用有限元法设计稀土永磁齿轮传动

介绍了永磁齿轮的传动形式、结构类型以及与普通齿轮传动的异同点。建立了永磁齿轮传动磁场计算和有限元分析的数学模型 ,并开发出了相应的计算软件和前、后处理软件。通过实例对理论工作进行了验证     

基于有限元分析的交叉轴永磁齿轮传动的研究与分析

介绍了永磁齿轮的计算方法和有限元分析,简要阐述了永磁齿轮的原理和结构,建立了用于有限元分析的物理模型和数学模型。通过对永磁齿轮的有限元分析来模拟了永磁齿轮传动中的磁场分布,并通过计算数据与有限元分析软件的结果相比较．证明了所做的有限元分析的正确性。     

永磁齿轮传动力矩计算方法研究

基于磁性能分析计算的复杂性,提出了一种计算永磁齿轮传动力矩的有效方法。根据永磁体等效电流模型理论,建立了径向磁化永磁齿轮传动机构传动力矩的三维计算数学模型,并采用三维有限元法对模型进行了理论验证。结果表明建立的传动力矩数学模型是正确的,非常适用于永磁齿轮结构参数分析与优化设计。     

调磁环材料性能对永磁齿轮损耗的影响研究

磁场调制型永磁齿轮作为一种新型永磁变速装置,易产生较大磁场损耗,降低永磁齿轮工作效率,限制其传递能力的进一步提升。提出整体成型动力传动式调磁环提高了扭矩传动能力,建立调磁环三维模型开展了强度、刚度和损耗计算,并结合永磁齿轮性能测试分析了调磁环骨架材料和调磁极片材料的损耗,研究三种不同调磁环承载骨架材料参数对永磁齿轮损耗和效率的影响,对永磁齿轮参数进行优化并确定最优扭矩骨架承载材料。结果表明,特种工程塑料调磁环骨架材料能大幅降低永磁齿轮损耗,有效提升传动效率,永磁齿轮实测传动效率可达93.8%。     

考虑非线性磁导率稀土永磁齿轮磁场研究

文章阐明了稀土永磁齿轮机构中的非线性问题,以及它的传动原理与结构,并且建立了该种齿轮传动的物理和数学模型。在此基础上采用有限元分析软件对永磁材料的磁导率为非线性时的一对永磁齿轮传动磁场进行了仿真分析,并对结果进行了分析总结。     

永磁齿轮传动特性研究

计算分析了新型传动机构永磁齿轮传动机构的磁场，研究了永磁齿轮传动中从动轮的转矩。从恒定负载出发，得出从动轮在运动中的位置变化曲线并进行了实验验证。研究表明，该传动机构转速波动很小，具有优异的传动性能。     

Halbach永磁阵列型轴向调制永磁齿轮

本文提出了一种可输出高转矩的轴向调制永磁齿轮。在不改变轴向调制永磁齿轮整体尺寸的情况下,将主、从动磁极按照Halbach永磁阵列进行排列,利用Halbach永磁阵列的聚磁作用,增大主、从动侧气隙内耦合磁场的磁场强度,并使用有限元法对这种永磁齿轮进行了仿真分析。结果表明Halbach永磁齿轮比传统阵列永磁齿轮的输出转矩更大;对气隙磁通量密度的谐波分析表明,Halbach永磁齿轮和传统阵列永磁齿轮的气隙磁密谐波变化趋势一致,因此传动机理不变;对Halbach永磁齿轮的磁极的扇形角度进行优化处理后,可以进一步增大输出转矩。     

小型及微型稀土永磁齿轮传动设计初探

本文分析了国内外微型机构的研究状况和稀土永磁齿轮的优点。介绍了永磁齿轮的传动形式、结构类型以及与普通齿轮传动的异同步并给出了永磁齿轮传动设计的主要内容。     

永磁齿轮转矩特性研究

计算了新型传动机构永磁齿轮传动机构的磁场,根据从动轮处于不同位置时的转矩曲线和传动机构负载线,分析了转速变化。对主动轮和从动轮同步旋转进行计算,得出从动轮力矩变化曲线,分析了力矩波动与两齿轮相对磁极轴线夫角关系。最后对传动机构进行了实验验证。研究表明,该传动机构转矩波动很小,具有优异的传动性能。     

