磁性聯軸器及軸系理論建模

    內外軸式磁性聯軸器的建模與分析優化為主要目標,結合磁力傳動技術和直接驅動技術,設計兩自由度同軸布局的真空機器人動力傳遞軸系原型系統。本文首先分別建立了內外軸式磁性聯軸器的理論模型和三維有限元模型。改進了等效磁荷法和片電流法求解磁性聯軸器傳遞扭矩的數學模型,引入漏磁損失系數,分別了基于這兩種方法的內外軸間隙式磁性聯軸器的較大扭矩簡化公式,擴大了模型的適用范圍,顯著提高了這兩種方法的求解精度和效率。其中,片電流法在求解精度上提高了一,等效磁荷法精度提高了一,求解效率提過了一倍。通過使用片電流法,等效磁荷法和三維有限元模型,全 面地分析了磁性聯軸器兒何參數與其較大扭矩、較大扭矩體積比,以及啟動扭轉剛度的關系。并使用三維有限元法分別對扼鐵的導磁效應、多組磁性聯軸器間的磁禍合效應以及四種不同構型的內外軸式磁性聯軸器進行了仿真分析。分析結果被應用于磁性聯軸器的優化設計。基于磁性聯軸器在真空機器人軸系中實際應用時的工況,以同時優化兩組磁性聯軸器為例,建立了磁性聯軸器設計兒何參數優化的目標函數。