本文研究一种新型永磁齿轮传动系统,即二齿差永磁行星齿轮传动机构。与传统机械齿轮传动相比,永磁齿轮具有振动小、运行平稳、零泄露、传动比大和效率高等优点。这些特点使得永磁齿轮广泛应用在航天、军工、机器人、医疗和食品加工等领域。本文针对二齿差永磁行星齿轮传动系统进行了原理分析、磁场转矩和磁感应强度计算,完成了整体结构及零件的三维建模、运动模拟仿真、有限元静力和磁场分析,并对样机进行了研制与试验。完成了二齿差永磁行星齿轮传动系统的结构设计和原理分析。利用UG10.0对机构进行了三维建模,进行了运动仿真,对机构的合理性进行了验证。根据二齿差永磁齿轮结构特点,采用孔销式输出方法,并确定出适合永磁齿轮结构的永磁齿材料及形状。依据等效电流模型法对永磁齿轮的电流磁失位、磁感应强度和力矩公式进行了推导,利用MATLAB软件计算了单轮齿和多轮齿的磁感应强度分布规律。结果表明:永磁齿产生的基波磁场为正弦形,磁感应强度分布强弱与到极齿表面的距离有关,远离极齿表面时,磁感应强度明显减小。利用ANSYS软件对传动系统进行了静力学分析,求解了主要零件的应力和应变云图。同时采用ANSOFT MAXWELL磁场分析软件对永磁齿轮进行了二维稳态和瞬态分析。结果表明:永磁齿轮转子与定子上永磁体的磁化方向交错排列,因而永磁齿轮传动转矩随转角呈周期性变化,不同时刻永磁齿轮磁力线分布及磁场耦合状态相同。完成了二齿差永磁行星齿轮实体样机的研制与装配,并进行了效率试验,结果表明:转速不变时,样机效率在一定范围内随负载转矩增大而增大,样机的传动效率最高可达95%。简要分析了传动效率的影响因素,将试验数据和理论推导值进行对比,验证了理论分析的正确性。