擺線波紋狀磁流變聯(lián)軸器機理模型及特征

針對傳統(tǒng)磁流變液聯(lián)軸器存在的傳遞扭矩大與尺寸小、質(zhì)量輕之間的矛盾，提出一種結(jié)構(gòu)緊湊扭矩傳遞的擺線波紋狀磁流變聯(lián)軸器，該結(jié)構(gòu)使得波紋狀磁流變液工作腔將磁鏈從單純的剪切工作模式變?yōu)閿D壓與剪切混合工作模式，從而提高聯(lián)軸器的動力傳遞能力.通過電磁學仿真驗證磁感線在弧形表面的形成方式，基于金屬塑性變形理論建立了混合工作模式下磁流變液傳遞扭矩的機理模型，分析聯(lián)軸器的關(guān)鍵參數(shù)并考察了其性能特征.結(jié)果表明:該聯(lián)軸器在相同尺寸的情況下穩(wěn)定傳遞扭矩約為普通磁流變聯(lián)軸器的1.6一2.0倍，為傳統(tǒng)磁流奮聯(lián)軸器的伏化設(shè)計與理論樟型提供了理訟依抿.磁流變液是一種具有流動性質(zhì)的智能材料，在外加磁場的作用下其力學特性與阻尼特性有著瞬時可控的特點，并且其化學成分穩(wěn)定，基于這些優(yōu)良特性，磁流變液被廣泛應用在剎車器、離合器以及阻尼器等多種工程中.通過理論計算與磁路仿真研究了盤式、筒式和碟式磁流變液制動器的關(guān)鍵尺寸以及線圈的分布對制動扭矩性能的影響.吳杰等叫設(shè)計了一種雙層多線圈磁流變液制動器并對其磁路以及制動扭矩進行了理論分析.李國發(fā)等[3j研制出一種杯狀的磁流變液力矩傳遞裝置，并通過實驗的方式驗證并拓寬了磁流變液的應用范圍.鄭軍等川結(jié)合整體針翅回轉(zhuǎn)熱管設(shè)計了一種散熱性優(yōu)良的磁流變傳動裝置，并對該裝置的熱特性與機械特性進行了理論分析與實驗研究.側(cè)重磁路分析與優(yōu)化，設(shè)計了一種緊湊式的磁流變液扭矩傳遞裝置用來減小工作體積.困在普通盤式磁流變制動器的工作腔內(nèi)添加滾珠軸承，通過增加接觸面積以提高轉(zhuǎn)動阻尼和制動力矩.只是通過增加磁流變液工作腔的面積或者通過改變扭矩傳遞裝置的機械結(jié)構(gòu)形式與尺寸，雖然可以提高扭矩傳遞性能，但是在增加傳遞扭矩能力的同時也增加了裝置的體積與質(zhì)量和制造成本，這無疑了磁流變聯(lián)軸器在工程上進一步的廣泛應用.為此本研究基于磁流變液傳遞扭矩的本質(zhì)特征，提出并設(shè)計出一種擺線波紋面磁流變聯(lián)軸器，

從動套筒通過安裝在輸人套筒與透蓋內(nèi)的軸承與驅(qū)動套筒連接從而實現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動，并在周向與軸向留有間隙作為磁流變液的容腔，驅(qū)動套筒通過O型圈密封以防止液體泄漏;在線圈內(nèi)徑與驅(qū)動套筒的周向均嵌有由隔磁材料制成的隔磁環(huán)用于引導磁路.從動套筒外表面通過電火花加工形成的外擺線形式(聯(lián)軸器的軸向剖視圖所示)，與驅(qū)動套筒構(gòu)成異型的波紋磁流變液腔.

該裝置的穩(wěn)定傳遞扭矩約為采用普通平面1.6一2倍，同時波紋腔所帶來的勃滯力矩與普通平面相差不大，在相同性能要求下，可以減小傳統(tǒng)磁流變扭矩傳遞裝置的尺寸與質(zhì)量.為進一步擺線波紋式磁流變扭矩傳遞裝置樣機的設(shè)計提供了理論依據(jù).