环板式永磁齿轮变速传动装置
阅读说明：本技术 环板式永磁齿轮变速传动装置 (Ring plate type permanent magnet gear speed change transmission device ) 是由 葛研军 刘东宁 杨均悦 王大明 于 2021-01-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及传动装置技术领域,提供一种环板式永磁齿轮变速传动装置,包括：两个或两个以上的偏心高速轴、一个或一个以上的低速永磁圈以及一个或一个以上的环板永磁圈；当环板永磁圈为一个以上时,多个环板永磁圈平行设置；偏心高速轴通过转臂轴承与环板永磁圈偏心连接；偏心高速轴及转臂轴承位于低速永磁圈的外侧或者内侧；低速永磁圈的中心处安装有低速轴；当偏心高速轴及转臂轴承位于低速永磁圈的外侧时,环板永磁圈上开有圆形中心孔,圆形中心孔的内表面安装一圈内永磁体；低速永磁圈偏心配置在环板永磁圈的圆形中心孔内侧；低速永磁圈的外表面安装一圈外永磁体,外永磁体与内永磁体之间留有空隙。本发明能够提高转臂轴承承载能力。(The invention relates to the technical field of transmission devices, and provides a ring plate type permanent magnet gear variable speed transmission device, which comprises: two or more eccentric high-speed shafts, one or more low-speed permanent magnetic rings and one or more ring plate permanent magnetic rings; when more than one ring plate permanent magnet ring is arranged, the plurality of ring plate permanent magnet rings are arranged in parallel; the eccentric high-speed shaft is eccentrically connected with the ring plate permanent magnet ring through a rotary arm bearing; the eccentric high-speed shaft and the tumbler bearing are positioned at the outer side or the inner side of the low-speed permanent magnet ring; a low-speed shaft is arranged at the center of the low-speed permanent magnet ring; when the eccentric high-speed shaft and the rotary arm bearing are positioned on the outer side of the low-speed permanent magnet ring, a circular central hole is formed in the ring plate permanent magnet ring, and a circle of inner permanent magnet is arranged on the inner surface of the circular central hole; the low-speed permanent magnet ring is eccentrically arranged on the inner side of the circular central hole of the ring plate permanent magnet ring; a circle of outer permanent magnet is arranged on the outer surface of the low-speed permanent magnet ring, and a gap is reserved between the outer permanent magnet and the inner permanent magnet. The invention can improve the load bearing capacity of the tumbler bearing.)
