Halbach阵列磁力联轴器传动转矩的数值计算

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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
ｔｈｅ２一ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ），ｔｈｅｗａｖｅｆｏｒｍｓｈｏｗｓｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄ
ｗａｖｅｆｏｒｍ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｓｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｉｓｃｏｒｒｅｃｔａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｐａｒａｍｅ— ｔｅｒｓａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃｍａｇｎｅｔｉｃｇｅａｒｐｒｏｔｏｔｙｐｅｗａｓｐｒｏｄｕｃｅｄ，ｗｈｉｃｈｔｈｅｎｕｍｂｅｒｓｏｆｐｏｌｅｐａｉｒｓｏｎｔｈｅｉｎｎｅｒａｎｄｏｕｔｅｒｒｏｔｏｒｓａｒｅ４ａｎｄ１７，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｒｅａｓｏｎａｂｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒａｍｅ－ｔｅｒｓｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｔｏｒｑｕｅｄｅｎｓｉｔｙｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｇｅａｒｓ，ａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｇｅａｒｐｒｏｖｉｄｅｓａｕｓｅｆｕｌｒｅｆｅｒ—

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。

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Ｈａｂｃｌａｈ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２１）汀ｊ程１０３２
摘要：为提高磁力泵磁力联轴器的传动转矩，Ｈｌａｈ阵列的特点和制造方法进行阐述，对ａｃｂ并分
ＹＩ１ＤａｑｎＩ１ｎｉｇ，Ｌｉｎｉｇ，Ｚｈｎｅ￣（１ｉａｐｎＪａｇＨ，ＨｅＹｕｕｎ，ＢａｎｏｑａｉＢｉ
（（ｏｌｆ￣ｅｇｎ（ｎｉｅｒｇＪｎｓｎｖｒｔ，Ｚｅｊｎ，ｉｎｓ１０３，ｈｎ）ｓ・ｏ０ｎ，ＹａｄＰｍｒｇｅｉ，ｉｇｕＵｉｅｓｙｈｎｉｇＪｇｕ２２１ＣｉａｈｌＥｎｎａｉａａ
Ｈａｂｃｇｅｉｏｐｌｇｔｎｌｅｉｔｎ，ａｒｇｐｌａｈｍａｎｔｃｕｉｓｗｉａｇｅｄｖａｉｃｎｈｏｉａｓ，ｔｉｋｅｓｏｅｍａｅｔｍａｎｔｎ）Ｐｈｃｎｓｆｐｒｎｎｇｅｓａｄｋｉｏｓｗｅ‘ ｓｕｔｄ，ｒｓｅｔｖｌ．Ｔｈａｃｌｔｏｅｕｔｈｗｈｔｔｅｒｌｔｎｈｐｂｔｅｒｖ（‘ｕｒｎｌｔ（ｅｅｉｅｐｃｉｅｙｅｃｌｕａｉｎｒｓｌｓｓｏＩａｈｅａｉｓｉｅｗｅｎｄｉｅｔｃｅｏｕｌ
一排灌机械工程学报
ＩｏｒａｆＤｒｉａｅａｄＩｒｇｔｏａｈｎｒｇｎｅｉｇＪｕｎｌｏａｎｇｎｒｉａｉｎＭｃｉｅｙＥｎｉｅｒｎ
ｌ第期／Ｎ３ｌｏＩ．３
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１７８３．００．０ｏ：０３６／．ｓ．６４— ５０２１．３０６ｓ１
析了Ｈｌａｈ阵列的磁场分布情况及磁体的磁化规律．于ＡＳＳ求解磁传动转矩的基本原ａｂｅ基ＮＹ
理，应用ＡＳＳ软件对２ＮＹ４极式Ｈｌａｈ型磁力联轴器的气隙磁场进行有限元分析，究转角ａｃｂ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：ａａｈＨｌｃｂ
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Ｈａａｈ阵列的单边聚磁ｌｃｂ
ＡｂｔａｔｎＯ’ｅｏｉｐｏｈｅｔａｓｓｉｎｔｒｕｆｍａｎｔｏｐｉｇｏａｎｔｕｍｐ，ｔｅｓｒｃ：Ｉｌｒｔｍｒ￣ｔｒｎｍｉｓｏｏｑｅｏｇｅｉｅｕｌｎｆａｍｇｅｉｐｄｅｃｃｈ（ａ’ ｔｒｓｉｓａｄｆｂｉａｉｎ：ｌｃｅｉｔｅｎａｒｃｔｏｍｅｈｄｆＨａｂｃｒａｒｎｒｄｃｄ．ａｄｈｅｈａｔｏｓｏｌａｈａｒｙｗｅｅｉｔｏｕｅｎｔｍａｎｔｚｔｏａｇｅｉａｉｎｌｗａｄｄｓｒｂｔｎｏｈｇｅｉｉｌｆＨａｂｃｒａｌｎｌｚｄＢａｅｎｔｅｂｓｃｐｉｃｐｌｓｏｎｉｔｉｕｉｆｔｅｍａｎｔｃｆｄｏｌａｈａｒｙｗｅ’ ａａｙｅ．ｏｅｅｓｄｏｈａｉｒｎｉｅｆｕｉｇＡＮＳｔｓｌｅｈｍａｎｅｉｄｉｅｏｑｅｒｂｌｍｓ，ｔｅｉ— ａｍａｎｔｆｅｄｆ２ｆ）ｓｎＹＳｏｏｖｔｅｇｔｃｒｖｔｒｕｐｏｅｈａｒｇｐｇｅｉｉｌｏ４一）ｌｅ（ｅＨａｂｃｇｅｉｏｐｉｇｗａｎｔｌｍｅｔａａｙｅｙＡＮＳｏｔｒ．ＴｈｈｎｅｏｏｑｆｌａｈｍａｎｔｃｃｕｌｎｓｆｉｅｅｅｎｎｌｚｄｂｉＹＳｓｆｗａｅｅｅａｇｆｔｒｕｅｏ
ＮｕｅｉａａｃｌｔｎｏｒｎｍｉｓｏｏｑｆｍａｎｔｃｍｒｃｌｃｌｕａｉｆｔａｓｓｉｎｔｒｕｅｏｇｅｉｏｃｕｌｎａｅｎＨａｂｃｒａｏｐｉｇｂｓｄｏｌａｈａｒｙ
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Ｈｌａｈ型磁力联轴在ａｂｅ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Ｈｌｈ阵列；ａ传动转矩；数值计算中图分类号：２７９；Ｈ１文献标志码：￥７．Ｔ３１Ａ文章编号：１７６４—８３（０１００００５０２１）３— ２９— ５