一种永磁螺旋传动装置的制造方法
一种永磁螺旋传动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明设计一种磁场调制型永磁螺母丝杠，属于永磁传动领域。
【背景技术】
[0002]螺旋传动可将旋转运动转换为直线运动，运动准确性高，结构简单、制造成本低，工作连续平稳、噪音小，可以较小的转矩传递较大的轴向力，广泛引用于机械工程的各个领域。但传统的滑动螺旋传动存在摩擦磨损严重，传动效率低的缺点，滚动螺旋传动的应用虽然使得螺旋传动摩擦大、易磨损和传动效率低的缺点得到了很大程度上的改善，但滚动螺旋传动结构复杂、制造困难，成本高，在很大程度上限制了螺旋传动的应用。
【实用新型内容】
[0003]为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种永磁螺旋传动装置。该实用新型具有无摩擦、无磨损，结构简单、传动效率高等优点。
[0004]本实用新型解决其技术问题所提供的方案是:一种永磁螺旋传动装置，包括丝杠、调磁环和螺母三部分。所述的丝杠外表面间隔均匀布置极对数为&的N极、S极螺旋形永磁体，丝杠杆端部由支架定位，其中&为I?4的整数。所述的螺母背铁内表面间隔均匀布置极对数为队的N极、S极螺旋形永磁体，螺母背铁由滚动轴承支撑并固定于基座上，其中N2—般为小于10的正整数。所述的调磁环由N JN2个导磁螺旋和N JN2个不导磁螺旋均匀间隔布置成环形，并固定于机架上。
[0005]本实用新型中，所述的永磁螺旋传动具有构件回转角速度增速功能，即丝杠回转转速高于螺母回转转速。
[0006]本实用新型中，所述的永磁螺旋传动装置包含两环形永磁体及两层气隙，即丝杠外表面永磁体与调磁环之间形成的气隙和调磁环与螺母内表面永磁体之间形成的气隙。
[0007]本实用新型的有益效果是:该实用新型可将螺母的回转运动转换为丝杠的直线运动，各构件间无接触、无磨损、无需润滑，具有传动效率高、过载自我保护和无需维修等优点。整套装置可通过调整丝杠外表面永磁体极对数、螺母内表面永磁体及调磁环调磁极片数，实现丝杠直线前进线速度调整。
【附图说明】
[0008]图1是永磁螺旋传动装置的结构示意图；
[0009]图2是图1的A-A剖视图。
[0010]在图1、图2中，1-丝杠杆，2-丝杠杆外表面永磁体，3-调磁环，4-螺母内表面永磁体，5-螺母背铁，6-丝杠杆支架，7-轴承端盖，8-轴承，9-螺母支承座，10-轴承端盖，11-调磁环支撑架，12-圆螺母，13-止动垫片。
【具体实施方式】
[0011]实施例
[0012]图1、图2是本实用新型公开的一种永磁螺旋传动装置，所述的永磁螺旋装置包括丝杠、调磁环和螺母三大部分，其中:
[0013]所述的丝杠部分主要由丝杠杆1、螺旋形永磁体2及丝杠杆支架组成6。螺旋形永磁体2按N极、S极直接均匀间隔布置于丝杠杆I的外表面，丝杠杆两端放置于丝杠杆支架6的圆形孔内，允许丝杠杆绕其轴线回转的同时沿其轴线发生直线运动。
[0014]所述的调磁环部分主要由调磁环3和调磁环支架11组成。调磁环3导磁部分直接由导磁性能良好的材料制作成环形毛坯后机加工而成，非导磁的螺旋形材料与导磁材料间隔布置后，调磁环一端放置于调磁环支架11圆孔内，并通过圆螺母12和止动垫片13实现轴向和周向固定。