技术领域
本发明涉及传动装置技术领域，尤其涉及一种环板式永磁齿轮变速传动装置。
背景技术
齿轮传动是机械传动中最重要，也是应用最广泛的一种机械传动形式，在一定程度上标志着机械工程的技术水平。现有的少齿差机械齿轮传动以其传动比大、结构紧凑、体小质量轻、效率高等特点，越来越受到近代工业技术的青睐。
少齿差机械齿轮传动的缺点是需要较高的加工精度及制造成本；当加工精度达不到要求时，将导致轮齿啮合不正确，传动时将出现轮齿磨损过快且传动噪声较大等缺陷；当少齿差机械齿轮工作在过载条件下时，还将出现轮齿折断现象；另外，少齿差机械齿轮还需要润滑油及其附属的冷却循环系统，当冷却循环系统出现故障时，将导致润滑油油温升高，使轮齿出现胶合或点蚀现象。再有，少齿差机械齿轮所必须具备的转臂轴承一般均安装在内齿圈的内部，而内齿圈所形成的偏心运动将严重缩短转臂轴承的使用寿命。
发明内容
本发明主要解决现有少齿差机械齿轮传动噪声大、轮齿磨损及折断等问题，提出一种环板式永磁齿轮变速传动装置，采用永磁齿轮无机械式接触，不需要机械齿轮传动所必须的润滑及冷却系统，也不会出现机械齿轮的胶合与点蚀现象，提高装置的可靠性；并使转臂轴承不受结构空间的限制，且可增加转臂轴承的使用个数，分散了转臂轴承所承担的有效载荷，提高了转臂轴承的使用寿命及其承载能力。
本发明提供了一种环板式永磁齿轮变速传动装置，包括：两个或两个以上的偏心高速轴、一个或一个以上的低速永磁圈以及一个或一个以上的环板永磁圈；
当环板永磁圈为一个以上时，多个环板永磁圈平行设置；所述偏心高速轴通过转臂轴承与环板永磁圈偏心连接；
所述偏心高速轴及转臂轴承位于低速永磁圈的外侧或者内侧；所述低速永磁圈的中心处安装有低速轴；
当偏心高速轴及转臂轴承位于低速永磁圈的外侧时，所述环板永磁圈上开有圆形中心孔，圆形中心孔的内表面安装一圈内永磁体；所述低速永磁圈偏心配置在环板永磁圈的圆形中心孔内侧；所述低速永磁圈的外表面安装一圈外永磁体，所述外永磁体与内永磁体之间留有空隙；如果偏心高速轴的个数为两个，则环板永磁圈的个数为三个或三个以上；如果偏心高速轴的个数为三个或三个以上时，则环板永磁圈的个数为一个或一个以上；
当偏心高速轴及转臂轴承位于低速永磁圈的内侧时，所述低速永磁圈位于环板永磁圈的外侧；所述环板永磁圈与低速永磁圈不同心；所述环板永磁圈的外圈表面安装一圈外永磁体；所述低速永磁圈与环板永磁圈对应位置的内表面安装一圈内永磁体；所述外永磁体与内永磁体之间留有空隙；如果所述偏心高速轴及转臂轴承是三个或三个以上，所述环板永磁圈的个数为一个或一个以上。
优选的，所述偏心高速轴的两端通过高速轴承支撑。
优选的，所述偏心高速轴用于连接动力源。
优选的，所述低速轴通过低速轴承支撑。
本发明提供的一种环板式永磁齿轮变速传动装置，永磁齿轮具有无接触传动及过载保护等优点，可较好地解决现有少齿差机械齿轮传动噪声大、轮齿磨损及折断等问题；由于永磁齿轮无机械式接触，因此无需润滑油，不需要机械齿轮传动所必须的润滑及冷却系统，也不会出现机械齿轮的胶合与点蚀现象，提高装置可靠性较高。再有，本发明所提出的环板式永磁齿轮变速传动装置，将在偏心高速轴上设置转臂轴承，可将转臂轴承移至内齿圈的外部，使转臂轴承不受结构空间的限制，且可增加转臂轴承的使用个数，分散了转臂轴承所承担的有效载荷，提高了转臂轴承的使用寿命及其承载能力。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的环板式永磁齿轮变速传动装置的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的环板式永磁齿轮变速传动装置的剖视图；
