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%。     

转子调磁式磁力齿轮设计与分析

针对传统磁力齿轮高速运转时转子永磁体会破坏的缺点,提出没有永磁体的转子调磁式磁力齿轮。根据磁场调制原理建立了输入输出转矩与气隙磁场间的关系,使用二维有限元法分析其转矩传递能力;使用参数化扫描对不同的转子尺寸参数组合进行优化分析,得到输出转矩与转子尺寸间的关系,并探究各转子尺寸参数对输出转矩影响的原因。仿真结果表明:输出转矩与转子的尺寸参数有直接关系,存在最优尺寸使输出转矩达到最大值;优化后输出转矩增加了81.2%,低速转子尺寸对输出转矩影响最大。最后对气隙中磁密进行谐波分析,结果表明优化前后主要谐波的变化与转矩变化一致,验证了转子调磁式磁力齿轮设计分析的有效性。     

一种改进型同心式磁力齿轮磁场分析及转矩计算

同心式磁力齿轮是一种结构新颖、具有广阔发展前景的新型传动装置,它是利用磁场调制原理实现大转矩传递。本文在同心式磁力齿轮结构的基础上对调磁环进行改进,在调磁环的内侧加入硅钢构成一个机械桥,运用二维有限元法对改进型磁力齿轮模型进行仿真,并计算磁力齿轮电磁场和电磁转矩,同时与普通同心式磁力齿轮磁场和转矩进行比较。计算结果表明,改进型磁力齿轮磁场较普通型磁力齿轮磁场磁密幅值高,其谐波含量较低,转矩也有所提高。这对同心式磁力齿轮转矩密度的提高研究及应用具有重要意义。     

基于解析模型的磁场调制式磁力齿轮机械特性分析

应用电磁学理论,求解磁场调制式磁力齿轮模型的拉普拉斯和泊松方程组,建立其解析解模型。基于磁场调制式磁力齿轮的解析解模型,研究了最大输出转矩随着内外转子磁铁厚度、调磁环的厚度和开槽率、内外层气隙厚度等几种结构参数的变化规律,进行磁力齿轮的初步优化。     

一种圆筒型直线磁力齿轮的设计与优化

在理论分析磁场调制式磁齿轮工作机理的基础上,设计了一种传动比为2.67的圆筒型直线磁场调制式磁力齿轮,并应用有限元方法分析计算了该直线齿轮的气隙磁密、静态和动态推力特性,计算结果充分验证了设计的合理性。在此基础上,分析了调磁环尺寸对该齿轮输出力矩的影响及变化规律,为直线型磁力齿轮的参数优化提供了依据,并优化调磁环相对宽度为0.6、厚度为3mm、高速侧气隙宽度为1.2mm。     

多倍捻锭子轴向磁力传动计算及其有限元分析

多倍捻锭子利用磁场作用力传递转矩,它的结构参数、永磁体分布影响磁力的大小变化,因此需要进行轴向磁力计算。针对轴向磁力传动结构,由经验求解法和等效磁荷原理建立磁力计算数学模型,采用有限元分析软件,通过仿真与计算,探讨磁力线、磁感应强度和磁场强度分布,研究不同计算方法时的磁转矩值,为轴向磁力传动结构优化设计和磁路分布提供依据,具有重要的实际应用价值。     

永磁体和线圈叠加下多极式磁流变离合器的设计研究

针对目前磁流变离合器传递扭矩较小,提出一种永磁体和线圈叠加下多极式磁流变离合器,该结构通过线圈和永磁体产生的2个叠加磁场来增强工作间隙的磁感应强度。首先,基于结构参数及尺寸,结合Bingham模型,推导了该多极式磁流变离合器的输出扭矩计算公式,并针对磁路结构的关键参数开展了参数化研究;然后,采用梯度自由优化(Bound Optimization BY Quadratic Approximation, BOBYQA)算法对磁路结构的主要参数进行优化,并将优化值与初始值进行对比;最后采用有限元仿真,分析该多极式磁流变离合器工作间隙的磁感应强度大小以及磁场分布情况。结果表明,优化后该离合器的输出扭矩较优化前提升了27%,最大输出扭矩值约为118.36 N·m,为永磁体和线圈叠加下多极式磁流变离合器的设计提供参考。     

双气隙双实心电磁感应式磁力联轴器传动特性分析

磁力联轴器结构简单,传动效率高,应用广泛,对其传动特性的分析研究有着重要意义。文中依据电磁感应原理,提出一种双面气隙双层实心的电磁感应式磁力联轴器结构,运用Ansoft Maxwell软件建立有限元分析计算模型,进行静磁场分析,并针对影响传递转矩的永磁铁磁极对数、永磁铁厚度、气隙厚度、内转子外层厚度等结构参数进行数值分析,得出各结构参数对磁力联轴器传递性能的影响规律,丰富了磁力传动的理论与应用,为磁力联轴器的结构优化提供了理论基础。     

基于Matlab遗传算法工具箱的同心式磁力齿轮优化设计

运用全局解析法对同心式磁力齿轮电磁场、电磁转矩进行分析和计算,在此基础上,利用Matlab优化工具箱中的遗传算法对其优化设计。实验结果表明,基于Matlab遗传算法工具箱的同心式磁力齿轮优化设计方法得到了令人满意的结果,并为同心式磁力齿轮的分析和设计提供了一个新的途径。这对同心式磁力齿轮的研究及应用具有重要意义。     

