永磁型磁流變液聯軸器的磁路設計及性能研究

磁流變液是近年來的一種新型智能材料。在無磁場作用的狀況下磁流變液表現為一般牛頓流體的流動特性，但在相對強度的外加磁場作用下其流變特性會發生劇變，表觀粘度在瞬間增加幾個數量級，成類似固體的力學特性。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器兩方面。目前的磁流變液器件主要是電流勵磁，通過改變電流的大小來調節工作區磁流變液剪切應力。針對 種采用永磁體提供磁源的新型磁流變液聯軸器，通過探討該新型聯軸器的傳動性能與相關設計參數之間的關系

在對模型進行磁場分析前，需要做以下假設:①聯軸器的磁場分布是一個非線性的三維問題，考慮到力矩的傳遞主要受特定磁場條件下工作間隙中磁流變液提供的剪切應力的影響，工作間隙尺寸(0．6～2．0mm)遠小于其軸向尺寸，因此可以忽略端部效應的影響，把磁場分布的三維問題轉化為二維問題進行處理。②在模型結構的橫截面上，各種因素是周期變化的，周期數等于外磁體和內磁體的對數(及數)。③主動轉子和從動轉子均為導磁體，且足夠厚，在這兩處不發生磁飽和

隨著工作間隙的變大，聯軸器所能穩定傳遞的較大轉矩減小。為了提高聯軸器穩定傳遞的較大轉矩和減小振動，應盡量減小間隙的寬度;然而間隙大小受諸多因數影響，例如磁流變液的性能、磁級數量、裝配時的同軸度等。為了既磁流變液聯軸器的制造成本，同時其性能，工作區間隙可以適當選擇在1．2mm左右。

將永磁型磁流變液聯軸器的磁場由三維簡化為二維，利用有限元軟件對永磁型磁流變液聯軸器的磁場分布進行模擬，并研究了不同工作間隙對磁場分布及磁流變液剪切應力的影響，推導出永磁型磁流變液聯軸器傳遞的及限力矩與相關設計參數的關系。對永磁型磁流變液聯軸器的設計具有重要意義。