血泵转子远场驱动的原理及分析

驱动问题是血泵研究的关键性问题之一,传统的穿皮导线传递能量的方式易带来术后感染等问题.因此.现在依靠磁力来实现血泵转子的远场驱动成为研究的一个主题,本文提出运用永磁同步电机的原理,依靠线圈组的交变电流产生交变磁场来驱动永磁体转动.建立永磁转子驱动模型,利用磁场及电磁场和有限元理论,分析、计算不同情况下永磁转子所受耦合力矩.研究表明,通过该方法实现转子的转动的方法是可行的,避免了在体外结构的机械转动,对以后的研究工作有一定的参考和指导意义:     

外场驱动血泵磁力耦合传动受力分析

根据外场驱动血泵耦合传动时磁场动态分布,引入磁心概念。采用解析方法对径向充磁磁齿轮在传动过程中径向受力及传递扭矩变化规律进行分析,建立了计算磁齿轮啮合传动时径向耦合力及传递扭矩的数学模型。结果表明,外场驱动血泵在啮合传动过程中,径向力和传递扭矩均是周期变化的。     

大间隙磁力驱动系统空间磁场分布规律研究

为提高大间隙、高转速条件下磁力传动系统的可靠性,以双T型电磁体为例,分析了大间隙磁力传动系统空间磁场耦合机理,利用ANSYS软件,仿真了电磁体在NS、SS、SN和NN等四种状态时空间磁场的分布规律,并通过实验验证了空间磁场仿真模型的正确性,找到了双T型电磁体作为主动磁极时与永磁转子在空间的最佳安装位置,为轴流式血泵等永磁转子获得较大的驱动力矩提供了依据.     

磁力驱动血泵泵体径向振动分析

振动是影响血泵性能众多因素中的重要因素,为了分析泵体的磁力振动,通过建立血泵的弹性植入环境模型及其参数;并且结合动力学知识和泵体所受的驱动磁力,构建出血泵径向振动时的动力学系统;利用MATLAB中simulink模块对动力学系统进行搭建和求解计算,得出:血泵在低速时有较差的稳定性;振动频率等于系统的固有频率;通过实验,验证了仿真结果的可靠性。     

磁力驱动闸阀扭矩的分析计算

目前实际应用中磁扭矩计算方法上的不足,是造成磁力驱动阀门成本过高和扭矩不够使阀门不能正常工作的主要原因。通过对磁力驱动闸阀的理论分析,总结出了磁扭矩计算公式,并进行了实例验证,为磁力驱动阀门的设计提供了理论依据。     

大间隙磁力传动系统设计及性能比较

为提高大间隙、高转速条件下磁力传动系统的可靠性,研究了行波磁场驱动的大间隙磁力传动技术.在分析系统主动磁极(电磁体)和从动磁极(永磁体)之间运动状态的基础上,确定了系统电磁体磁极状态切换方法和永磁体运动状态的关系,提出了3种系统驱动方案;基于磁路基本原理,通过磁场分析、系统传递力矩计算模型的建立和系统空间磁场的实验研究,确定了具有较强驱动能力的系统设计方案.     

盘式磁力驱动器隔离套的涡流损耗分析

磁力驱动器是基于磁力驱动技术实现力或转矩无接触传递的一种新型传动装置,其磁场强度计算和涡流损耗是影响磁力驱动器设计的两个主要因素。本文首先根据等效电流模型理论,分析了盘式磁力驱动器的气隙磁场分印,然后在气隙磁场分析的基础上．建立了盘式磁力驱动器隔离套涡流损耗的数学模型,并利用有限元方法对建立的模型进行了验汪。最后根据建立的模型,分析了磁路尺寸、驱动器转速和隔离套尺寸等对磁力驱动器涡流损耗的影响。取得的结果对减小圆盘式磁力驱动器涡流损耗具有指导作用。     

轴流血泵微型驱动系统的研究设计

轴流式人工心脏泵的驱动系统是其能够正常运转的基础,目前外置式大间隙磁场驱动方式是很多学者的研究方向。但是外磁场驱动由于存在间隙要求大、传动效率低、携带不方便等缺点还停留在实验研究的阶段,不能适应心脏泵的市场需求。文中所设计的微型驱动电机系统很好地解决了外磁驱动的这些缺点,该方案是以无刷直流电机工作原理为基础,通过缠绕在定子上的线圈产生的磁场驱动安装在旋转叶轮内部的永磁转子,从而能使心脏泵正常工作。该设计方案整体结构简洁,与血泵组成泵机一体式结构提高了装置的可植入性。     

