Halbach阵列磁力联轴器传动转矩的数值计算
联轴器输出扭矩计算公式
联轴器输出扭矩计算公式联轴器是一种用于连接两个轴的机械装置，它能够传递扭矩和旋转运动。
在工程领域中，联轴器被广泛应用于各种机械设备中，用于连接传动系统的轴。
在设计和使用联轴器时，计算其输出扭矩是非常重要的，因为它能够帮助工程师确定联轴器的性能和适用范围。
本文将介绍联轴器输出扭矩的计算公式及其应用。
联轴器输出扭矩的计算公式可以通过以下步骤来推导：1. 首先，需要确定联轴器所传递的转矩。
转矩是指物体受到的力矩，它是由外力或内力对物体产生的旋转效应。
在联轴器中，转矩是由传动系统传递给联轴器的，可以通过传动系统的设计参数或者实测数据来确定。
2. 然后，需要确定联轴器的转动惯量。
转动惯量是指物体抵抗转动的能力，它与物体的质量分布和几何形状有关。
在联轴器中，转动惯量可以通过联轴器的设计参数或者几何形状来确定。
3. 最后，可以使用以下公式来计算联轴器的输出扭矩：T = J α。
其中，T表示输出扭矩，J表示联轴器的转动惯量，α表示联轴器的角加速度。
根据牛顿第二定律，扭矩等于转动惯量乘以角加速度。
在实际应用中，联轴器输出扭矩的计算公式可以根据具体的联轴器类型和工况条件进行调整和修正。
不同类型的联轴器具有不同的结构和工作原理，因此其输出扭矩的计算方法也会有所不同。
下面将分别介绍几种常见的联轴器类型及其输出扭矩的计算方法。
1. 弹性联轴器。
弹性联轴器是一种常见的联轴器类型，它具有较好的吸振和减震性能，适用于高速、高精度传动系统。
在弹性联轴器中，输出扭矩的计算可以通过以下公式来进行：T = K Δθ。
其中，T表示输出扭矩，K表示弹性系数，Δθ表示联轴器的角位移。
弹性系数是弹性联轴器的一个重要参数，它反映了联轴器在单位角位移下所产生的弹性变形。
通过测量联轴器的角位移和弹性系数，就可以计算出联轴器的输出扭矩。
2. 齿式联轴器。
齿式联轴器是一种常用于重载传动系统的联轴器类型，它具有较高的扭矩传递能力和较好的耐磨性能。
在齿式联轴器中，输出扭矩的计算可以通过以下公式来进行：T = (π/30) P (d1+d2)/2。
Halbach阵列同心式磁力齿轮参数分析与优化设计
场 ，所 用永磁 体 采 用 Ｈａｌｂａｃｈ阵列 充磁 ，用二 维 全局 解析 法 计 算 同心 式 磁 力 齿轮 磁 场 分 布 ；分 析 了
调磁环铁心宽度、调磁环高度及外转子轭部厚度等参数与磁 力齿轮最大静 态转矩之 间的关系。磁
场全局解析法计算结果与有限元分析结果一致性较好 ，验证 了解析模型的正确性 ；根据参数分析结
果 ，制作 了一 台 内转子 ４对极 、外转 子 １７对极 的 Ｈａｌｂａｃｈ阵列 同心 式磁 力 齿轮 样机择 结构参数可以提 高磁 力齿轮的转矩密度，对磁力齿轮 的设计提供一种有益参考。
关键 词 ：同心式磁 力 齿轮 ；Ｈａｌｂａｃｈ阵列 ；全 局 解析 法 ；气 隙磁 场 ；转矩 密度 ；调 磁环
ｔｈｅ ２一ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｆ ｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ），ｔｈｅ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｓｈｏｗｓ ｇｏｏｄ ａｇｒｅｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ
ｗａｖｅｆｏｒ ｍ ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｃｏｒｒｅｃｔ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｐａｒａｍｅ— ｔｅｒｓ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｇｅａｒ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｗａｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒｓ ｏｆ ｐｏｌｅ ｐａｉｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｎｅｒ ａｎｄ ｏｕｔｅｒ ｒｏｔｏｒｓ ａｒｅ ４ ａｎｄ １７，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｐａｒａｍｅ－ ｔｅｒｓ ｉｍ ｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｔｏｒｑｕｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｇｅａｒｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｍ ａｇｎｅｔｉｃ ｇｅａｒ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｕｓｅｆｕｌ ｒｅｆｅｒ—
磁力联轴器的转矩计算及其影响因素分析
磁力联轴器的转矩计算及其影响因素分析磁力联轴器使用永磁体的磁力把原动机与工作机相联接，能以无接触的方式完成转矩的传递，是机械工业中应用最广泛的关键设备之一。
计算磁力联轴器的转矩是机械设计中电机选型和阻抗匹配要考虑的重要问题。
