磁场调制型磁齿轮多场耦合理论及应用

　　本书系统地介绍了磁场调制型磁齿轮机械、磁、热多场耦合理论及应用示范研究，是作者团队十多年研究成果的提炼和总结。在研究磁齿轮转矩特性及影响因素基础上，提出了基于输出转矩的磁齿轮高精度设计公式，分析了基于磁热耦合的磁齿轮损耗及温度场分布，结合实际应用介绍了如何进行磁齿轮的优化、设计、制造及应用示范；深入探索了弱磁耦合刚度对磁齿轮传动系统固有特性的影响，揭示了时变弱磁耦合刚度导致的磁齿轮传动系统参数激励响应、稳定性，以及主共振、谐波共振以及内共振等非线性振动行为，提出了基于磁流变阻尼器的磁齿轮系统半主动控制策略，以提高磁齿轮系统的动力学稳定性。本书首次考虑实际应用提出了磁齿轮实用化设计理论，建立了磁齿轮多场耦合动力学理论体系，可为提高磁齿轮的传动能力、运行稳定性提供有效的指导，为加快磁齿轮传动产业化及在各领域的应用提供技术支持，也为同类型磁传动的设计、制造提供借鉴。

　　郝秀红，女，1979年出生。现为燕山大学机械工程学院教授，博士生导师。长期从事电磁集成驱动系统多场耦合理论及应用研究，主持国家自然科学基金及其它、省部级、企业联合攻关课题16项，作为主研人参与国家自然科学基金、国防基础科研等项目10余项，发表学术论文50余篇，获河北省自然科学三等奖、国防科技进步二等奖等各类奖励8项，申请、获批国家各类专利20余项。曾多次参加大型国际/国内会议、国外讲学等学术交流活动。

第 1 章 绪 论 001
1. 1 引言 / 001
1. 2 国内外研究现状 / 003
第 2 章 磁场调制型磁齿轮传动机理 014
2. 1 磁场调制型磁齿轮的工作原理 / 014
2. 2 磁场调制型磁齿轮转矩解析法 / 015
2. 3 磁场调制型磁齿轮转矩有限元分析法 / 024
2. 4 设计参数对转矩特性的影响规律 / 032
2. 5 本章小结 / 042
第 3 章 基于输出转矩的磁齿轮设计公式 …………043
3. 1 有限元建模分析 / 043
3. 2 初始径向尺寸确定 / 044
3. 3 尺寸参数优化 / 046
3. 4 材料参数分析 / 056
3. 5 磁齿轮设计公式建立 / 057
3. 6 本章小结 / 062
第 4 章 磁齿轮损耗、 效率及温度场分析 …………063
4. 1 磁齿轮损耗分析 / 063
4. 2 磁齿轮损耗模型建立 / 066
4. 3 影响规律分析 / 067
4. 4 磁齿轮降损优化 / 074
4. 5 传热原理及磁齿轮温度场参数分析 / 081
4. 6 磁齿轮温度场仿真分析 / 084
4. 7 磁齿轮试验样机散热分析 / 089
4. 8 本章小结 / 092
第 5 章 磁齿轮样机试验分析 ……………094
5. 1 磁齿轮试验样机的结构及其改进 / 094
5. 2 磁齿轮传动效率试验 / 098
5. 3 磁齿轮温升试验 / 100
5. 4 本章小结 / 102
第 6 章 永磁变速机的示范应用 ………103
6. 1 概述 / 103
6. 2 永磁变速机的永磁体建构 / 103
6. 3 实验室性能测试 / 109
6. 4 永磁变速机示范应用 / 117
6. 5 永磁变速机的仿真优化 / 130
6. 6 本章小结 / 140
第 7 章 磁场调制型磁齿轮传动系统自由振动分析 …………141
7. 1 磁场调制型磁齿轮的磁耦合刚度 / 141
7. 2 磁场调制型磁齿轮传动系统动力学模型及方程 / 146
7. 3 磁场调制型磁齿轮传动系统模态分析 / 154
7. 4 磁场调制型磁齿轮传动系统固有频率灵敏度分析 / 156
第 8 章 磁场调制型磁齿轮传动系统强迫振动分析 171
8. 1 磁场调制型磁齿轮传动系统强迫振动动力学方程 / 171
8. 2 磁场调制型磁齿轮传动系统强迫振动公式推导 / 172
8. 3 磁场调制型磁齿轮传动系统强迫振动时域响应分析 / 174
8. 4 磁场调制型磁齿轮传动系统强迫振动频域响应分析 / 181
8. 5 本章小结 / 199
第 9 章 磁场调制型磁齿轮传动系统参数振动分析 200
9. 1 磁场调制型磁齿轮传动系统时变磁耦合刚度 / 200
9. 2 磁场调制型磁齿轮传动系统参数振动方程 / 202
9. 3 磁场调制型磁齿轮传动系统参数振动方程推导 / 203
9. 4 磁场调制型磁齿轮传动系统参数振动响应分析 / 213
9. 5 本章小结 / 218
第 10 章 磁齿轮非线性系统的强迫振动分析 219
10. 1 磁齿轮非线性系统动力学模型及方程 / 219
10. 2 磁齿轮非线性系统强迫振动公式推导 / 223
10. 3 磁齿轮非线性系统的传动性能分析 / 232
10. 4 磁齿轮非线性系统强迫振动响应分析 / 234
10. 5 磁齿轮非线性系统含 1内共振时的自由振动 / 237
10. 6 磁齿轮非线性系统含 1内共振时的主共振 / 244
10. 7 磁齿轮非线性系统含 1内共振时的组合共振 / 248
10. 8 本章小结 / 254
第 11 章 基于磁流变阻尼器的磁齿轮传动系统半主动控制 ……255
11. 1 磁流变阻尼器的结构原理 / 255
11. 2 旋转式磁流变阻尼器阻尼特性试验 / 257
11. 3 阻尼特性试验结果分析 / 259
11. 4 磁流变阻尼器力学模型 / 262
11. 5 磁齿轮传动系统强迫振动动力学模型 / 266
11. 6 磁齿轮传动系统振动控制方法 / 269
11. 7 模糊控制理论 / 271
11. 8 磁齿轮传动系统模糊 PID 控制 / 273
11. 9 LQR-fuzzy 控制 / 277
11. 10 控制策略对比 / 282
11. 11 本章小结 / 283
参考文献 ……………284