行靜態(tài)有限元仿真，得到磁力線分布、磁場強度分布以及磁感應強度矢量分布等電磁場特性，計算力矩，得出力矩與機械角與電角度之間的關系曲線。此外，基于等效磁路法和等效電流法建立了所提出結構的數(shù)學模型。
　　然后，在靜態(tài)仿真的基礎上，運用Ansoft軟件，在瞬

3、態(tài)情況下，分析了該結構磁性齒輪隨著時間變化下的磁矢量和磁力線的分布情況。并對外轉子轉矩的動態(tài)過程做了仿真分析，仿真顯示外轉子轉矩在3周內沒有失步情況發(fā)生，實現(xiàn)了空載下同步旋轉的設計目標。
　　最后，對磁性齒輪的設計尺寸，以及影響其工作性能的內部參數(shù)進行了分析，并分別繪制出內轉子永磁體磁極長度、齒高以及氣隙厚度與最大轉矩的關系曲線。在考慮實際工程加工水平的前提下對磁性齒輪進行了結構優(yōu)化。參考電機設計的原則，討論了實際情況下磁性齒輪的