新型磁粉联轴器仿真设计研究.pdf

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1、观弋嬲。IⅪMo删dern馏珂新型磁粉联轴器仿真设计研究鞠俊，江伟，刘瑞，鞠毅(舍肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009)摘要：近年来，磁粉离合器以其优良的性能在很多领域得到了广泛的应用。本文基于对磁粉离合器工作机理和结构特性的研究，提出一种新型磁粉联轴器设计思路。运用UG软件进行联轴器三维建模，进行结构静力学分析，同时基于Ansoft磁场仿真软件，对新型联轴器进行三维瞬态电磁场分析，得出运动过程中联轴器内部电磁场强度分布，并近似计算其传递扭矩，从而得到可靠的预期性能。关键词：磁粉离舍器联轴器Ansofi仿真中图分类号：TU411．01文献标识码：A文章

2、编号：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磁粉联轴器工作原理0引言1．1．1磁粉离合器的工作原理磁粉离合器是一种通过调节励磁电流控制传磁粉离合器利用磁粉链来传递转矩，具有众多递转矩大小的重要执行元件，在高精度、高响应速优异的性能，其大体结构见图1。度以及高效的工业自动化控制领

5、域有广泛的应用。深入研究磁粉离合器，将其工作机理和结构特点应用到电磁联轴器设计中，得到有别于传统结构的新型联轴器。预期它将继承粉式离合器部分优良性能，在一些高要求、高灵敏的动力传输领7域有迫切的需求和良好的发展前景¨J。本文重点利用UGNastran求解器对所设计的联轴器结构进行静力学分析，并运用SOFT公司的Maxwell3D电磁分析软件建立磁粉离合器有限元分析模型，对其运动过程中瞬态电磁场进行仿真，从而达到快速准确地预测其性能的目的。1．磁路；2．工作间隙；3．主动作；4．从动件；5．磁粉；6．励磁线圈；7．滑环；8．输出轴。1磁粉联轴器分析方法图1磁粉离合器结

6、构示意图A⋯tallt／a!z／zlzao孽o、ngy：葶zl~ua装ng争OelI02oJ4年第5期图中可见，在主动转子的内外之间形成了两个同1．2转矩传递机理及计算心的圆柱形空隙。在工作隙中，加入导磁率高、耐热磁粉联轴器传递转矩的大小由工作面半径、工性好的磁粉。当励磁线圈通电时，会产生类似图中虚作面面积、_T作气隙大小、磁粉性能等因素确定。其线一样的磁路。在磁通的作用下，磁粉沿磁通方向呈转矩可以表达为：链状连接起来，称磁粉链l。此时磁粉链与工作面之T=mAfrSBH／2(1)间产生摩擦力，磁粉与磁粉之间产生抗剪力，磁粉链式中：s为垂直于磁通的工作间隙总截面面积(

7、工把两个回转体连接在一起传递转矩，磁粉链的接合力作面面积)，m；B为工作间隙中的磁感应强度，T；的大小由磁轭励磁后的磁场强度所决定。日为工作间隙中的磁场强度，rn／A；tz为磁粉磁导从大量的理论分析和产品设计可以发现，电磁率；磁粉问的摩擦因数为．厂；有效1二作面积系数为A；联轴器在结构和原理与离合器有很大的相似度。将工作问隙数目为r12；工作面半径为r。由西=BS，代磁粉离合器扭矩传递机理应用到联轴器上，将会为入经验公式可将(1)转化为：一．，常规的联轴器设计带来新的思路。T：1．63×10j'r,pq,-．(2)I．1．2新型磁粉联轴器工作原理在常规的粉式离合