虽然人们已对磁力联轴器做了大量的研究，但系统研究磁力联轴器转矩计算并分析转矩影响因素的资料并不多。
因此，研究磁力联轴器的转矩计算有必要进一步探讨。
标签：磁力联轴器；静态转矩；磁场1 前言随着机械工业的不断发展，国内外对机械传动装置的研究不断深入，磁力联轴器也逐渐从传统的机械联轴器逐渐过渡到现在的磁力联轴器，很好的解决了过大的振动和电机启动问题。
密封特性是机械液压传动中的重要指标，磁力联轴器将传统联轴器采用的动密封转为静密封，困扰设计人员的密封问题得以解决。
为了进一步研究磁力联轴器的传动特性，完善磁力联轴器的选型计算，本文将主要探讨磁力联轴器的转矩计算问题并分析磁力联轴器转矩大小的影响因素。
2 磁力联轴器的结构组成和工作原理磁力联轴器主要由两个普通联轴器复合而成，一个作为主动装置，一个作为从动装置。
其中主动部件主要由主动盘、调速装置、主动轴、永磁体、主动基体、推力球轴承、操作手柄等组成，从动部件主要由从动盘、从动基体、从动轴等组成。
永磁体分布在主动部件的转子上，从动转子槽上分布有薄环形的铜导体。
主动盘和从动盘之间不直接接触，转矩的传递通过永磁体形成的气隙磁场完成，这就大幅度地减轻了联轴器组成部件由于振动造成的磨损。
主动装置中的操作手柄带动螺纹传动副、轴承沿着一定的方向转动，右从动盘基体压缩弹簧的同时推动连杆转动，并带动左从动盘压缩弹簧，从而使主动盘和从动盘拉开距离；若操作手柄向相反的方向转动，弹簧的拉伸状态被恢复，从而使两个从动盘拉开距离；这样反复控制操作手柄的转动，调整主、从动盘之间的距离，就能实现磁力联轴器的调速，这就是磁力联轴器调速的工作原理。
当电机启动的时候，磁力联轴器的操作手柄动作，使主、从动盘之间的距离调整到最大，这样就实现了电机和负载的分离，使电机在空载或低负载的情况下启动；当电机稳定运行后，转动操纵手柄将主、从动盘间距调到设定距离，电机带动负载正常运转，这就完成了电机的软启动。
Halbach阵列型摆线永磁齿轮传动转矩的有限元分析
Halbach阵列型摆线永磁齿轮传动转矩的有限元分析朱雪松;郝伟娜;高竹发【摘要】In order to improve the transmission torque of cycloid permanent magnetic gear, the operating principle of cycloid permanent magnetic gear and characteristics of Halbach array were introduced, and the distribution of the magnetic field of Halbach array was analyzed. Based on the basic principles of using ANSYS to solve the magnetic drive torque problems, the air-gap magnetic field of cycloid permanent magnetic gear with 12-pole Halbach on stator and 10-pole Halbach on rotor respectively was calculated by FEA method. The relationship between torque of cycloid permanent magnetic gear with angle deviation, offset, radial thickness of permanent magnets and yoke irons was studied respectively. The calculation results show that the relationship between drive torque of Halbach and angular deviation is sin-periodic, and the drive torque is increased with the increasing of the permanent magnet radial thickness. Great offset comes the great transmission torque. The drive torque shows a downward trend with increasing of the yoke thickness firstly, and then has some increase until keeping essentially unchanged. Therefore, the permanent magnets thickness,offset and yoke thickness should be chose reasonably in the design of cycloid permanent magnetic gear for enhancing the transmission performance.%为提高摆线永磁齿轮的传动转矩,对其工作原理、Halbach阵列的特点和磁场分布情况进行分析阐述.基于ANSYS求解磁传动转矩的基本原理,应用其对定子、转子分别为12极和10极的Halbach型摆线永磁齿轮的气隙磁场进行有限元分析,研究了摆线永磁齿轮的传动转矩与转角偏差、偏移量、永磁体径向厚度及轭铁厚度的关系.通过计算得出:Halbach型摆线永磁齿轮的传动转矩随转角偏差呈正弦周期性变化且随着永磁体厚度的增大,其传动转矩值也变大；偏移量越大,其能传递的转矩也越大;当轭铁厚度增大时,其传动转矩表现为先下降然后有所升高直到基本保持不变.因此,在设计Halbach型摆线永磁齿轮时应合理选择永磁体厚度、偏移量、轭铁厚度以增强其传动性能.【期刊名称】《轻工机械》【年(卷),期】2013(031)002【总页数】5页(P24-28)【关键词】摆线永磁齿轮;传动转矩;Halbach阵列;数值计算【作者】朱雪松;郝伟娜;高竹发【作者单位】特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室(浙江工业大学),浙江杭州 310014【正文语种】中文【中图分类】TH132.41永磁齿轮是磁耦合传动装置中的一种，它的运动形式类似传统的机械齿轮。
