随着永磁材料和各种拓扑的兴起,磁齿轮凭借无机械接触式的转矩传输方式,开始在工业传动领域占有一席之地。磁齿轮的迅速发展需要一种快速并准确的分析工具来优化其设计并使这种新技术实现商业化。本文以同轴磁场调制式磁齿轮作为研究对象,改进了一种应用于该种磁齿轮的二维等效磁阻网络模型。磁阻网络模型是一种使用可调集总参数系统来等效表示磁网络中的磁场分布的分析工具,可通过模型计算实现对磁齿轮内部磁场的精确分析,这种方法的特点是计算速度快并且结果较为准确。由于不考虑磁饱和,在实际的设计中可实现磁网络模型的线性简化,在不牺牲转矩预测精度的前提下可极大的缩短运行仿真的时间,以二维等效磁阻网络模型为基础,研究了永磁体和调磁环圆心角对平均转矩的影响,本文将磁阻网络模型与多元宇宙算法相结合,提出了一种高效的磁齿轮优化方法,获得最大转矩的设计参数并通过对比分析验证了所提出优化方法的准确性。通过查阅相关文献资料,初步确定了同轴磁场调制式磁齿轮的关键设计参数,包括内外转子极对数,调磁环极块数量等。介绍了同轴磁场调制式磁齿轮的拓扑结构和基本工作原理,对磁齿轮内外气隙的磁场做了解析并推导出磁齿轮的转矩表达式。在MATLAB编程环境下,建立了同轴磁场调制式磁齿轮的磁网络数学模型。对系统磁网络中的磁阻元件和等效磁通源元件的计算方法以及磁网络模型的矩阵形式做了详细阐述说明。随后将得到的矩阵模型进行求解并得到磁齿轮中磁场的分布。基于线性前提,对等效磁阻网络模型做了适当简化,消除了串联磁阻之间的节点,仿真时间大为削减,通过将磁阻网络模型的转矩和气隙磁通密度预测与非线性有限元分析的结果进行比较,验证了简化模型的准确性。将简化模型作为基础,通过参数扫描法研究了气隙厚度,转子永磁体厚度、调磁环厚度以及内外转子永磁体和调磁环极块圆心角对磁齿轮平均转矩的影响,并给出了合理的设计范围。文章最后将磁网络模型与多元宇宙算法结合,得到了一种收敛快速,计算准确的新型磁齿轮优化方法,此方法可同时对多个参数进行全局优化,整体优化时间较短并且具有较高的准确性,可应用于工程实际中的设计参数初选。