图3是本发明实施例二提供的环板式永磁齿轮变速传动装置结构一的结构示意图；
图4是本发明实施例二提供的环板式永磁齿轮变速传动装置结构一的剖视图；
图5是本发明实施例二提供的环板式永磁齿轮变速传动装置结构二的结构示意图；
图6是本发明实施例二提供的环板式永磁齿轮变速传动装置结构二的剖视图；
图7是本发明实施例二提供的环板式永磁齿轮变速传动装置结构三的结构示意图；
图8是本发明实施例二提供的环板式永磁齿轮变速传动装置结构三的剖视图；
图9是本发明实施例三提供的环板式永磁齿轮变速传动装置结构一的结构示意图；
图10是本发明实施例三提供的环板式永磁齿轮变速传动装置结构一的剖视图；
图11是本发明实施例三提供的环板式永磁齿轮变速传动装置结构二的结构示意图；
图12是本发明实施例三提供的环板式永磁齿轮变速传动装置结构二的剖视图；
图13是本发明实施例三提供的环板式永磁齿轮变速传动装置结构三的结构示意图；
图14是本发明实施例三提供的环板式永磁齿轮变速传动装置结构三的剖视图。
附图标记：1、内永磁体，2、低速永磁圈，3、偏心高速轴，4、低速轴，5、环板永磁圈，6、高速轴承，7、外永磁体，8、低速轴承，9、转臂轴承。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
实施例一
如图1-2所示，本发明实施例一提供的环板式永磁齿轮变速传动装置，包括：两个偏心高速轴3、三个或三个以上低速永磁圈2以及三个或三个以上环板永磁圈5。
三个或三个以上环板永磁圈5平行设置；两个偏心高速轴3通过转臂轴承9与环板永磁圈5偏心连接。所述偏心高速轴3的两端通过高速轴承6支撑。
在本实施例中，偏心高速轴3及转臂轴承9位于低速永磁圈2的外侧；两个偏心高速轴3分别设置在环板永磁圈5的两侧；所述低速永磁圈2的中心处安装有低速轴4，所述低速轴4通过低速轴承8支撑。低速轴4用于连接低速重载，给低速重载传递转速和转矩。
所述环板永磁圈5上开有圆形中心孔，圆形中心孔的内表面安装一圈内永磁体1；所述低速永磁圈2偏心配置在环板永磁圈5的圆形中心孔内侧；所述低速永磁圈2的外表面安装一圈外永磁体7，所述外永磁体7与内永磁体1之间留有空隙；具体的，低速永磁圈2的外表面和环板永磁圈5圆形中心孔的内表面开设燕尾槽；外永磁体7与内永磁体1呈楔形，外永磁体7与内永磁体1安装在对应的燕尾槽中。
所述偏心高速轴3用于连接动力源，通过其中的一根或多根轴(同时)传递动力。动力源例如为电动机。
需要说明的是，本实施例的变速传动装置的基本型为：低速轴4一根，偏心高速轴3为两根，环板永磁圈5最少为三片，环板永磁圈5的个数也可以为三个以上。增加偏心高速轴3、转臂轴承9、环板永磁圈5与低速永磁圈2的个数或改换其位置能够形成若干派生型。
本实施例提供的环板式永磁齿轮变速传动装置的运动原理为：偏心高速轴3带动环板永磁圈5传动时，内永磁体1绕外永磁体7摆动，由于两种永磁体相对位置发生改变，镶嵌在低速永磁圈2的外永磁体7受磁场力的变化而旋转，并带动低速轴4转动。由于外永磁体7和内永磁体1的受力位置与环板永磁圈5的相对位置相反，但受力方向却与环板永磁圈5的摆动方向相同，因此偏心高速轴3与低速轴4的转动方向相反。
由于环板永磁圈5以低速永磁圈2的圆点为中心，偏心距为半径进行摆动；低速永磁圈2绕自身圆点旋转；因偏心距与低速永磁圈2的半径差值较大，故可实现较大的传动比。
实施例二
如图3-8所示，本发明实施例二提供的环板式永磁齿轮变速传动装置，包括：三个或三个以上偏心高速轴3、一个或一个以上的低速永磁圈2以及一个或一个以上的环板永磁圈5。
在本实施例中，给出三种变速传动装置结构，结构一如图3-4所示设置三根偏心高速轴3，三个低速永磁圈2和环板永磁圈5；结构二如图5-6所示设置四根偏心高速轴3，三个低速永磁圈2和环板永磁圈5；结构三如图7-8所示设置六根偏心高速轴3，三个低速永磁圈2和环板永磁圈5。
三个的环板永磁圈5平行设置；三个或三个以上的偏心高速轴3通过转臂轴承9与环板永磁圈5偏心连接。所述偏心高速轴3的两端通过高速轴承6支撑。
在本实施例中，偏心高速轴3及转臂轴承9位于低速永磁圈2的外侧；所述低速永磁圈2的中心处安装有低速轴4，所述低速轴4通过低速轴承8支撑。低速轴4用于连接低速重载，给低速重载传递转速和转矩。
