磁性齒輪(Magnetic Gear)是利用磁耦合力相吸相斥達到傳動目的的齒輪。與傳統齒輪相比,其不管在傳動效率、傳動比、加工方面都大幅領先,該裝置已經實用在工業界多年,學術界也在持續發展。齒輪機構若利用無接觸式傳動機構,將較傳統接觸式齒輪具有下列優點:
· 無摩擦,降低機械能損耗
· 圓弧形表面,不需加工齒形與計算模數,使加工成本與難度降低;
· 傳動為無接觸式,無需潤滑接觸面使保養簡易,亦抑制噪音產生;
· 設備中因摩擦皆處所產生的粉塵與油汙不會對超距接觸產生影響,並具備防水特性;
· 具有扭矩過載保護特性
磁性齒輪已被大量使用在工業上,因減少了震動和噪音,有利於許多傳動應用,其中包含政府近期內推動的潛艦國造,舉例如下。
(1)風力發電機 (2)馬達 (3)混合動力車輛飛輪機構 (4)齒輪箱 (5)無塵室(6)潛艦推動系統。
磁性齒輪的設計與研發需透過有線元素(FEM)模擬。而COMSOL Multiphysics®模擬軟體發展至今,操作越來越簡單,也有許多時宜的功能,讓它在學界業界研發十分受歡迎。它容易上手(無須寫code),學生能在半小時至一小時內掌握軟體操作。並可讓用戶在同一操作介面自由的增加不同物理量的考量,還可couple自己加入的PDE或自訂義函數。另外,它的APP建立功能可讓模型被轉為簡易操作的APP,可用手機透過雲端科技直接做模擬。還有generate report功能可為您實驗室管理帶來許多便利。
此研討會我們以COMSOL Multiphysics®為工具,帶領學員做各種磁性齒輪的模擬。