新型磁粉聯(lián)軸器仿真設(shè)計(jì)研究.pdf

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1、觀弋嬲。IⅪMo刪dern餾珂新型磁粉聯(lián)軸器仿真設(shè)計(jì)研究鞠俊，江偉，劉瑞，鞠毅(舍肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，安徽合肥230009)摘要：近年來，磁粉離合器以其優(yōu)良的性能在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文基于對(duì)磁粉離合器工作機(jī)理和結(jié)構(gòu)特性的研究，提出一種新型磁粉聯(lián)軸器設(shè)計(jì)思路。運(yùn)用UG軟件進(jìn)行聯(lián)軸器三維建模，進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析，同時(shí)基于Ansoft磁場(chǎng)仿真軟件，對(duì)新型聯(lián)軸器進(jìn)行三維瞬態(tài)電磁場(chǎng)分析，得出運(yùn)動(dòng)過程中聯(lián)軸器內(nèi)部電磁場(chǎng)強(qiáng)度分布，并近似計(jì)算其傳遞扭矩，從而得到可靠的預(yù)期性能。關(guān)鍵詞：磁粉離舍器聯(lián)軸器Ansofi仿真中圖分類號(hào)：TU411．01文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章

2、編號(hào)：1002—6886(2014)04—0012—05AsimulationdesignofnewmagneticcouplingJUJun，JIANGWei，LIURui，JUYiAbstract：Inrecentyears，duetoitsexcellentperformance，magneticclutchhasbeenusedwidelyinmanyareas．Basedonthestudyofworkingmechanismandstructuralpropertiesofmagneticclutch，thispaperraisesanewdesigno

3、fmagneticcoupling，whichemploysUGsoftwaretoestablishathree—dimensionalmodelingofcouplingsforstructuralstaticanalysis，andanalyzesthethree—dimensionaltransientelectromagneticfieldofanewcouplingbasedonansoftsimulationsoftware．Theinternalelectromagneticintensitydistributionofcouplinginsided

4、uringmotionisworkedoutanditsapproximatetrans—missiontorqueiscalculated，andanreliableperformanceisachievedasexpected．Keywords：magneticclutch；coupling；Ansofi；simulation1．1磁粉聯(lián)軸器工作原理0引言1．1．1磁粉離合器的工作原理磁粉離合器是一種通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流控制傳磁粉離合器利用磁粉鏈來傳遞轉(zhuǎn)矩，具有眾多遞轉(zhuǎn)矩大小的重要執(zhí)行元件，在高精度、高響應(yīng)速優(yōu)異的性能，其大體結(jié)構(gòu)見圖1。度以及高效的工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)

5、域有廣泛的應(yīng)用。深入研究磁粉離合器，將其工作機(jī)理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)應(yīng)用到電磁聯(lián)軸器設(shè)計(jì)中，得到有別于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的新型聯(lián)軸器。預(yù)期它將繼承粉式離合器部分優(yōu)良性能，在一些高要求、高靈敏的動(dòng)力傳輸領(lǐng)7域有迫切的需求和良好的發(fā)展前景¨J。本文重點(diǎn)利用UGNastran求解器對(duì)所設(shè)計(jì)的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析，并運(yùn)用SOFT公司的Maxwell3D電磁分析軟件建立磁粉離合器有限元分析模型，對(duì)其運(yùn)動(dòng)過程中瞬態(tài)電磁場(chǎng)進(jìn)行仿真，從而達(dá)到快速準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)其性能的目的。1．磁路；2．工作間隙；3．主動(dòng)作；4．從動(dòng)件；5．磁粉；6．勵(lì)磁線圈；7．滑環(huán)；8．輸出軸。1磁粉聯(lián)軸器分析方法圖1磁粉離合器結(jié)

6、構(gòu)示意圖A?tallt／a!z／zlzao孽o、ngy：葶zl~ua裝ng爭(zhēng)OelI02oJ4年第5期圖中可見，在主動(dòng)轉(zhuǎn)子的內(nèi)外之間形成了兩個(gè)同1．2轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)理及計(jì)算心的圓柱形空隙。在工作隙中，加入導(dǎo)磁率高、耐熱磁粉聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩的大小由工作面半徑、工性好的磁粉。當(dāng)勵(lì)磁線圈通電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生類似圖中虛作面面積、_T作氣隙大小、磁粉性能等因素確定。其線一樣的磁路。在磁通的作用下，磁粉沿磁通方向呈轉(zhuǎn)矩可以表達(dá)為：鏈狀連接起來，稱磁粉鏈l。此時(shí)磁粉鏈與工作面之T=mAfrSBH／2(1)間產(chǎn)生摩擦力，磁粉與磁粉之間產(chǎn)生抗剪力，磁粉鏈?zhǔn)街校簊為垂直于磁通的工作間隙總截面面積(

7、工把兩個(gè)回轉(zhuǎn)體連接在一起傳遞轉(zhuǎn)矩，磁粉鏈的接合力作面面積)，m；B為工作間隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度，T；的大小由磁軛勵(lì)磁后的磁場(chǎng)強(qiáng)度所決定。日為工作間隙中的磁場(chǎng)強(qiáng)度，rn／A；tz為磁粉磁導(dǎo)從大量的理論分析和產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，電磁率；磁粉問的摩擦因數(shù)為．廠；有效1二作面積系數(shù)為A；聯(lián)軸器在結(jié)構(gòu)和原理與離合器有很大的相似度。將工作問隙數(shù)目為r12；工作面半徑為r。由西=BS，代磁粉離合器扭矩傳遞機(jī)理應(yīng)用到聯(lián)軸器上，將會(huì)為入經(jīng)驗(yàn)公式可將(1)轉(zhuǎn)化為：一．，常規(guī)的聯(lián)軸器設(shè)計(jì)帶來新的思路。T：1．63×10j'r,pq,-．(2)I．1．2新型磁粉聯(lián)軸器工作原理在常規(guī)的粉式離合