一种磁力齿轮的变速传动结构

技术领域

本发明属于磁力机械动力传动领域，涉及一种适用于非接触式磁力齿轮的变速传结构，特别是用于需要高速运转或者同轴线变速的磁力齿轮传动结构。

背景技术

磁力传动是通过强磁体磁场来传递动力的一种非接触式传动装置，不存在噪声、震动、摩擦损耗以及润滑等问题，而且能够实现输入与输出之间的物理隔离。在机械传动的主要指标中，高速传动和转矩传递能力一直是磁传动机构的重要性能指标。但是，在现有各种实际应用的不同的磁力齿轮传动方面，特别是应用在高速和大扭矩的磁力齿轮的变速传动结构中，还存在一些不足之处。因此，研究高速、高扭矩传递能力、无接触、无摩擦的新型磁力齿轮的变速传动结构、具有重要的理论意义和实用工程价值。

发明内容

技术问题：本发明针对传统磁力变速齿轮的传动机构、特别现有直角磁力齿轮传动上存在的缺点，如传动转速太低，变速传动扭矩太小等问题，提供了一种可实现高速、大扭矩磁力变速齿轮的基本结构。

技术方案：本发明的一种磁力齿轮的变速传动结构，其基本结构的磁力齿轮组由两个磁力齿轮组成，其中所述的齿轮组中的小齿轮为一个径向充磁的园柱形永磁体，大齿轮为由绝缘材料制作的基盘及均匀镶嵌在基盘上的数个永磁体制成。

在本发明的具体使用方案中，其基本传动方式都是由一个径向充磁的园柱形永磁体制成的小磁力齿轮，和一个由绝缘材料制作的基盘及均匀镶嵌在基盘上的数个永磁体而制成的大磁力齿轮组合为变速传动单元。在实际中可以有两种使用方式：第一种以磁力齿轮的直角变速传动机构为例：小磁力齿轮用单个径向充磁的圆柱体永磁体与传动轴连接，大磁力齿轮用绝缘材料为基盘，在基盘园周均匀镶嵌数个磁场方向与基盘方向垂直、按S-N-S-N极性排列的永磁体所组成。所述小磁力齿轮与大磁力齿轮组成直角传动组进行传动。

第二种以同轴线磁力齿轮变速传动机构为例，在第一种磁力齿轮直角变速结构的基础上，以小磁力齿轮作为介轮，在同轴线的两个大小不同直径的磁力齿轮进行传动。

本发明的有益效果在于：采用第一种传动方式时，由于小磁力齿轮为单个径向充磁的圆柱形永磁体，因此当它与镶嵌有数个永磁体的大磁力齿轮进行直角传动时，具有较大的传动比和获得较高的转速。采用第二种传动方式时，由于在结构上可以同时采用数组小磁力齿轮做为介轮进行传动，因此可以获得数倍于普通单接触磁力齿轮的传动扭矩。

附图说明

附图1为本发明一种磁力齿轮的变速传动结构制作的的第一种基本使用结构。

附图2为本发明一种磁力齿轮的变速传动结构制作的的第二种基本使用结构。

附图1中，1为小磁力齿轮轴，2为单个径向充磁的圆柱形永磁体制成的小磁力齿轮，3为用绝缘材料制成的大齿轮盘，4为镶嵌在轮盘3内的永磁体。5为大磁力齿轮轴。

附图2中，6为小磁力齿轮盘内镶嵌的永磁体，7为小磁力齿轮的盘体，8为与小磁力齿轮传动的用单个径向充磁的圆柱形永磁体制成的磁力介轮，9为介轮的传动轴，10为与大磁力齿轮传动的用单个径向充磁的圆柱形永磁体制成的磁力介轮，11为大磁力齿轮的盘体，12为大磁力齿轮盘内镶嵌的永磁体，13为小磁力齿轮轴。

具体实施方式

在图1中，一组直角传动的磁力齿轮，由传动轴1连接小磁力齿轮2，与形成直角的大磁力齿轮3不接触的传动，在大磁力齿轮3内镶嵌有按磁场方向S-N-S-N排列的永磁体及传动轴。

工作时，当外部动力源不管是驱动传动轴1或者驱动传动5，都能通过磁力齿轮2或磁力齿轮3上的磁力相互作用而带动被动磁力齿轮旋转，达到传动的目的。由于小磁力齿轮为单个径向充磁的圆柱形永磁体，其外园周仅为S-N两级，与大磁力齿轮上的多级永磁体相互作用，即可获得较大的变速比。同时大磁力齿轮用绝缘材料为基盘，对工作时小磁力齿轮在高速旋转的磁力线不会产生磁力损耗，因而小磁力齿轮的工作转速可以达到数万转。

在图2中，一组同轴线的磁力变速齿轮组，由小磁力齿轮的盘体7及镶嵌在盘体7内的数个永磁体6，用于内传动两个小磁力介轮8和10及传动轴9，大磁力齿轮的盘体11及镶嵌在盘体11内的数个永磁体12，小磁力齿轮的传动轴13，大磁力齿轮的传动轴(图上未标出)与小磁力齿轮传动轴13同为一条轴线。

工作时，以变速齿轮组为加速运转为例，当外部动力源驱动大磁力齿轮的传动轴带动大磁力齿轮盘11旋转，通过本齿轮盘11上永磁体12的磁力线与之接近的多组磁力介轮10的磁力线耦合，再经过介轮传动轴9带动磁力介轮8，通过磁力相互作用驱动小磁力齿轮盘7上镶嵌的永磁体6旋转，达到传动目的。此时变速传动比由大小磁力盘上分别镶嵌的永磁体个数决定。其最大的特点就是可以有数组磁力介轮同时参与传动，使得这种变速磁力齿轮组可以传递较大扭矩。