摘要本文主要设计了一种用于小型自动化设备的新型磁流变液电磁离合器。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，通过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。63527

首先通过小型自动化设备的传动特点和要求确定磁流变液离合器的的整体方案，并结合Bingham流体的理论模型，在传统的磁粉离合器的结构基础上进行了磁流变液离合器的初始结构设计、励磁线圈的参数设计，通过大型有限元分析软件Ansys对离合器中运动盘片和磁场的有限元分析，最终确定了磁流变液离合器的最终结构参数，并尝试性地进行了控制系统方案设计等的初步探究，

关键词：自动化设备，磁流变液离合器，Bingham模型，Ansys有限元，PID控制

毕业设计说明书（毕业论文）外文摘要

Title  Structure design and control of the magnetorheological fluid electromagnetic clutch

Abstract In this paper, we designed a a new type of magnetorheological fluid (MRF) clutch for automation device. It uses magnetorheological fluid (MRF) as a medium of electromagnetic clutch ,forming between plates,through the magnetorheological fluid viscous force transmission torque.And by controlling excitation coil current to control the size of the magnetic field and the viscous force, controllable peace along the joint and separation of clutch is achieved.

First of all determined by small automation equipment of the transmission characteristics and requirements of MRF clutch scheme as a whole.On the basis of the traditional structure of the magnetic powder clutch of MRF clutch was carried out the initial structure design,the parameters of the excitation coil design with the theoretical model of Bingham.Through the large-scale finite element analysis software Ansys of clutch disc and the magnetic field finite element analysis,we finalized the final structure parameters of MRF clutch, and tentatively explored preliminary control system design, etc.

Keywords：Automation equipment, MRF clutch, Bingham model, Ansys finite element analysis, PID control

目   录

1 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2国内外研究现状及趋势 1

1.3 主要研究目标及内容 5

1.4 磁流变离合器的设计步骤 5

1.5 论文的组织结构 6

2 磁流变液离合器方案分析 7

2.1 磁流变液特性分析 7

2.2   磁流变液理论计算模型的建立 8

3 磁流变液离合器结构设计 14

3.1  离合器结构设计 14

3.2  磁流变液离合器结构参数设计 14

3.3  两种磁流变液离合器结构 19

4. 磁流变液离合器的有限元仿真及优化 22

4.1磁流变液工作腔模型有限元仿真及优化 23

4.2磁流变液离合器主轴有限元分析及优化 31

5.磁流变液离合器基于PWM直流调速的PID控制系统设计 33

5.1 离合器控制调速系统原理 33

5.2  PID控制 35

6.总结