孙兴伟，张 明，孙 凤，张晓友

（1.沈阳工业大学机械工程学院，沈阳110870；2.日本工业大学机械工程系，日本琦玉县345-0826）

尺寸参数对3自由度等刚度永磁弹簧力学性能影响研究*

孙兴伟1，张 明1，孙 凤1，张晓友2

（1.沈阳工业大学机械工程学院，沈阳110870；2.日本工业大学机械工程系，日本琦玉县345-0826）

提出一种3自由度等刚度永磁弹簧。该永磁弹簧由3组环形永磁体和柱形永磁体均匀对称布置构成。根据永磁弹簧的结构，改变永磁弹簧参数进行有限元分析，对径向磁力进行仿真计算。仿真结果表明，随着永磁弹簧的永磁体牌号、柱形永磁体的半径和长度、环形永磁体的长度的增加，弹簧径向磁力增加。随着环形永磁体的平均半径的增加，弹簧径向磁力减小。随着环形永磁体和柱形永磁体间的竖直方向气隙长度的增加，弹簧径向磁力呈抛物线趋势变化。实验验证结果和仿真计算结果基本吻合。

等刚度；永磁弹簧；径向磁力；有限元法

0 引言

永磁弹簧是利用永磁体间的磁力实现金属弹簧性能的磁弹簧，它对提高设备的运转速度与精度，并使设备适应特殊工作环境具有重要意义，特别适合于真空、高速、核电和超洁净等特殊的应用场合。永磁弹簧与金属弹簧相比，不存在产生振动和噪音缺点。由于永磁弹簧是利用永磁体间磁力相互作用，节省了金属材料，降低了成本，又拥有无机械接触、无磨损、功耗低、寿命长、噪音小、无需润滑、不发热等优点，可以取代金属弹簧用于快速……