基于最优修形设计的变速器齿轮性能优化

以某款五挡变速器的齿轮传动机构为研究对象,利用Romax Designer软件,建立了该变速器齿轮传动机构的仿真模型,并对修形前4挡齿轮的承载情况、传递误差和齿面载荷分布情况进行了仿真分析。根据齿轮齿向修形和齿廓修形的理论,利用正交试验原理分析4挡齿轮三维修形参数的变量范围,然后利用遗传算法对齿轮修形参数实施优化,得到最优的齿轮修形参数组合,并利用整车试验验证了这一方法的有效性。对比优化前后的结果可知,利用齿轮三维修形技术可以较大程度地降低齿轮承受的应力,降低齿轮传递误差的波动幅值,优化齿轮齿面的应力分布情况,降低振动噪声。同时也能够证明利用此方法可以有效地改善齿轮的啮合情况,是优化齿轮啮合性能的有效手段。     

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。     

磁场调制式永磁齿轮结构参数与转矩关系

针对磁场调制式永磁齿轮内部结构复杂、磁路计算时参数众多、结构设计时各项参数选择难度较大等问题,在原理分析的基础上,建立了适于Ansoft分析的仿真模型,并对其结构参数进行了仿真与优化.详细分析了传动比固定时机构各参数与所传递转矩的关系及变化规律,并基于单个参数的优化基础,对该机构传动参数进行了综合优化.     

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。     

系统参数配置对多级行星齿轮传动可靠性的影响

通过对行星齿轮传动的运动学及力学分析,结合可靠性设计及威布尔分布理论,建立了以输入构件转速和转矩为变量的构件负载与寿命关系表达式,并基于系统可靠度的乘积定律,结合Savage M单级行星齿轮传动的可靠性模型,建立了典型的两级行星齿轮传动的可靠性模型.结合实例,研究了负载、传动比分配、太阳轮、行星轮个数等因素对传动系统可靠性的影响,通过对比分析,表明合理地配置系统参数可使传动系统获得较大的可靠度.该研究可为多级行星齿轮传动的可靠性优化设计提供指导.     

基于磁能传递的血泵驱动系统研究

能线带来的耦合力矩量是血泵正常工作的动力,能量传递方式直接影响血泵在临床的应用效果,利用磁场传递能量可以避免穿皮导术后感染等不利因素。在建立磁力驱动。在血泵体积和重量受限制的条件下,模型的基础上,利用磁场和有限元等理论,分析、计算不同条件下磁场通过改变永磁体的极对数,可以改善磁力驱动扭矩。计算结果和实测结果表明,磁能作为血泵穿皮能量传递的方式是可行的,所建立的分析模型和推荐的提高驱动扭矩的方法,对后续研究工作具有一定的指导作用。     

多轴摆动减速器的设计

渐开线少齿差行星齿轮传动受到世界各国的广泛关注,成为世界各国在机械传动方面的重点研究方向之一。多轴摆动减速器是为了达到机械传动技术提出的新要求而改进的一种新型传动装置,结构简单、紧凑。对现有的三环减速器结构进行了分析和讨论,充分利用了少齿差传动的原理,采用了多轴旋转带动内齿轮高速平动以便输入动力、外齿轮轴低速自转直接将转矩输出的结构方式。通过相对角速度法和虚位移原理分别计算出传动比和外齿轮的输出转矩。得出该减少器可以实现降低转速,增加转矩的功能,是符合现代机械对传动技术的新要求的一种新型传动装置。     

带有圆锥齿轮的复合行星传动功率流与传动效率分析

对带有圆锥齿轮的复合行星传动进行运动分析,在此基础上采用虚功率理论分析该复合行星传动在不考虑啮合功率损失和考虑啮合功率损失时的功率流,在定义速比与转矩比的情况下,获得复合行星传动效率表达式,进一步研究速比、转矩比和啮合功率损失系数及几何参数比对复合行星传动效率的影响规律,并开展相关试验验证。理论分析表明：在复合行星传动啮合功率损失系数和几何参数比被确定的情况下,复合行星传动效率随着转矩比的增大而增大,但随着速比的增大呈先减小后增大趋势;在复合行星传动速比和转矩比及几何参数比被确定的情况下,各齿轮副的啮合功率损失系数对复合行星传动效率的影响存在差异;在复合行星传动速比和转矩比及各齿轮副的啮合功率损失系数被确定的情况下,复合行星传动效率随着几何参数比的增大而增大。传动效率试验表明：选用高精度等级的锥齿轮、增大复合行星传动机构的转矩比及其行星轮的节圆半径可提高复合行星传动机构的传动效率。     

关于磁流变液传动装置的动态响应特性分析

磁流变液是磁流变传动装置的工作介质,传动装置的力矩传递是靠磁流变液的屈服剪切应力实现的。基于流体动量方程和Bingham模型原理,对磁流变传动装置的动态特性进行了数值计算与分析。试验结果表明,可以通过调节磁电流来控制传动装置的转矩,与理论分析结果基本符合;试验装置输出的转矩具有良好的恒转矩特性,且有很灵敏的动态响应特性。通过数学建模与仿真分析,为磁流变传动装置提供了可靠性设计与特性分析的依据。     

永磁齿轮的研究及其在磁性联轴器上的应用

永磁齿轮作为非接触传动机构的一种类型,其主动磁轮与从动磁轮之间没有物理接触,而是通过磁场间相互耦合作用产生的磁力来实现力矩和功率的传递。文章采用有限元法建立了永磁齿轮的模型,通过有限元分析软件ANSYS对齿轮进行磁场分析,可以为磁性齿轮系统的动态设计提供参考,同时也为磁性齿轮在磁性联轴器上的应用提供了基础。