[0015]所述的螺母部分主要由螺母背铁5、螺旋形永磁体4及螺母支撑座9组成。螺旋形永磁体4按N极、S极直接均匀间隔布置于螺母背铁5内表面，螺母背铁5外表面加工有环形凸起，其两侧布置由一对轴承，轴承内圈与螺母背铁5之间为过盈配合，外圈以过渡配合放置于螺母支撑座9内，两轴承外圈分别通过轴承端盖7和10实现轴向固定，轴承端盖通过螺栓固定于螺母支承座9两端，螺母支承座上装有旋转手柄，用于实现螺母回转，螺母支承座焊接与整体基座14上。
[0016]所述的螺旋形永磁体2、螺旋形永磁体4和调磁环3的螺旋升角相等，螺旋形永磁体2和螺旋形永磁体4的极对数K、N2之和必须等于调磁环调磁极片数，即N AN2。
[0017]工作原理
[0018]永磁螺旋传动装置采用磁场调制机理，利用调磁环来实现不同极对数永磁体间的耦合传动。螺旋形永磁体4在手柄驱动下与螺母背铁一同回转时，将在永磁体4与调磁环3间的气隙内形成主谐波次数为N2的螺旋形旋转磁场，磁场经调磁极片数为1+队的调磁环调制后，在调磁环与螺旋形永磁体2件的气隙内形成主谐波次数为N1的螺旋形旋转磁场，正好与丝杠杆外表面永磁体2的极对数相等，从而实现等磁极耦合传动，驱动丝杠发生回转运动。丝杠回转的同时，在螺旋形磁场产生的电磁力轴向分力的作用下产生直线运动。
[0019]永磁螺旋传动装置丝杠和螺母间的回转速度之比，即增速比为
[0020]i = N2ZN1
[0021]调整丝杠杆内表面螺旋形永磁体2和螺母内表面螺旋形永磁体4的极对数，可改变二者之间的增速比，同时可改变丝杠的前进速度快慢。
【主权项】
1.一种永磁螺旋传动装置，包括外表面布置有螺旋形永磁体的丝杠、调磁环和内表面布置有永磁体的螺母，其特征在于: a.所述的丝杠外表面均匀间隔布置&块N极和N#夬S极永磁体，永磁体径向充磁，丝杠两端未布置永磁体并安放于丝杠支架上，其中，&为I?4的正整数； b.所述的螺母背铁内表面均匀间隔布置队块N极和N2块S极永磁体，永磁体径向充磁，螺母背铁通过轴承及轴承端盖固定于基座上，其中N1—般为小于10的正整数； c.所述调磁环为NJN2个导磁极片和NJN2个非导磁极片间隔排列成环形，所有导磁块、非导磁块均制作成螺旋形，调磁环通过圆螺母固定于支撑架上，其中NJN2—般为小于15的正整数； d.所述丝杠外表面永磁体、螺母背铁内表面永磁体及调磁环调极用的导磁、非导磁极片均制作成螺旋形，且螺旋升角均相等。2.根据权利要求1所述的永磁螺旋传动装置，其特征在于:所述螺旋传动具有两层气隙，即丝杠与调磁环之间形成的气隙和调磁环与螺母之间形成的气隙。3.根据权利要求1所述的永磁螺旋传动装置，其特征在于:不改变螺母回转转速时，所述的螺旋传动可通过调整丝杠外表面永磁体极对数、螺母背铁内表面永磁体及对数和调磁环调极磁片数实现丝杠直线运动速度的调整。
【专利摘要】本实用新型公开一种永磁螺旋传动装置，所述的螺旋传动包含丝杠、调磁环和螺母，其丝杠外表面均匀间隔布置极对数为N1的螺旋形永磁体，螺母内表面均匀间隔布置极对数为N2的螺旋形永磁体，调磁环由N1+N2个导磁和N1+N2个非导磁螺旋形磁片间隔均匀布置呈环形。该螺旋传动包含有丝杠与调磁环、调磁环与螺母间的两层气隙，螺旋形的永磁体及调极磁片螺旋升角大小相等。本实用新型可以将螺母的回转运动转变为丝杠的快速直线运动，且无接触、无摩擦、无需润滑，节能环保。
【IPC分类】F16H49/00
【公开号】CN204704357
【申请号】CN201520311308
【发明人】郝秀红, 朱学军, 苏家磊, 张鸿飞
【申请人】燕山大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年5月15日