永磁平面齿轮实验研究

提出一种新型的平面永磁齿轮传动装置,它采用多圈磁极耦合的方式,实现了正交非接触传动。通过实验研究了永磁平面齿轮的传动特性及其影响因素,其磁极耦合气隙直接影响传动转矩;比较不同起动角下的矩角特性以及各单排作用下的矩角特性,分析出获得较好传动特性的条件;对比该装置在有、无负载情况下的运行结果,表明永磁平面齿轮运行平稳。通过实测啮合处磁场变化进一步验证了分析结果,在合理布局磁极的基础上可以提高永磁平面齿轮的传动性能。     

高性能同轴式磁力齿轮结构设计与实验研究

为了改善磁力齿轮的扭矩传递能力,研究了一种采用鼠笼式调磁装置的同轴式磁力齿轮。通过建立磁力齿轮的瞬态分析有限元模型,模拟分析得到内外气隙长度、永磁体厚度和长径比等结构参数对其传递扭矩能力的影响规律曲线,并得出了机构参数的优化值,模拟了该参数下磁力齿轮的运行情况。基于优化值制作实验样机进行实验研究,实验结果表明,采用此种调磁极片能够实现定传动比传动并能传递一定的扭矩。实验结果与模拟分析具有相似性,表明优化的结构参数能够保证磁力齿轮扭矩传递能力。     

永磁齿轮传动特性影响因素分析

采用二维有限元法,计算分析平行轴永磁齿轮的磁极对数、气隙、齿轮半径的变化对传动机构矩角特性和刚度的影响,并比较相同参数下两种不同形式的永磁齿轮的矩角特性。稳定同步运转状态下,得到两种永磁齿轮处于不同转速时的涡流损耗和主从动轮所受磁力矩的稳定情况。     

齿轮接触非线性有限元分析

通过研究接触问题有限元基本理论,应用大型有限元分析软件ANSYS对齿轮啮合对进行接触非线性有限元分析。有限元可以处理传统解析法无法处理的啮合问题,结果比传统计算公式更准确,且可定量地分析齿轮啮合应变与应力分布情况。     

非对称渐开线直齿轮弯曲应力的有限元分析

对非对称渐开线直齿轮的弯曲应力进行有限元分析。基于Pro／ENGINEER软件建立了非对称渐开线直齿轮的参数化模型,并通过ANSYS软件建立齿轮的有限元模型。通过对有限元模型的应力分析,得到了非对称／对称渐开线直齿轮在不同啮合点处的位移和应力分布。不同参数条件下的结果表明：适当的增大工作侧压力角对于提高齿轮的传动性能是非常有利的。     

调制式永磁齿轮气隙磁场及转矩分析计算

针对有限元法(Finite element method,FEM)计算调制式永磁齿轮的气隙磁场及转矩时,计算机资源占用率过高且结构参数优化周期较长等缺点,采用"场"、"路"结合的分析方法,建立适于计算机建模的气隙磁场及转矩的数学解析模型。根据恒定磁场中的标量磁位理论,通过求解不同边界条件下的微分方程,获得调制式永磁齿轮中高速永磁圈在无调磁环状况下的气隙磁场数理模型;将引入调磁环后所产生的调制效应表示为等效磁路中的气隙磁导,进而获得调制函数,并以此建立高速永磁圈在有调磁环状况下的气隙磁场数理模型;再将低速永磁圈中的永磁体等效为电流模型,并根据电流在磁场中所受的洛仑兹力进行转矩建模。经算例计算表明,所建模型与FEM计算精度相当,但速度更快,且适于计算机程序化,易于实现调制式永磁齿轮的结构参数分析与优化。     

磁悬浮飞轮用永磁偏置磁轴承漏磁分析

磁悬浮飞轮用永磁偏置磁轴承的定转子气隙间存在漏磁现象,为了准确计算漏磁的大小,从而精确地对磁轴承进行磁路设计,利用有限元法对该现象进行了分析.通过ANSYS软件针对一台磁悬浮飞轮样机用径向磁轴承的磁场分布进行分析,提出了一种等效气隙漏磁系数的计算方法,得到样机用磁轴承的漏磁系数.样机试验结果表明,用这一方法计算得到的漏磁系数进行磁轴承参数设计及性能分析具有足够的精度,能够满足实际工程需要.