永磁型磁流變液聯(lián)軸器的磁路設(shè)計(jì)及性能研究

磁流變液是近年來的一種新型智能材料。在無磁場(chǎng)作用的狀況下磁流變液表現(xiàn)為一般牛頓流體的流動(dòng)特性，但在相對(duì)強(qiáng)度的外加磁場(chǎng)作用下其流變特性會(huì)發(fā)生劇變，表觀粘度在瞬間增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)，成類似固體的力學(xué)特性。利用磁流變液的這種特性，研制出了各種磁流變液器件，主要涉及阻尼器和制動(dòng)器兩方面。目前的磁流變液器件主要是電流勵(lì)磁，通過改變電流的大小來調(diào)節(jié)工作區(qū)磁流變液剪切應(yīng)力。針對(duì) 種采用永磁體提供磁源的新型磁流變液聯(lián)軸器，通過探討該新型聯(lián)軸器的傳動(dòng)性能與相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)之間的關(guān)系

在對(duì)模型進(jìn)行磁場(chǎng)分析前，需要做以下假設(shè):①聯(lián)軸器的磁場(chǎng)分布是一個(gè)非線性的三維問題，考慮到力矩的傳遞主要受特定磁場(chǎng)條件下工作間隙中磁流變液提供的剪切應(yīng)力的影響，工作間隙尺寸(0．6～2．0mm)遠(yuǎn)小于其軸向尺寸，因此可以忽略端部效應(yīng)的影響，把磁場(chǎng)分布的三維問題轉(zhuǎn)化為二維問題進(jìn)行處理。②在模型結(jié)構(gòu)的橫截面上，各種因素是周期變化的，周期數(shù)等于外磁體和內(nèi)磁體的對(duì)數(shù)(及數(shù))。③主動(dòng)轉(zhuǎn)子和從動(dòng)轉(zhuǎn)子均為導(dǎo)磁體，且足夠厚，在這兩處不發(fā)生磁飽和

隨著工作間隙的變大，聯(lián)軸器所能穩(wěn)定傳遞的較大轉(zhuǎn)矩減小。為了提高聯(lián)軸器穩(wěn)定傳遞的較大轉(zhuǎn)矩和減小振動(dòng)，應(yīng)盡量減小間隙的寬度;然而間隙大小受諸多因數(shù)影響，例如磁流變液的性能、磁級(jí)數(shù)量、裝配時(shí)的同軸度等。為了既磁流變液聯(lián)軸器的制造成本，同時(shí)其性能，工作區(qū)間隙可以適當(dāng)選擇在1．2mm左右。

將永磁型磁流變液聯(lián)軸器的磁場(chǎng)由三維簡(jiǎn)化為二維，利用有限元軟件對(duì)永磁型磁流變液聯(lián)軸器的磁場(chǎng)分布進(jìn)行模擬，并研究了不同工作間隙對(duì)磁場(chǎng)分布及磁流變液剪切應(yīng)力的影響，推導(dǎo)出永磁型磁流變液聯(lián)軸器傳遞的及限力矩與相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的關(guān)系。對(duì)永磁型磁流變液聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)具有重要意義。