【技术领域】
[0001]本发明设计一种磁场调制型永磁螺母丝杠，属于永磁传动领域。
【背景技术】
[0002]螺旋传动可将旋转运动转换为直线运动，运动准确性高，结构简单、制造成本低，工作连续平稳、噪音小，可以较小的转矩传递较大的轴向力，广泛引用于机械工程的各个领域。但传统的滑动螺旋传动存在摩擦磨损严重，传动效率低的缺点，滚动螺旋传动的应用虽然使得螺旋传动摩擦大、易磨损和传动效率低的缺点得到了很大程度上的改善，但滚动螺旋传动结构复杂、制造困难，成本高，在很大程度上限制了螺旋传动的应用。
【实用新型内容】
[0003]为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种永磁螺旋传动装置。该实用新型具有无摩擦、无磨损，结构简单、传动效率高等优点。
[0004]本实用新型解决其技术问题所提供的方案是:一种永磁螺旋传动装置，包括丝杠、调磁环和螺母三部分。所述的丝杠外表面间隔均匀布置极对数为&的N极、S极螺旋形永磁体，丝杠杆端部由支架定位，其中&为I?4的整数。所述的螺母背铁内表面间隔均匀布置极对数为队的N极、S极螺旋形永磁体，螺母背铁由滚动轴承支撑并固定于基座上，其中N2—般为小于10的正整数。所述的调磁环由N JN2个导磁螺旋和N JN2个不导磁螺旋均匀间隔布置成环形，并固定于机架上。
[0005]本实用新型中，所述的永磁螺旋传动具有构件回转角速度增速功能，即丝杠回转转速高于螺母回转转速。
[0006]本实用新型中，所述的永磁螺旋传动装置包含两环形永磁体及两层气隙，即丝杠外表面永磁体与调磁环之间形成的气隙和调磁环与螺母内表面永磁体之间形成的气隙。
[0007]本实用新型的有益效果是:该实用新型可将螺母的回转运动转换为丝杠的直线运动，各构件间无接触、无磨损、无需润滑，具有传动效率高、过载自我保护和无需维修等优点。整套装置可通过调整丝杠外表面永磁体极对数、螺母内表面永磁体及调磁环调磁极片数，实现丝杠直线前进线速度调整。
【附图说明】
[0008]图1是永磁螺旋传动装置的结构示意图；
[0009]图2是图1的A-A剖视图。
[0010]在图1、图2中，1-丝杠杆，2-丝杠杆外表面永磁体，3-调磁环，4-螺母内表面永磁体，5-螺母背铁，6-丝杠杆支架，7-轴承端盖，8-轴承，9-螺母支承座，10-轴承端盖，11-调磁环支撑架，12-圆螺母，13-止动垫片。
【具体实施方式】
[0011]实施例
[0012]图1、图2是本实用新型公开的一种永磁螺旋传动装置，所述的永磁螺旋装置包括丝杠、调磁环和螺母三大部分，其中:
[0013]所述的丝杠部分主要由丝杠杆1、螺旋形永磁体2及丝杠杆支架组成6。螺旋形永磁体2按N极、S极直接均匀间隔布置于丝杠杆I的外表面，丝杠杆两端放置于丝杠杆支架6的圆形孔内，允许丝杠杆绕其轴线回转的同时沿其轴线发生直线运动。
[0014]所述的调磁环部分主要由调磁环3和调磁环支架11组成。调磁环3导磁部分直接由导磁性能良好的材料制作成环形毛坯后机加工而成，非导磁的螺旋形材料与导磁材料间隔布置后，调磁环一端放置于调磁环支架11圆孔内，并通过圆螺母12和止动垫片13实现轴向和周向固定。
[0015]所述的螺母部分主要由螺母背铁5、螺旋形永磁体4及螺母支撑座9组成。螺旋形永磁体4按N极、S极直接均匀间隔布置于螺母背铁5内表面，螺母背铁5外表面加工有环形凸起，其两侧布置由一对轴承，轴承内圈与螺母背铁5之间为过盈配合，外圈以过渡配合放置于螺母支撑座9内，两轴承外圈分别通过轴承端盖7和10实现轴向固定，轴承端盖通过螺栓固定于螺母支承座9两端，螺母支承座上装有旋转手柄，用于实现螺母回转，螺母支承座焊接与整体基座14上。
