第2章:进行磁流变液扭矩传动数学模型的理论分析,讨论离合器的结构方案和选型,文献综述
第3章:进行磁流变液离合器结构设计,确定各零部件具体结构参数,并对部分结构进行机械结构强度分析,确定详细结构,并利用Solidworks软件进行三维建模与有限元分析。
第4章:利用Ansys软件针对磁流变液离合器建立有限元模型并进行仿真分析,分析离合器结构参数对其工作性能的影响。针对某一参数进行重点比较分析,进行合理性地优化。
第5章:通过分析模拟控制与直流控制的利弊,建立基于PWM直流PID控制的磁流变液离合器调速方案,选择合适的处理器和相关元器件建立控制系统总体设计模型图。
第6章:针对设计过程中出现的难点、无法解决和难以解决的问题,提出合理化的建议和意见,为进一步研究打好基础。
2 磁流变液离合器方案分析
本课题要求设计一种适用于小型自动化设备的新型电磁离合器,它利用磁流变液作为介质充满电磁离合器的主、从动摩擦片间,利用磁流变液的粘滞力来传递扭矩。并可通过控制励磁线圈的电流来控制磁场和粘滞力的大小,实现离合器的可控和平顺接合与分离。课题要求完成磁流变液电磁离合器方案设计、机械结构设计、励磁线圈的参数设计和磁场的有限元分析和控制系统方案设计。完成离合器的三维装配图和二维零件工作图的设计,并在可能的条件下研制出新型磁流变液电磁离合器的原理样机。主要技术要求:
(1)额定转矩:不小于10Nm;
(2) 额定电流:不大于1A;
(3) 滑差功率:不小于80W;
(4)结构尺寸(mm):直径x长度小于150x120;
(5)要求外型美观,结构合理,结合平顺。
2.1 磁流变液特性分析
2.1.1 磁流变液的流变原理
到目前为止,还没有一个准确的理论解释磁流变效应产生的原因。如图2.1(a)所示,无磁场作用时,磁性颗粒随机分布在母液当中,颗粒排列没有规律,但是将磁流变液置于磁场作用下时,粒子发生极化效应,粒子之间相互作用,沿着磁场方向成链状排列,如图2.1(b)所示,这样就阻碍了液体的流动[6]。磁流变液由液体变成准固体状态,剪切屈服强度也发生显著的增大,当磁场强度达到某一饱和值后,剪切屈服强度不再增大。