磁力联轴器在卷筒驱动中的应用

多数移动机械的供电、供水都采用卷筒形式 ,在起重机械、港口设备及电厂输煤系统等领域中 ,电缆卷筒和水管卷简装置的使用相当广泛。卷筒驱动的形式多种多样 ,这里要介绍的是一种以磁力传递扭矩的驱动形式。磁力联轴器结构简单紧凑 ,能有效防止卷筒及电缆等其他设备的损坏事故。1　结构与特点磁力联轴器工作原理简单 ,如图 1所示 ,它靠驱动轴侧与从动轴侧之间的永磁吸引力传递扭矩 ,磁力片之间的间隙可以调整 ,间隙大 ,传递的扭矩小 ,间隙小则传递的扭矩大。图 1　磁力联轴器原理1.驱动轴　 2 .从动轴　 3.磁片　 4 .空气间隙卷筒连接在减速…     

轴向磁力耦合驱动机构的设计方法研究进展

综述了轴向磁力耦合驱动机构设计理论与方法、动态性能、磁场分布计算等方面的研究和应用现状,以及现有方法存在的局限和问题。分析指出了轴向磁力耦合驱动机构设计方法研究的发展方向及其主要研究思路：研究建立轴向磁力耦合驱动机构的精确数字化设计与基于磁力耦合动态性能的优化设计理论和方法;研究建立适应优化设计需要的具有大气隙的永磁场精确快速数值计算方法;磁力耦合驱动机构矩角特性、涡流损耗、稳定性、动刚度与振动等动态性能的理论和实验研究等。     

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。     

Novel design method for constrained conjugate contact curves of line gears based on rolling-up of pitch pattern

The line gear is an innovative gear transmission usually manufactured for mini gear boxes in small machines, which is designed according to the meshing theory of three-dimensional conjugate contact curves. In a line gear pair, the rotation of driving and driven contact curves will form a couple of virtual revolving bodies, which are defined as pitch patterns. The shapes of pitch patterns indicate the working space of the line gear pair, and different kinds of driving and driven contact curves will commonly lead to diverse pitch patterns. In this paper, the shapes of the pitch patterns are as given constraints to design the line gears applied in confining space. Several types of two-dimensional curves (straight line, sine curve and logarithmic curve) are rolled up to form varying three-dimensional contact curves, which can occupy the same working space accordingly. To further indicate the features of the obtained contact curves, the pressure angles and the strength of line gears are calculated and compared concurrently with an experiment pertaining to their transmission errors. The test results show that the transmission errors of all the line gear pairs are below 3 %, indicating that the design theory proposed in this paper can efficiently deduce contact curves for the line gear in constrained spaces and consequently extend the application of the line gear in industrial use.

     

渐开线齿轮机构输出扭矩波动率与齿间滑动摩擦系数及齿数之关系

传统的渐开线齿轮理论不计齿间摩擦的影响,它认为,只要主动轮输入扭矩保持恒定,则从动轮输出扭矩也维持不变。研究充分表明,即使渐开线齿轮机构主动轮输入扭矩保持恒定不变,但齿间摩擦的存在,会使其从动轮输出扭矩发生一定的波动;输出扭矩的波动率将与齿间滑动摩擦系数及齿轮齿数密切相关。这里研究结果指出：采取积极有效措施减小齿间滑动摩擦并适当增加齿轮齿数是促使渐开线齿轮机构输出扭矩保持平稳的重要途径。     

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。     

永磁行星齿轮传动的参数设计与转矩分析

综合应用行星齿轮传动原理和电磁学原理,对永磁行星齿轮传动进行了几何学和运动学的分析。利用等效电流模型法,推导了太阳轮与行星轮之间的转矩、内齿圈与行星轮之间的转矩的计算公式,并完成了驱动转矩的计算和分析。研究了驱动转矩随磁极对数、中心距、轴向厚度、径向厚度等多种因素的变化规律,并依据分析结果对该种传动机构的参数进行了合理选择。     

考虑齿距偏差的直齿轮转子系统振动特性分析

针对工程实际中的齿轮存在齿距偏差,主要研究齿距偏差对齿轮系统振动特性的影响。考虑齿距偏差,建立了齿轮啮合刚度和传递误差模型,在此基础上,建立了通用齿轮啮合动力学模型,将该模型与转子系统有限元模型进行耦合,得到了齿轮转子系统有限元模型,分析了齿距偏差对系统振动响应的影响。研究结果表明:由于齿距偏差的存在,齿轮双齿啮合区刚度降低,无载荷传递误差增大,齿轮系统振动增大,频谱图中出现啮合频率及其高次谐波的边频带成分,这些边频带主要由主动和从动齿轮的转频及其倍频组成。减小齿距偏差和增大作用扭矩均能降低齿距偏差引起的边频带幅值。研究结果可为含齿距偏差的齿轮振动分析提供理论依据。     