所述环板永磁圈5上开有圆形中心孔，圆形中心孔的内表面安装一圈内永磁体1；所述低速永磁圈2配置在环板永磁圈5的圆形中心孔内侧；所述环板永磁圈5的圆形中心孔与低速永磁圈2不同心；所述低速永磁圈2的外表面安装一圈外永磁体7，所述外永磁体7与内永磁体1之间留有空隙；具体的，低速永磁圈2的外表面和环板永磁圈5圆形中心孔的内表面开设燕尾槽；外永磁体7与内永磁体1呈楔形，外永磁体7与内永磁体1安装在对应的燕尾槽中。
所述偏心高速轴3用于连接动力源，通过其中的一根或多根轴(同时)传递动力。动力源例如为电动机。
需要说明的是，本实施例的变速传动装置的基本型为：低速轴4一根，偏心高速轴3最少为三根，环板永磁圈5和低速永磁圈2最少为一片，环板永磁圈5的个数也可以为多个。增加偏心高速轴3、转臂轴承9、环板永磁圈5与低速永磁圈2的个数或改换其位置能够形成若干派生型。
本实施例提供的环板式永磁齿轮变速传动装置的运动原理为：偏心高速轴3带动环板永磁圈5传动时，内永磁体1绕外永磁体7摆动，由于两种永磁体相对位置发生改变，镶嵌在低速永磁圈2的外永磁体7受磁场力的变化而旋转，并带动低速轴4转动。由于外永磁体7和内永磁体1的受力位置与环板永磁圈5的相对位置相反，但受力方向却与环板永磁圈5的摆动方向相同，因此偏心高速轴3与低速轴4的转动方向相反。
由于环板永磁圈5以低速永磁圈2的圆点为中心，偏心距为半径进行摆动；低速永磁圈2绕自身圆点旋转；因偏心距与低速永磁圈2的半径差值较大，故可实现较大的传动比。
实施例三
如图9-14所示，本发明实施例三提供的环板式永磁齿轮变速传动装置，包括：三个或三个以上的偏心高速轴3、一个或一个以上的低速永磁圈2以及一个或一个以上的环板永磁圈5。
在本实施例中，给出三种变速传动装置结构，结构一如图9-10所示设置三个偏心高速轴3及转臂轴承9，一个低速永磁圈2和环板永磁圈5；结构二如图11-12所示设置四个偏心高速轴3及转臂轴承9，一个低速永磁圈2和环板永磁圈5；结构三如图13-14所示设置六个偏心高速轴3及转臂轴承9，一个低速永磁圈2和环板永磁圈5。
一个或一个以上的环板永磁圈5平行设置；三个或三个以上的偏心高速轴3通过转臂轴承9与环板永磁圈5偏心连接。所述偏心高速轴3的两端通过高速轴承6支撑。
在本实施例中，偏心高速轴3及转臂轴承9位于低速永磁圈2的内侧；所述低速永磁圈2的中心处安装有低速轴4，所述低速轴4通过低速轴承8支撑。低速轴4用于连接低速重载，给低速重载传递转速和转矩。
所述低速永磁圈2位于环板永磁圈5的外侧；所述环板永磁圈5与低速永磁圈2不同心；所述环板永磁圈5的外圈表面安装一圈外永磁体7；所述低速永磁圈2与环板永磁圈5对应位置的内表面安装一圈内永磁体1；所述外永磁体7与内永磁体1之间留有空隙；具体的，低速永磁圈2与环板永磁圈5对应位置的内表面和环板永磁圈5的外圈表面开设燕尾槽；外永磁体7与内永磁体1呈楔形，外永磁体7与内永磁体1安装在对应的燕尾槽中。
所述偏心高速轴3用于连接动力源，通过其中的一根或多根轴(同时)传递动力。动力源例如为电动机。
需要说明的是，本实施例的变速传动装置的基本型为：低速轴4一根，偏心高速轴3最少为三根，环板永磁圈5和低速永磁圈2最少为一片，环板永磁圈5的个数也可以为多个。增加偏心高速轴3、转臂轴承9、环板永磁圈5与低速永磁圈2的个数或改换其位置能够形成若干派生型。
本实施例提供的环板式永磁齿轮变速传动装置的运动原理为：偏心高速轴3带动环板永磁圈5传动时，外永磁体7绕内永磁体1摆动，由于两种永磁体相对位置发生改变，镶嵌在低速永磁圈2的内永磁体1受磁场力的变化而旋转，并带动低速轴4转动。低速永磁圈2和环板永磁圈5的受力位置与其相对位置相同，受力方向与环板永磁圈5的摆动方向相同，因此偏心高速轴3与低速轴4的转动方向相同。
由于环板永磁圈5以低速永磁圈2的圆点为中心，偏心距为半径进行摆动；低速永磁圈2绕自身圆点旋转；因偏心距与低速永磁圈2的半径差值较大，故可实现较大的传动比。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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