磁流变制动器是以磁流变液为工作介质,利用磁流变液的流变特性随外加磁场的变化而急剧变化的特点开发的新型制动器。这种制动器的制动转矩可由外加磁场连续控制,具有结构简单、反应迅速、控制方便等优点,在工程领域具有广泛的应用前景。针对目前磁流变制动器制动转矩较小、散热较差等问题,本文开展了如下研究:(1)研究了磁流变制动基本理论和磁流变制动器结构设计理论,设计了目标值为2000N·m的大转矩磁流变挤压制动器的总体结构,并对其散热方式、挤压方式和密封方式进行了详细的设计与分析。(2)在磁路设计基本理论研究的基础上,对大转矩磁流变挤压制动器的磁路参数进行了详细设计;利用Ansoft Maxwell对磁流变制动器进行了磁路仿真,得到了磁流变液工作间隙磁场的分布情况;进行了磁场实验测试,验证了仿真结果的正确性。(3)介绍了热传递的基本理论和磁流变制动器的工作状态,对大转矩磁流变制动器的热源进行了分析,利用理论及实验仿真求解了磁流变液的热性能参数;基于ANSYS分析了磁流变制动器的稳态、瞬态温度场,研究了不同制动滑差功率和散热条件对制动器温度的影响规律;进行了温度场实验测试,验证了仿真结果的正确性。(4)搭建了大转矩磁流变挤压制动系统实验台,并进行了无挤压制动特性、挤压制动特性和温度特性实验。实验结果表明:该制动器空载转矩较小、制动转矩调节特性和恒转矩特性较好、响应速度较快;无挤压时,制动转矩最大为1300N·m,轴向挤压压力为1.5MPa时,制动转矩增大了90%,径向挤压压力为2MPa时,制动转矩增大了40%;制动器工作温度最高为90℃,温升上升情况受滑差功率和散热条件影响;在最优散热、有挤压情况下制动转矩最高可达2540N·m,允许滑差功率为36.6kW。