[0016]所述的螺旋形永磁体2、螺旋形永磁体4和调磁环3的螺旋升角相等，螺旋形永磁体2和螺旋形永磁体4的极对数K、N2之和必须等于调磁环调磁极片数，即N AN2。
[0017]工作原理
[0018]永磁螺旋传动装置采用磁场调制机理，利用调磁环来实现不同极对数永磁体间的耦合传动。螺旋形永磁体4在手柄驱动下与螺母背铁一同回转时，将在永磁体4与调磁环3间的气隙内形成主谐波次数为N2的螺旋形旋转磁场，磁场经调磁极片数为1+队的调磁环调制后，在调磁环与螺旋形永磁体2件的气隙内形成主谐波次数为N1的螺旋形旋转磁场，正好与丝杠杆外表面永磁体2的极对数相等，从而实现等磁极耦合传动，驱动丝杠发生回转运动。丝杠回转的同时，在螺旋形磁场产生的电磁力轴向分力的作用下产生直线运动。
[0019]永磁螺旋传动装置丝杠和螺母间的回转速度之比，即增速比为
[0020]i = N2ZN1
[0021]调整丝杠杆内表面螺旋形永磁体2和螺母内表面螺旋形永磁体4的极对数，可改变二者之间的增速比，同时可改变丝杠的前进速度快慢。
【主权项】
1.一种永磁螺旋传动装置，包括外表面布置有螺旋形永磁体的丝杠、调磁环和内表面布置有永磁体的螺母，其特征在于: a.所述的丝杠外表面均匀间隔布置&块N极和N#夬S极永磁体，永磁体径向充磁，丝杠两端未布置永磁体并安放于丝杠支架上，其中，&为I?4的正整数； b.所述的螺母背铁内表面均匀间隔布置队块N极和N2块S极永磁体，永磁体径向充磁，螺母背铁通过轴承及轴承端盖固定于基座上，其中N1—般为小于10的正整数； c.所述调磁环为NJN2个导磁极片和NJN2个非导磁极片间隔排列成环形，所有导磁块、非导磁块均制作成螺旋形，调磁环通过圆螺母固定于支撑架上，其中NJN2—般为小于15的正整数； d.所述丝杠外表面永磁体、螺母背铁内表面永磁体及调磁环调极用的导磁、非导磁极片均制作成螺旋形，且螺旋升角均相等。2.根据权利要求1所述的永磁螺旋传动装置，其特征在于:所述螺旋传动具有两层气隙，即丝杠与调磁环之间形成的气隙和调磁环与螺母之间形成的气隙。3.根据权利要求1所述的永磁螺旋传动装置，其特征在于:不改变螺母回转转速时，所述的螺旋传动可通过调整丝杠外表面永磁体极对数、螺母背铁内表面永磁体及对数和调磁环调极磁片数实现丝杠直线运动速度的调整。
【专利摘要】本实用新型公开一种永磁螺旋传动装置，所述的螺旋传动包含丝杠、调磁环和螺母，其丝杠外表面均匀间隔布置极对数为N1的螺旋形永磁体，螺母内表面均匀间隔布置极对数为N2的螺旋形永磁体，调磁环由N1+N2个导磁和N1+N2个非导磁螺旋形磁片间隔均匀布置呈环形。该螺旋传动包含有丝杠与调磁环、调磁环与螺母间的两层气隙，螺旋形的永磁体及调极磁片螺旋升角大小相等。本实用新型可以将螺母的回转运动转变为丝杠的快速直线运动，且无接触、无摩擦、无需润滑，节能环保。
【IPC分类】F16H49/00
【公开号】CN204704357
【申请号】CN201520311308
【发明人】郝秀红, 朱学军, 苏家磊, 张鸿飞
【申请人】燕山大学
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年5月15日
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