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1991年，日本學(xué)者Koji Ikuta提出了一種新型傳動(dòng)方式：無接觸永磁齒輪。該齒輪由多個(gè)磁體按照N極和S極相間順序圍成的圓柱體，磁體徑向進(jìn)行磁化，如圖所示。當(dāng)一對(duì)永磁齒輪工作時(shí)，這對(duì)齒輪空間上彼此分離，轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)是依靠這對(duì)齒輪所產(chǎn)生的磁場(chǎng)耦合作用進(jìn)行的。
永磁齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是一種新型的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它是通過兩永磁齒輪間磁力線的嚙合傳動(dòng)的一種方式。該機(jī)構(gòu)具有很多優(yōu)點(diǎn)，如加工容易、非接觸傳動(dòng)而無需潤(rùn)滑、無摩擦能耗、無噪聲、啟動(dòng)力矩低并具有過載保護(hù)作用等。目前，其研究是磁力機(jī)械的一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。永磁齒輪傳動(dòng)方式大致與普通機(jī)械齒輪傳動(dòng)類似，都是由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，繼而將轉(zhuǎn)矩通過主動(dòng)輪傳遞給從動(dòng)輪，提供轉(zhuǎn)矩以帶動(dòng)負(fù)載，其不同之處一個(gè)是非接觸傳動(dòng)，另外一個(gè)是接觸傳動(dòng)
隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)高潔凈度要求越來越高。而在目前的生產(chǎn)設(shè)備中，傳統(tǒng)的漸開線齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用占有無可爭(zhēng)議的主導(dǎo)地位。盡管其優(yōu)勢(shì)是明顯的能實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比恒定、平穩(wěn)、大功率傳動(dòng)等，但在傳動(dòng)過程中存在致命的缺點(diǎn)，如：接觸摩擦，產(chǎn)生磨損等問題，這便對(duì)周圍的生產(chǎn)環(huán)境產(chǎn)生了污染。所以傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的要求。永磁齒輪傳動(dòng)的發(fā)展為目前人們遇到的難題提供了解決方式。
永磁齒輪傳動(dòng)的發(fā)展和應(yīng)用可以避免傳統(tǒng)齒輪嚙合時(shí)的接觸摩擦，故沒有磨損，也不需要潤(rùn)滑等問題，其結(jié)構(gòu)也變得十分簡(jiǎn)單，永磁齒輪傳動(dòng)能很好地解決傳統(tǒng)齒輪存在的問題。本研究采用有限元分析法計(jì)算并模擬了永磁齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的磁場(chǎng)，得到了永磁齒輪之間所傳遞的轉(zhuǎn)矩。
永磁齒輪傳動(dòng)相比于傳統(tǒng)齒輪的傳動(dòng)，更顯示出它的獨(dú)到之處。永磁齒輪的形狀與普通機(jī)械齒輪的形狀不同，它沒有輪齒，而是由多個(gè)磁極組成的圓柱體構(gòu)成，每個(gè)磁極采用徑向充磁，并且是相間排列組成圓柱體。它的工作機(jī)理是利用兩磁極異性相吸、同性相斥的原理來傳遞力矩的。在靜止時(shí)兩相異的磁極靠在一起。而當(dāng)其中一個(gè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩齒輪的磁場(chǎng)相互耦合產(chǎn)生磁作用力，通過磁力作用帶動(dòng)另一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
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