不锈钢磁力驱动泵构造及运转工作原理的阐述有那些
不锈钢磁力驱动泵构造及运转工作原理的阐述有那些1不锈钢磁力驱动泵的构造及运转工作原理内磁转子与叶轮一起固定在泵轴;外磁转子与电动机相连接接。
在电动机的驱动下，外磁转子做转动运动。
由于外磁转子与内磁转子相互之间的磁用处力，使得内磁转子驱动叶轮一起转动。
二、Halbach阵列阐述20世纪80年代，美国劳伦斯伯克利国家实验室Klaus Halbach教授提出了一种永磁体阵列Halbach阵列。
随后的10年里，Halbach阵列被许多研究机构相继使用于粒子加速器，自由电子激光设备，同步辐射设备，真空机械，磁悬浮技术等高能物理领域7。
基于现在的制造加工工艺，要获取更好Halbach阵列需要整体环形充磁。
由于利用现有的技术对整体工艺还不够完善，因而在绝大多数的工程使用领域中，都使用分段拼装方法的分段式Halbach阵列8。
Halbach阵列使得阵列的内部磁场加强，同时阵列的外部磁场得到削弱。
同理，经过磁体的不同排列，可以得到外部磁场加强，内部磁场削弱的阵列。
内磁转子使用这种阵列，可以加强磁力驱动驱动机构的汽隙磁场强度，进而满足增加磁驱动机构传递转矩的目的。
3几何模型的建立及材质属性磁极为24极。
R1=35mm，R2=45mm，R3 =55mm，R4=58mm，R5=68mm，R6=78mm.内，外轭铁的磁导率取4000H/m;磁体磁导率取一、1H/m，矫顽力取Hc=870000A/m;气体的磁导率取一、0 H/m.4磁场力与转矩的核算办法四、1电磁场基本方程麦克斯韦方程组是支配所有宏观磁状况的一组基本调整方程。
由以下4个微分方程构成9：D=v E=-B t B=0 H=J+ D t式中：D为电位移(或称电通比重)，C/m2;v为单位体积中的电荷，即电荷体比重;E为电场强度，V/m;B为磁感应强度(或称磁通比重)，T;H为磁场强度，A/m;J为电流比重，A/m2。
以上4个微分方程也分别称为：高斯电通定律，法拉第电磁感应定律，高斯磁通定律及其安培环路定律(或称全电流定律)。
传动轴扭矩的计算
传动轴扭矩的计算万向节传动轴的断面尺寸除应满足临界转速的要求外，还应保证有足够的扭转强度。
传动轴的最大扭转应力τ(MPa)可按下式计算：τ= Te max·iR1·iF1·kd/Wτ式中Te max——发动机的最大转矩，N·m；iR1，iF1——变速器一档传动比和主传动比；kd——动载荷系数；Wτ——抗扭截面模量；如果传动轴为管轴，上式又可表达为τ=16DT/π·（D4-d4）式中T——传动轴计算转矩，T=Te max·iR1·iF1·kd，N·mm；D——传动轴管外径尺寸，mm；d——传动轴管内径尺寸，mm；上式亦可用于计算万向传动的实心轴，例如传动轴一端的花键轴和转向驱动桥的半轴以及断开式驱动桥和de Dion桥的摆动半轴，并取上式的d=0。
对于花键轴D取花键的内径，且其许用应力一般按安全系数为2～3确定。
根据传动轴的扭力需要计算轴的最小危险截面直径：如下下面举例进行计算说明：某款车其参数为：1、发动机的最大输出功率为47KW；2、发动机传输最大输出扭矩为85N·m（转速5000～5300rpm）；3、发动机中置，各轴的万向节间垂直距离为450mm；4、空载前轮承受重量600 Kg，空载重心离地高度330mm；5、发动机的主减速比：Ⅰ 1.570Ⅱ 2.412Ⅲ 3.301Ⅳ 4.389Ⅴ 4.2176、差速器减速比为4.05；7、满载前轮重量820Kg，满载时重心离地高度为270mm；8、传动轴初始安装轴倾角8°；9、车轮半径为0.29m；按汽车驱动轮打滑进行扭力计算：Tj=Tψmax/ (i∑·ηγ)=G2·Ψmax·rr/(i∑·ηγ)=0.5×820×7.98×0.75×0.3/（0.96×0.96）≈1000 N·m对于小型车而言，由于车体的自重较轻，因此抓地力相对较差，这里选取系数为0.75；另选取半轴至驱动车轮之间的传动比和传动效率数值分别为0.96。
联轴器的扭矩的计算方法
联轴器的扭矩的计算方法诸如很多机械，仪器，它都其自身的大小或其型号大小，这些都是由其使用环境不同决定的。
而如何精确的规范出它的大小这就得使用到数学上的仪器计算等方法了，如今联轴器在各行业的应用越来越广泛，且每种场合的使用要求都不同，那么其中它的扭矩是如何计算的呢，下面我们就简单看看到底是如何算法的。
联轴器传递的最大扭矩应小于许用扭矩值.最大扭矩的确定应考虑机器制动所需要加减速扭矩和过载扭矩.但是在设计时资料不足或分析难题，最大扭矩不易确定时，可按计算扭矩选用.即不超过许用扭矩值。
计算扭矩Tc：用下列公式计算
Tc=KT
T=9550×Pw/n=7020×PH/n
式中T=理论扭矩N.m
K---工作情况系数，可参考JB/ZQ4383-86《联轴器的载荷分类及工作情况系数》选用，通常1﹤K﹤5。
