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国家级、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1：2内共振时的自由振动/237
10.6 磁齿轮非线性系统含1：2内共振时的主共振/244
10.7 磁齿轮非线性系统含1：2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