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具有极间隙的新型永磁式丝杠仿真研究

宋晓庆 张永鑫 张海 赵武

宋晓庆, 张永鑫, 张海, 赵武. 具有极间隙的新型永磁式丝杠仿真研究[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(1): 69-75. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200019
引用本文: 宋晓庆, 张永鑫, 张海, 赵武. 具有极间隙的新型永磁式丝杠仿真研究[J]. 机械科学与技术, 2021, 40(1): 69-75. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200019
SONG Xiaoqing, ZHANG Yongxin, ZHANG Hai, ZHAO Wu. Simulation on Properties of a New Linear-rotary Magnetic Gear with Polar Gap[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(1): 69-75. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200019
Citation: SONG Xiaoqing, ZHANG Yongxin, ZHANG Hai, ZHAO Wu. Simulation on Properties of a New Linear-rotary Magnetic Gear with Polar Gap[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2021, 40(1): 69-75. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200019

具有极间隙的新型永磁式丝杠仿真研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200019
基金项目: 

国家自然科学基金项目 U1604140

详细信息
    作者简介:

    宋晓庆(1991-), 助教, 硕士研究生, 研究方向为磁力传动、故障诊断, 1020452486@qq.com

  • 中图分类号: TH132

Simulation on Properties of a New Linear-rotary Magnetic Gear with Polar Gap

  • 摘要: 为解决实际工程应用中加工精度或装配误差等因素导致的磁极间存在间隙或其他绝缘性材料形成间隔的问题, 设计了一种具有极间隙的新型永磁式丝杠结构。提出了极距比的概念, 应用有限元仿真技术, 研究了极距比及直径、节距对最优极距比的影响。结果显示:峰值推力和峰值转矩随极距比的增大而减小; 存在最优极距比为0.3, 使得输出推力密度与转矩密度较大的同时, 比推力和比转矩最大, 磁能利用率最高; 改变丝杠直径和节距, 最优极距比不变。
  • 图  1  具有极间隙时的半斜环组合式永磁丝杠结构示意图

    图  2  不同极距比时的静特性曲线

    图  3  极距比对推力(转矩)和推力密度(转矩密度)的影响

    图  4  比推力(比转矩)与极距比的关系

    图  5  不同直径下推力密度(转矩密度)与极距比的关系

    图  6  推力密度(转矩密度)与直径的关系

    图  7  不同直径下比推力(比转矩)与极距比的关系

    图  8  不同节距下推力密度(转矩密度)与极距比的关系

    图  9  推力密度(转矩密度)与节距的关系

    图  10  不同节距下比推力(比转矩)与极距比的关系

    图  11  比推力(比转矩)与节距的关系

    表  1  永磁丝杠结构参数表

    参数名及单位 数值
    丝杠磁极厚hsc/mm 5
    螺母磁极厚hmc/mm 5
    磁极节距t/mm 10
    磁极对数p 1
    丝杠轭铁厚度hse/mm 5
    螺母轭铁厚度hme/mm 5
    丝杠外径d/mm 50
    气隙长度δ/mm 1
    螺母轴向长度L/mm 50
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    表  2  永磁丝杠材料参数

    参数名及单位 数值
    永磁体剩磁Br/T 1.25
    矫顽力Hc/(kA·m-1) 960
    轭铁相对磁导率μr 4 000
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-09-25
  • 刊出日期:  2021-01-01

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