磁性齒輪令人驚訝地是未知的，并且僅在少數利基應用中使用。然而，它們的流行度正在上升，它們是傳遞機械能，轉換旋轉扭矩和RPM的最滑溜的解決方案之一。遲早，你一定會絆倒他們在某個地方，所以讓我們檢查他們看看他們是什么，他們有什么好。

什么是磁力齒輪？

在傳統齒輪使用機械互鎖齒的配合表面的情況下，磁性齒輪采用交變磁場來傳遞轉矩。長期以來，磁齒輪在工程上只起了次要的作用。它們相對較高的價格，直接反映了他們對稀土如釹，復雜組件的依賴，以及它們在高轉矩下滑動的傾向，并沒有將它們精確地推入聚光燈。磁性齒輪的可實現的轉矩密度實際上遠低于它們的機械對應部件中的一個，但是在正側上，如果超過其指定的轉矩，它們也不會遭受不可修復的損壞。目前，增加磁齒輪中的扭矩是許多研究計劃的主題，并且磁齒輪正在進入更多的應用。

因為磁性齒輪不是機械互鎖的，在任何轉子之間沒有物理接觸，所以它們不經受機械磨損。大多數常規齒輪類型，例如齒輪和甚至蝸輪，可簡單地通過用永磁體的交替磁極替換切割的齒來復制為磁齒輪。3D打印的磁性“齒輪”組件在右邊是一個很好的例子。

然而，在工業應用中，術語磁性齒輪通常意味著性能更好的同軸型，您可以在下面的動畫中看到。它在結構上非常類似于應變波齒輪（即，也在下面示出的諧波驅動齒輪），并且允許高齒輪比以及相當高的扭矩。這種類型的齒輪依賴于磁場的靈活性，而不是靈活的花鍵。點擊下面不同齒輪的動畫，看看它們如何工作的細節：

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當同心的，磁性齒輪的內部快速旋轉磁環旋轉時，其迫使由嵌入非磁性托盤中的鐵磁性鋼片組成的調制器環與外部環的交變磁場嚙合。內圈和外圈均由強永磁體組裝而成，內圈和外圈的極對數以及鐵片數量決定了齒輪比。由于所有環之間的小空氣間隙，沒有摩擦考慮。這種齒輪的實際實現可以變化，并且調制器環可以用作定子或者可以直接附接到輸出軸，然后外部磁體環用作定子。

同軸磁齒輪可以非常高效，幾乎免維護，具有非常低的扭矩波動，并找到應用程序是這些因素是一個問題。在低速下，它們實現99.9％的效率。磁齒輪的高齒輪比使得它們對于加速非常緩慢的輸入力（例如海洋波浪力）是有意義的，這是UNC海岸研究所已經探索的應用。同樣的好處也使它們對風力渦輪機很有趣。

磁齒輪的另一應用是船舶推進，其中它們用于將較高的輸入RPM從發動機降低到傳動軸所需的低RPM和高扭矩。今年早些時候，勞斯萊斯，ATB勞倫斯斯科特和磁齒輪箱制造商Magnomatics宣布他們計劃開發一種用于船舶的磁齒輪推進系統。磁齒輪密封輸入和輸出力的能力在實驗室和醫療環境中也是有用的。

當然，磁性齒輪也有缺點。如上所述，最大扭矩對于一些應用可能不夠，并且它們昂貴并且通常比常規齒輪重。此外，在非常高的RPM下，由于由調制器中的滯后和增加的渦流引起的增加的損耗，它們失去了效率的優勢。然而，大多數這些限制正在通過正在進行的研究緩慢地消除。通過CMR的? 可編程磁體 ?允許強的，精細間距的磁結構，這可以允許將來具有更高轉矩密度的更小，更有效的磁齒輪。此外，對齒輪的要求正在改變。盡管在工業應用中更多的扭矩可能總是更好，但是交互式機器人應用需要提供并確保人類用戶的安全的機制。

磁齒輪也可以制造而不需要重型齒輪切割機械，這使得它們對DIY項目特別有意義。一個體面的同心磁力齒輪可以由一堆永久磁鐵，易于獲得的硬件和3D打印部件組裝而成。我們的讀者如何看待，你會使用磁性齒輪做項目嗎？你在這里錯過的應用程序中遇到磁齒輪嗎？讓我們知道，并在評論中分享您的想法！