双离合变速器预选档策略下齿轮敲击动力学分析

双离合自动变速器(Dual clutch transmission,DCT)在预选档状态下具有换档无动力中断和换档平顺等优点,然而在预选档策略下双离合自动变速器的齿轮敲击问题更加突出。以某型湿式双离合变速器为研究对象,分别建立变速器1档无预选以及预选2档下的齿轮敲击动力学模型。模型中各空套齿轮拖曳力矩包括齿轮搅油阻力矩、轴承阻力矩以及同步器阻力矩,此外,模型还考虑了变速器非功率流中未结合状态下离合器所产生的拖曳力矩。齿轮接触模型在考虑齿面弹性接触的基础上,计入了由润滑效应引起的齿隙间非线性油膜力。运用龙格库塔算法对模型求解,获得各齿轮副的动态响应。通过变速器敲击台架试验验证了动力学模型的可行性,计算结果与试验结果具有较好的一致性。对变速器齿轮动力学响应的研究结果表明：在一定角加速度激励下,变速器中空套齿轮存在明显的双面敲击现象;预选档位并不会对无预选状态下已发生敲击的齿轮副产生影响,但是预选档后,变速器非功率流分支发生改变,变速器内空套齿轮数量增多,整体上使变速器敲击问题更加突出。     

基于Logix齿轮的多齿轮泵工作原理及流量特性分析

提出一种基于Logix齿轮的多齿轮泵,并讨论其流量特性。Logix齿轮的无根切最少齿数小,容易小型化,适合于齿轮泵的应用。用2个Logix齿轮构成二齿轮泵,则脉动比较大,难以实用化。用3个Logix齿轮依次啮合构成多齿轮泵,位于中间的齿轮作为主动轮,与两侧的从动轮构成2个子泵。通过合适的管道配流,可以使得多齿轮泵的流量增大1倍。多齿轮泵中,主动轮的齿数决定了多齿轮泵的流量脉动状况。主动轮的齿数为偶数情况下,子泵的流量变化情况相同,不能相互补偿,结果脉动与二齿轮泵相同;而主动轮的齿数为奇数情况下,子泵的流量变化能够相互补偿,脉动比二齿轮泵大大减小。     

复合地层中掘进的盾构机刀盘动态驱动转矩研究

复合地层掘进扭矩载荷突变是造成盾构机掘进过程中堵转停机的直接原因,考虑盾构机刀盘驱动变频调速电机特性、转矩传递过程中齿轮啮合刚度及齿侧间隙等非线性因素,建立冗余驱动的盾构机刀盘切削系统机电耦合动力学模型;针对典型复合地层地质条件,对盾构机在上软下硬地层掘进过程中刀盘驱动转矩动态特性进行仿真分析。结果表明,在软土体积百分比为70%复合地层中,掘进扭矩载荷显著高于50%软土百分比复合地层;盾构机在由50%软土百分比地层掘进进入70%软土百分比地层过程中,刀盘驱动电机负荷瞬间增大,甚至超出其工作极限,电机无法稳定工作,容易导致堵转发生,该结果可以部分解释我国昆明上公山隧道施工中频繁出现堵转事故的原因,为盾构机复杂地质条件下顺应性设计提供指导。     

非圆面齿轮差速器的构型原理与动态防滑机制

针对变传动比差速器核心元件制造难度大、动态限滑机制不明确的问题，提出一种基于非圆面齿轮的新型变传动比差速器，并针对该差速器的构型原理与动态防滑机制展开研究。在阐明圆柱齿轮与非圆面齿轮的传动原理的基础上，给出非圆面齿轮差速器的构型原理；针对单侧驱动车轮打滑，整车陷入困境的工况，根据机构旋转法得到非圆面齿轮差速器的运动学表达式，利用高等动力学理论，构建非圆面齿轮差速器各构件的力学平衡方程，推导出整车牵引力公式，进而建立非圆面齿轮差速器驱动下整车水平移动的动力学模型；通过试验和仿真相结合的方法，对差速器在两驱动轮上的扭矩分配，动态牵引力变化以及整车的脱困行为进行研究，结果表明：非圆面齿轮差速器使单侧打滑车轮产生周期惯性扭矩，有利于提升车辆的最大牵引力，它是变传动比差速器动态防滑的根本原因；增加差速器输入转速，能够有效提升车辆脱困的平均速度，同时对车辆产生的柔性冲击幅值也会增大，研究结果为变传动比差速器的设计提供一定的理论依据。