Pw ---驱动功率，Kw
PH---驱动功率，马力
n----转速，rpm
3.确定孔径范围(注:主从动轴径不同时，应按大端直径选用联轴器的规格)。
4.确定轴孔径及键(或胀紧联结套)的形式。
联轴器适当的选择形式根据机械特性的要求，如传递扭矩大小、刚度要求、震惊、冲击、耐酸碱侵蚀、传动精度等等，确定合适的联轴器类型。
基于Halbach阵列的人工心脏永磁电机的数值分析
基于Halbach阵列的人工心脏永磁电机的数值分析王芳群\吴义荣\束月霞\郝根\徐庆\王颢\赵栋2(1.江苏大学，镇江212013 ;2.德州理工大学，美国卢伯克市79415)摘要:提出了一种基于H albach阵列的人工心脏永磁电机的设计方案，并通过有限元仿真评价样机在人工心脏应用中的可行性。
其次，应用A nsoft有限元软件对H albach阵列永磁电机进行了数值研究，对电机进行静态和瞬态仿真，并运用MATLAB软件对电机气隙磁通密度的径向分量进行谐波分解。
仿真结果表明，与课题组原传统径向充磁电机相比，H albach阵列电机转子铁心厚度减小0.35 m m，感应电动势幅值增加5 V，齿槽转矩幅值减小2. 05 N*m。
关键词:人工心脏;永磁电机;H albach阵列;有限元法;齿槽转矩中图分类号:TM351 文献标志码:A文章编号:1004-7018 (2016) 07-0004-04Numerical Analysis of a Permanent Magnetic Motor Using Halbach Array for an Artificial Heart WANG Fang-qun1,WU Yi-rong1,SHU Yue-xia1,HAO Gen1,XU Qing1,WANG Hao1,ZHAO Dong2 (1. Jiangsu University,Zhenjiang212013 ,China; 2.Texas Technology University,Lubbock79415,USA)Abstract： A design of permanent magnetic ( PM) motor using Halbach array for the artificial heart was proposed and its performance was evaluated by finite element method . The PM motor using Halbach array was simulated by the Ansoft finite element software. Static simulation, transient simulation, and load simulation were conducted respectively. MATLAB was used to analyze the harmonic components of the radial magnetic flux density in the air gap. The results showed that compared with the original traditional radial-magnetized motor, the rotor core thickness of Halbach array motor decreased by 0. 35 mm, the induced voltage amplitude increased by 5 V and the cogging torque amplitude reduced by 2. 05 N • m.Key words:artificial heart; permanent magnetic motor; Halbach array; finite element method; cogging torque0引言对于终末期心衰患者，人工心脏一直是心脏康 复的有效治疗手段和移植手术的过渡桥梁。
一种新型调磁式异步磁力联轴器Halbach阵列结构设计[发明专利]
![一种新型调磁式异步磁力联轴器Halbach阵列结构设计[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a8fffdc9482fb4daa48d4b8a.png)
专利名称：一种新型调磁式异步磁力联轴器Halbach阵列结构设计
专利类型：发明专利
发明人：刘德宝
申请号：CN201611055008.3
申请日：20161125
公开号：CN108108503A
公开日：
20180601
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种新型调磁式异步磁力联轴器Halbach阵列结构设计方法，该方法是为提升调磁式异步磁力联轴器的传动性能，将 Halbach 永磁阵列应用于该类磁力联轴器中，利用有限元软件对其进行仿真，得到了对应不同永磁阵列的联轴器磁感应强度分布云图、磁力线分布图及输出转矩随时间的变化曲线，研究结果表明，当采用 Halbach 阵列时，磁力联轴器的主磁路外转子不需要轭铁，可减小机构的转动惯量；相比传统阵列，Halbach 阵列可明显提高联轴器的输出转矩；相比采用传统阵列磁体的联轴器，对应 90°、60°、45° Halbach 阵列的联轴器可使输出转矩分别提高
34.1%、52.3%、56.8%，合理选择结构参数可以提高磁力联轴器的转矩密度，为调磁式异步磁力联轴器结构参数的设计与优化提供依据及方向。
