永磁磁力耦合器是利用主动和从动转子上的永磁体之间相互作用力来实现无接触式传动的一种装置,在一些密封、振动性能等要求较高的场合具有很好的应用前景。然而永磁磁力耦合器作为一种磁力传动机械,其传递转矩的大小与传统机械齿轮、涡轮蜗杆等传动装置相比处于明显的劣势。因此,本文针对永磁磁力耦合器传递转矩较小的缺点,从结构优化等方面出发进行了深入研究。首先,本文采用有限元仿真软件对常见的同心轴式、平行轴式和端面式三种结构永磁磁力耦合器的传动原理及传动性能分别进行了分析,在此基础上,对各自的优缺点作了比较,为进一步设计分析大力矩永磁磁力耦合器提供了指导依据。


其次,结合三种传统结构的优缺点,给出了大力矩永磁磁力耦合器的结构,并从理论分析的角度研究了其传动原理和结构特点,分析了其进行大力矩传动的可行性。再次,研究了径向与轴向两种磁路结构的大力矩永磁磁力耦合器,并利用二维有限元计算的方法对径向结构的传动性能进行仿真分析,验证了其传动原理。


考虑实际安装固定等方面的因素,设计了轴向磁路的大力矩永磁磁力耦合器的样机结构,并建立了其三维有限元模型对样机性能进行仿真分析,验证样机模型的正确性。最后,研制出轴向结构的样机模型,利用实验的方法对其性能进行了相关的测试研究,并与仿真分析结果作了相关比较,结果表明样机实际性能与仿真特性基本相符。

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