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1991年，日本學(xué)者Koji Ikuta提出了一種新型傳動方式：無接觸永磁齒輪。該齒輪由多個磁體按照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)一對永磁齒輪工作時，這對齒輪空間上彼此分離，轉(zhuǎn)矩傳動是依靠這對齒輪所產(chǎn)生的磁場耦合作用進(jìn)行的。
永磁齒輪傳動機(jī)構(gòu)是一種新型的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，它是通過兩永磁齒輪間磁力線的嚙合傳動的一種方式。該機(jī)構(gòu)具有很多優(yōu)點，如加工容易、非接觸傳動而無需潤滑、無摩擦能耗、無噪聲、啟動力矩低并具有過載保護(hù)作用等。目前，其研究是磁力機(jī)械的一個重要的研究領(lǐng)域。永磁齒輪傳動方式大致與普通機(jī)械齒輪傳動類似，都是由原動機(jī)帶動主動輪旋轉(zhuǎn)，繼而將轉(zhuǎn)矩通過主動輪傳遞給從動輪，提供轉(zhuǎn)矩以帶動負(fù)載，其不同之處一個是非接觸傳動，另外一個是接觸傳動
隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，現(xiàn)代生產(chǎn)對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)的漸開線齒輪傳動的應(yīng)用占有無可爭議的主導(dǎo)地位。盡管其優(yōu)勢是明顯的能實現(xiàn)傳動比恒定、平穩(wěn)、大功率傳動等，但在傳動過程中存在致命的缺點，如：接觸摩擦，產(chǎn)生磨損等問題，這便對周圍的生產(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。
永磁齒輪傳動的發(fā)展和應(yīng)用可以避免傳統(tǒng)齒輪嚙合時的接觸摩擦，故沒有磨損，也不需要潤滑等問題，其結(jié)構(gòu)也變得十分簡單，永磁齒輪傳動能很好地解決傳統(tǒng)齒輪存在的問題。本研究采用有限元分析法計算并模擬了永磁齒輪傳動機(jī)構(gòu)的磁場，得到了永磁齒輪之間所傳遞的轉(zhuǎn)矩。
永磁齒輪傳動相比于傳統(tǒng)齒輪的傳動，更顯示出它的獨到之處。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，而是由多個磁極組成的圓柱體構(gòu)成，每個磁極采用徑向充磁，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。在靜止時兩相異的磁極靠在一起。而當(dāng)其中一個齒輪轉(zhuǎn)動時，兩齒輪的磁場相互耦合產(chǎn)生磁作用力，通過磁力作用帶動另一齒輪轉(zhuǎn)動。
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