申请人：刘德宝
地址：110000 辽宁省沈阳市和平区和平北大街136号11-04
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。
轴向磁力驱动机构传动力矩的计算方法
条件下 ， 分析相对转角差 、 工作间隙 、 漏磁 系数与传动力矩的关系 ， 分析结果表 明在工作 间隙和漏磁 系数在 结构允许条件
下应取极 小值 ， 相对转角差为 ４ ． ２ 。 时， 轴 向磁力驱动机构传 递力 矩达到极 大值． 实验 时 ， 磁 体排列 采用组 合推拉排 列 ， 漏
磁 系数取 ４ 时， 在不 同工作气隙时 ， 传 动力 矩极 值的计算值与实验值相对误差在 ３ ． ５ ％内． 由于相对转角差 、 工作 间隙与漏
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ — ７ ０ ４ ３ ． ２ ０ １ ３ ０ ３ ０ ５ ５
网络 出版 地址 ： ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｎ ｅ ｔ ／ ｋ ｃ ｍ ｓ ／ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ／ ２ ３ ． １ ３ ９ ０ ． Ｕ ． ２ ０ １ ３ １ １ ２ ２ ． １ １ ３ １ ． ０ ０ １ ． ｈ ｔ ｍｌ
中图分类号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ３ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ７ ４３ ０ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２ — １ ５ ８ ７ — ０ ６
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ａ ｔ ｏ ｒ ｑ ｕ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｘ ｉ ａ ｌ ｍａ ｇ ｎｅ ｔ ｉ ｃ ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ
Ｘ Ｕ Ｑ ｉ ａ ｏ ， ＭＥ Ｉ Ｓ ｈ ｕ ｎ ｑ ｉ ， Ｌ Ｉ Ｇ ａ ｎ ｇ ｙ ａ ｎ
（１ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ７ ０ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ；２ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ・
Halbach型调磁式异步磁力联轴器的电磁特性及实验研究的开题报告
Halbach型调磁式异步磁力联轴器的电磁特性及实验研究的开题报告一、研究背景及意义异步磁力联轴器是一种常见的传动装置，其主要应用于大功率传动、转速调节等领域。
而Halbach型调磁式异步磁力联轴器是一种新型的电磁传动装置，具有结构简单、效率高等优点，因此在工业领域逐渐受到关注。
Halbach型调磁式异步磁力联轴器可以通过改变永磁体的排列形式，实现对传动扭矩的调节。
因此，研究其电磁特性对于揭示其工作原理、提高其传动效率具有重要意义。
二、研究内容及方法1. 研究Halbach型调磁式异步磁力联轴器的结构特点及工作原理。
2. 建立Halbach型调磁式异步磁力联轴器的电磁模型，分析其磁场分布、电磁特性等。
3. 制备Halbach型调磁式异步磁力联轴器实验样机，对其进行实验测试，比较不同工作条件下的传动效率、扭矩变化等，验证电磁模型的正确性。
4. 尝试通过优化磁路结构、永磁体排列等方式，提高Halbach型调磁式异步磁力联轴器的传动效率和调节性能。
三、研究预期成果1. 可以深入了解Halbach型调磁式异步磁力联轴器的电磁特性，并为其进一步的优化改进提供理论基础。
2. 可以实现Halbach型调磁式异步磁力联轴器实验样机的制备，便于对其进行实验测试及性能优化。
3. 可以分析Halbach型调磁式异步磁力联轴器在不同工作条件下的传动效率、扭矩变化等，验证其电磁模型的正确性，并为其应用提供参考数据。
4. 可以尝试通过优化磁路结构、永磁体排列等方式，提高Halbach 型调磁式异步磁力联轴器的传动效率和调节性能，为其工业应用提供技术支持。
四、研究进度安排1. 第一年：研究Halbach型调磁式异步磁力联轴器的结构特点、工作原理及电磁模型建立。
2. 第二年：制备Halbach型调磁式异步磁力联轴器实验样机并进行实验测试。
3. 第三年：分析实验数据，验证电磁模型的正确性，并尝试优化磁路结构、永磁体排列等方式，提高Halbach型调磁式异步磁力联轴器的传动效率和调节性能。
Halbach阵列同心式磁力齿轮磁场全局解析法分析
Halbach阵列同心式磁力齿轮磁场全局解析法分析井立兵;章跃进【摘要】针对Halbach阵列同心式磁力齿轮这种内外转子非接触传递的传动装置,运用全局解析法对磁力齿轮内外两层气隙磁场进行分析计算.求解场域划分为内外转子永磁体、内外两层气隙和调磁定子的槽形区域,各子区域的拉普拉斯方程和泊松方程通过边界连续条件建立联系.得到内外两层气隙区域的矢量磁位磁通密度解析表达式,并用计算了内外转子电磁转矩,将气隙磁场波形和内外转子电磁转矩波形分别与二维有限元法计算波形作比较,结果吻合,证明了方法的正确性和有效性.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2014(018)010【总页数】6页(P50-54,67)【关键词】全局解析法;Halbach阵列;磁力齿轮;气隙磁场;电磁转矩【作者】井立兵;章跃进【作者单位】三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌443002;新能源微电网湖北省协同创新中心,湖北宜昌443002;上海大学机电工程与自动化学院,上海200072【正文语种】中文【中图分类】TM3510 引言同心式磁力齿轮是一种新型磁力传动装置，其内、外转子为同心式结构，中间采用调磁环对内外转子形成的磁场进行调制，使其具有一定的传动比。
磁力齿轮较传统齿轮具有噪声小、稳定性强、维护成本低和过载自我保护等优点。
所以磁力齿轮已经越来越受到科研人员的重视［1－2］，目前国内外对磁力齿轮进行的理论与实验研究已取得了一些进展［3－4］。
但这种磁力齿轮配备旋转电机更适合用在低转速大转矩的电动汽车［5］和风力发电机上［6］。
气隙磁场分析是电机设计和性能计算的基础。
气隙磁场可以采用解析法或半解析法或数值法(有限元法)求解得到。
有限元法计算精确度高，但计算时间长，且需要以良好的网格品质保证其高精确度。
文献［7］首次提出磁场调制式磁力齿轮机械结构及运行原理，采用磁密频谱分析法研究了气隙中调制磁场的谐波数目及所对应的传动比;文献［8－9］研究了磁力齿轮的结构参数对气隙磁密及转矩特性的影响;文献［10］则基于电动机齿槽转矩原理研究了磁力齿轮如何避免齿槽转矩的产生。
新型双段Halbach阵列轴向永磁联轴器的多目标优化
电机与控制学报 Electric Machines and Control
Vol. 25 No. 6 Jun. 2021
新型双段Halbach阵列轴向永磁联轴器的 多目标优化
刘晓肖罗鹏-崔鹤松黄守道|
(1•湖南大学电气与信息工程学院，长沙410082；2,机械工业北京电工技术经济研究所，北京100070)
本文提出一种新型双段HAMC,通过3D有限 元法建立新型双段HAMC仿真模型,并且进行参数 化分析，研究转矩性能与设计变量的关系。通过仿 真得到大量样本点，建立转矩与转矩密度的多项式 回归模型。采用非支配排序遗传算法II ( NSGA D)［，2］进行Pareto多目标优化，获得转矩与转矩密 度的极大值。最后通过气隙磁密与转矩性能分析,
验证新型结构的合理性与优化方法的有效性。
1双段Halbach阵列分析
轴向永磁联轴器由3部分构成，主动转子、从动 转子、气隙。主、从动转子上均安装有永磁体，且极 对数和尺寸规格相同，气隙将转子隔开,实现无接触 式传动。HAMC的结构示意图如图1所示。
觇体
永磁体
图1 Halbach轴向永磁联轴器 Fig. 1 Axial magnetic couplings with Halbach array
Hale Waihona Puke 摘 要：为了解决传统双段Halbach轴向永磁联轴器转矩性能较低的问题，提出一种新型双段Hal-
bach轴向永磁联轴器，并以转矩性能为优化目标进行多目标优化。采用3D有限元法对新型双段
HAMC进行建模，主要分析新型阵列的每个关键参数对新型双段HAMC转矩和转矩密度的影响。
通过参数分析,发现转矩和转矩密度不能同时达到最优，需要对提出的新型双段HAMC进行多目
磁力耦合联轴器三维传递转矩的计算
磁力耦合联轴器三维传递转矩的计算
在计算磁力耦合联轴器的传递转矩时，首先需要确认磁体间的磁力对
传递转矩的影响。
磁力的大小与磁体的磁力系数和磁场强度有关，可以通
过下式计算：
F=μ*B*A
其中，F为磁力，μ为磁力系数，B为磁场强度，A为磁体间的有效
面积。
磁力系数是一个与磁体材料和结构相关的物理常数，可以根据具体
的磁体材料进行选择。
然后，需要确定磁力对转矩的传递效率。
磁力的转矩传递效率与磁体
间的磁力矩和磁场强度矩有关，可以通过以下公式计算：
τ=F*l
其中，τ为转矩，F为磁力，l为磁体间的有效转动长度。
有效转动
长度指磁体间的磁场产生作用的长度。
在计算转矩时，还需要考虑各种能量损耗，如摩擦损耗、涡流损耗等。
这些损耗会影响转矩的传递效率和实际输出转矩。
在实际应用中，为了保证磁力耦合联轴器的正常运行，还需要考虑其
他因素，如磁体间的间隙、磁体的形状和材料等。
这些因素都会对转矩的
传递效率和稳定性产生影响。
总之，磁力耦合联轴器的转矩传递计算需要综合考虑磁力、磁场和磁
体等因素。
通过合理选择磁体材料和结构参数，可以获得满足实际要求的
转矩传递效果。
在实际应用中，还需要对磁力耦合联轴器进行合理设计和
优化，以提高其传递转矩的可靠性和性能。
计算联轴器的计算转矩
计算联轴器的计算转矩计算联轴器的计算转矩2011年09月16日重要提醒：系统检测到您的帐号可能存在被盗风险，请尽快查看风险提示，并立即修改密码。
| 关闭网易博客安全提醒：系统检测到您当前密码的安全性较低，为了您的账号安全，建议您适时修改密码立即修改 | 关闭由于机器起动时的动载荷和运转中可能出现过载，所以应当按轴可能传递的最大转矩作为计算转矩Tca。
计算转矩按下式计算：式中T为公称转矩，N·m；KA为工作情况系数，见下表。
工作情况系数 KA 工作机 KA 原动机分类工作情况及举例电动机，汽轮机四缸和四缸以上内燃机双缸内燃机单缸内燃机 I 转矩变化很小，如发电机，小型通风机，小型离心泵 1.3 1.5 1.8 2.2 II 转矩变化小，如透平压缩机，木工机床，运输机 1.5 1.7 2.0 2.4 III 转矩变化中等，如搅拌机，增压泵，有飞轮的压缩机，冲床 1.7 1.9 2.2 2.6 IV 转矩变化和冲击载荷中等，如织布机，水泥搅拌机，拖拉机 1.9 2.1 2.4 2.8 V 转矩变化和冲击载荷大，如造纸机，挖掘机，起重机，碎石机 2.3 2.5 2.8 3.2 VI 转矩变化大并有极强烈冲击载荷，如压延机，无飞轮的活塞泵，重型初轧机 3.1 3.3 3.6 4.0 确定联轴器的型号根据计算转矩及所选的联轴器类型，按照：Tca≤[T]的条件由联轴器标准中选定该联轴器型号。
上式中的[T]为该型号联轴器的许用转矩。
校核最大转速被联接轴的转速n不应超过所选联轴器允许的最高转速nmax，即n≤nmax协调轴孔直径多数情况下，每一型号联轴器适用的轴的直径均有一个范围。
标准中或者给出轴直径的最大和最小值，或者给出适用直径的尺寸系列，被联接两铀的直径应当在此范围之内。
一般情况下被联接两轴的直径是不同的，两个轴端的形状也可能是不同的，如主动轴轴端为圆柱形，所联接的从动轴轴端为圆锥形。
规定部件相应的安装精度根据所选联轴器允许轴的相对位移偏差，规定部件相应的安装精度。
Halbach永磁阵列空间磁场的解析计算
Halbach永磁阵列空间磁场的解析计算陈殷;张昆仑【期刊名称】《磁性材料及器件》【年(卷),期】2014(000)001【摘要】对 Halbach 永磁阵列空间磁场的解析表达式进行了研究。
首先，根据安培分子环流假说，用面电流对矩形永磁体的空间磁场等效，从而推导出其空间磁场的表达式。
其次，通过叠加原理和坐标变换，得到了Halbach阵列磁场的计算公式。
最后，通过2D和3D有限元法对解析公式进行了验证，证明了提出的解析公式能较为准确地模拟包括阵列端部在内的各处磁场分布情况，比目前广泛采用的正弦法有更高的精度。
%The magnetic field created by Halbach permanent magnets array was studied in the paper. First, according to Ampere's hypothesis of molecular current, the magnetic field created by a rectangular permanent magnet was equivalent to that excited by surface current, so the field formula for it was derived. Then, on the basis of superposition principle and coordinate transformation, the expression of Halbach magnetic field is acquired. Finally, compared with 2D and 3D FEM, the analytic formula is proved to accurately simulate the field distribution of Halbach array including the end, and be more precise than that of the Sine method.【总页数】5页(P1-4,9)【作者】陈殷;张昆仑【作者单位】西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室，四川成都610031;西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室，四川成都 610031【正文语种】中文【中图分类】TM144【相关文献】1.分数槽Halbach永磁直线同步电机磁场解析计算 [J], 师宇飞;汪旭东;许孝卓;封海潮2.Halbach永磁阵列无刷直流电机转矩的解析计算和分析 [J], 罗玲;薛利昆;吴先宇;张乐玥3.梯形Halbach永磁阵列空心直线同步电动机特性的解析计算与优化 [J], 段家珩;张昆仑;罗成;黎松奇4.Halbach阵列磁力变速永磁无刷电机解析计算与设计 [J], 井立兵;龚俊;章跃进;曲荣海5.永磁电磁混合Halbach阵列空间磁场三维解析计算及参数分析 [J], 罗成;朱开锋;张昆仑;靖永志因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ｈａｂ ｃ ｌａｈ阵列 磁 力联 轴 器传 动 转 矩 的数值 计算
袁 丹 青 ，李 建 萍 ，张 贺 ，何 有 泉 ，白 滨
（ 苏 夫 学 能源 动 力 ｝ 学 院 ，江 苏 镇 ２ １ ） 汀 ｊ 程 １０ ３ ２
摘 要 ：为提 高磁 力 泵磁 力联 轴 器的传动 转矩 ， Ｈ ｌａｈ阵 列的特 点和 制造 方 法进行 阐述 ， 对 ａ ｃ ｂ 并分
ＹＩ１Ｄａ ｑｎ Ｉ １ ｎ ｉｇ，Ｌ ｉｎ ｉｇ，Ｚｈ ｎ ｅ ￣ （ １ ｉ ａ ｐｎ Ｊ ａ ｇ Ｈ ，ＨｅＹ ｕ ｕ ｎ，Ｂａ ｎ ｏｑ ａ ｉ Ｂｉ
（ （ ｏ ｌ ｆ￣ ｅｇ ｎ （ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｊ ｎ ｓ ｎｖ ｒ ｔ ，Ｚ ｅｊ ｎ ， ｉｎ ｓ １０ ３， ｈｎ ） ｓ・ ｏ ０ ｎ ，Ｙａ ｄ Ｐｍ ｒ ｇ ｅｉ ， ｉ ｇｕ Ｕ ｉｅｓ ｙ ｈ ｎｉ ｇ Ｊ ｇｕ２ ２ １ Ｃ ｉａ ｈ ｌ Ｅ ｎ ｎ ａ ｉ ａ ａ
Ｈａｂ ｃ ｇ ｅ ｉ ｏ ｐｌ ｇ ｔ ｎ ｌ ｅ ｉ ｔ ｎ， ａｒｇ ｐ ｌ ａ ｈ ｍａ ｎ ｔ ｃ ｕ ｉ ｓｗｉ ａ ｇｅ ｄ ｖａｉ ｃ ｎ ｈ ｏ ｉ ａ ｓ，ｔ ｉｋ ｅ ｓ ｏ ｅ ｍａ ｅ ｔｍａ ｎ ｔ ｎ ）Ｐ ｈ ｃ ｎ ｓ ｆｐ ｒ ｎ ｎ ｇ ｅｓ ａ ｄ ｋ ｉｏ ｓｗｅ‘ ｓｕ ｔ ｄ，ｒ ｓ ｅ ｔｖ ｌ ． Ｔｈ ａｃ ｌｔｏ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅｒ ｌ ｔ ｎ ｈｐ ｂ ｔ ｅ ｒｖ （‘ｕ ｒ ｎ ｌ ｔ（ ｅ ｅ ｉ ｅ ｐ ｃ ｉｅｙ ｅ ｃ ｌ ｕ ａｉｎ ｒｓ ｌｓｓ ｏ Ｉ ａ ｈ ｅａ ｉ ｓ ｉ ｅｗｅ ｎ ｄ ｉｅ ｔ ｃ ｅ ｏ ｕｌ
一 排灌机械工程学报
Ｉ ｏ ｒ ａ ｆＤｒ ｉ ａ ｅ ａ ｄＩ ｒｇ ｔｏ ａ ｈｎ ｒ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ａ ｎ ｇ ｎ ｒ ｉａ ｉ ｎ Ｍ ｃ ｉ ｅ ｙＥｎ ｉ ｅ ｒｎ
ｌ 第期／ Ｎ ３ｌ ｏＩ ． ３
ｄｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １７ ８ ３ ．０ ０ ．０ ｏ：０ ３ ６ ／． ｓ ．６ ４— ５ ０ ２ １ ． ３ ０ ６ ｓ １
析 了 Ｈ ｌａｈ阵 列 的磁 场分 布 情 况及磁 体 的磁 化 规律 ． 于 Ａ Ｓ Ｓ求 解磁 传 动转 矩 的基 本 原 ａｂｅ 基 ＮＹ
理， 应用 Ａ Ｓ Ｓ软 件 对 ２ ＮＹ ４极 式 Ｈ ｌａｈ型磁 力联 轴 器的 气 隙磁 场进 行 有 限元 分 析 ， 究转 角 ａ ｃ ｂ 研 差、 气隙厚度 、 永磁 体厚度 以及轭 铁厚 度 对磁 力联 轴 器传 动转 矩 的影 响． 计算 结 果表 明 ： ａ ａｈ Ｈ ｌ ｃ ｂ
型磁 力联 轴 器的传 动转矩 随转 角角一 半 时取得 最 大
值 ： 满足 结构要 求的前提 下应尽 量减 小工作 气 隙厚 度 以提 高其传 动转 矩 ； 着永磁体 厚度 的增 在 随
大． 其传 动转矩值 变化 较 大且在使 用较 大尺 寸 永磁 体 时更 能 充分 体现 Ｈａ ａｈ阵列 的 单边 聚磁 ｌｃ ｂ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｎ Ｏ’ｅ ｏ ｉ ｐ ｏ ｈｅ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｔｒ ｕ ｆｍａ ｎ ｔ ｏ ｐ ｉ ｇ ｏ ａ ｎ ｔ ｕｍｐ，ｔ ｅ ｓ ｒ ｃ ：Ｉ ｌ ｒｔ ｍ ｒ ￣ ｔ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｏ ｑ ｅ ｏ ｇ ｅ ｉ ｅ ｕ ｌｎ ｆａ ｍ ｇ ｅｉ ｐ ｄ ｅ ｃ ｃ ｈ （ ａ’ ｔｒｓｉｓ ａ ｄ ｆ ｂ ｉａ ｉｎ ： ｌｃ ｅ ｉｔｅ ｎ ａ ｒｃ ｔｏ ｍｅｈ ｄ ｆ Ｈａ ｂ ｃ ｒａ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ． ａ ｄ ｈｅ ｈ ａ ｔ ｏ ｓ ｏ ｌ ａ ｈ ａ ｒ ｙ ｗｅ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｍａ ｎ ｔｚ ｔｏ ａ ｇ ｅｉａｉ ｎ ｌｗ ａ ｄ ｄ ｓｒｂ ｔ ｎ ｏ ｈ ｇ ｅｉ ｉｌ ｆＨａ ｂ ｃ ｒａ ｌ ｎ ｌｚ ｄ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｂ ｓｃ ｐ ｉｃｐｌｓｏ ｎ ｉｔｉ ｕ ｉ ｆｔ ｅ ｍａ ｎ ｔｃ ｆ ｄ ｏ ｌ ａ ｈ ａ ｒ ｙ ｗｅ’ ａ ａｙ ｅ ． ｏ ｅ ｅ ｓ ｄ ｏ ｈ ａ ｉ ｒｎ ｉ ｅ ｆ ｕ ｉ ｇ ＡＮＳ ｔ ｓ ｌｅ ｈ ｍ ａ ｎｅｉ ｄ ｉｅ ｏ ｑ ｅ ｒｂｌｍｓ， ｔ ｅ ｉ— ａ ｍａ ｎ ｔ ｆｅｄ ｆ ２ ｆ） ｓｎ ＹＳ ｏ ｏｖ ｔ ｅ ｇ ｔｃ ｒｖ ｔｒ ｕ ｐ ｏ ｅ ｈ ａｒｇ ｐ ｇ ｅ ｉ ｉ ｌ ｏ ４一）ｌ ｅ （ｅ Ｈａｂ ｃ ｇ ｅｉ ｏ ｐ ｉ ｇ ｗａ ｎ ｔ ｌｍｅ ｔａ ａ ｙ ｅ ｙ ＡＮＳ ｏｔ ｒ ． Ｔｈ ｈ ｎ ｅ ｏ ｏｑ ｆ ｌ ａ ｈ ｍａ ｎ ｔｃ ｃ ｕ ｌｎ ｓ ｆ ｉｅ ｅ ｅ ｎ ｎ ｌｚ ｄ ｂ ｉ ＹＳ ｓ ｆｗａ ｅ ｅ ｅ ａ ｇ ｆｔｒ ｕｅ ｏ
Ｎｕ ｅ ｉ ａ ａ ｃ ｌ ｔ ｎ ｏ ｒ ｎ ｍ ｉｓｏ ｏ ｑ ｆｍ ａ ｎ ｔｃ ｍ ｒ ｃ ｌｃ ｌｕ ａ ｉ ｆ ｔ ａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｕｅ ｏ ｇ ｅ ｉ ｏ ｃ ｕ ｌｎ ａ ｅ ｎ Ｈａ ｂ ｃ ｒ ａ ｏ ｐｉｇ ｂ ｓｄ ｏ ｌａ ｈ ａ ｒ ｙ
特性： 随着轭铁厚 度 的增 大， 动转 矩呈 下降趋 势但影 响很 小 ， 传 因此 ， 设计 Ｈ ｌａｈ型磁 力联轴 在 ａｂ ｅ 器 时可以取 消轭铁 结构 以降低 转动 惯量 ， 而增 强联 轴器 的传 动性 能． 从 关 键词 ： 力泵 ； 力联轴 器 ； ａｂｅ 磁 磁 Ｈ ｌ ｈ阵 列 ； ａ 传动 转矩 ； 数值 计 算 中图分类 号 ： ２ ７ ９； Ｈ １ 文献标 志码 ： ￥７ ． Ｔ ３ １ Ａ 文章编 号 ：１７ ６ ４—８ ３ （ ０ １ ０ ０ ０ ０ ５ ０ ２ １ ） ３— ２ ９— ５