一種傳動機構內置於定子的外轉子無刷減速電機的製作方法

2023-05-25 03:45:31 3

本發明屬於電機領域，特別涉及一種傳動機構內置於定子的外轉子無刷減速電機。

背景技術：

減速電機是指減速器和電機的集成體。外轉子無刷減速電機由外轉子無刷直流電機和齒輪減速器組成。

傳統外轉子無刷減速電機結構，是齒輪箱置於電機外部,通過電機前蓋安裝面與齒輪箱連接板對接，組合為一體工作。整體電機總高度和體積都比較大，重量相對比較重。因此，導致減速電機重心與安裝面的距離變大，在使用過程中，會增加電機功率損耗、增加電機整體移動慣性，且對安裝空間要求增加。由於結構因素，電機的使用受到很大限制，在同樣體積大小的電機達到一定的載重量後，將無法再增大扭矩和自身載荷能力,電機性能利用率未得到充分發揮。

而外轉子無刷直流電機的電機前蓋中心是空的，其內部空間未得到有效利用，單個電機的載荷相對較小，使用領域受限。

技術實現要素：

本發明旨在解決現有技術缺陷，目的是提供一種充分利用電機內部空間，縮小電機體積、減輕重量、減小電機整體運動慣量、負載能力強、電機性能有效利用率高、節能環保、運行可靠、長壽命的傳動齒輪內置的外轉子無刷減速電機。

為達到上述目的，提供以下技術方案：

一種傳動機構內置於定子的外轉子無刷減速電機，包括：

一定子組件，所述定子組件包括一定子內腔及設置在定子內腔內部的內齒圈和定子內腔外部的鐵芯；

一轉子組件，所述轉子組件包括一由轉子組件界定的內部空間，所述內部空間軸向中心處具有一太陽輪，內部空間周側設置有與鐵芯對應的磁體；

一齒輪傳動組件，所述齒輪傳動組件包括一置於定子內腔內部並與太陽輪配合使用的行星輪及行星架。

進一步的，所述定子組件包括：電機前蓋、內齒圈、鐵芯和第一軸承，所述電機前蓋包括一蓋體和一第一環體，所述蓋體和第一環體之間通過多個第一梁體連接，所述蓋體中心設置一第一軸孔，所述第一軸承設置於所述第一軸孔內，所述蓋體一側設置一定子內腔，所述內齒圈設置於所述定子內腔內壁靠近蓋體一側，所述內齒圈用銷軸固定在定子內腔內，所述鐵芯設置於所述定子內腔的外壁。

進一步的，所述鐵芯採用鎖緊螺釘固定於所述定子內腔的外壁。

進一步的，所述轉子組件包括：電機後蓋、組合軸、機殼、磁體、太陽輪和第二軸承，所述電機後蓋包括一第二環體和第三環體，所述第三環體直徑大於所述第二環體直徑，所述第二環體和第三環體之間通過多個第二梁體連接，所述第三環體一端面繞圓周設置多個凸起，所述機殼與所述第三環體周緣連接，所述機殼與所述電機後蓋共同界定一內部空間，多個所述磁體設置於所述機殼內壁並與所述凸起連接，所述磁體與所述鐵芯之間留有空隙，所述組合軸中心設置一第二軸孔，所述第二軸承設置於所述第二軸孔內，所述組合軸一端為凸緣並固定在所述第二環體一側，所述組合軸另一端為階梯軸穿過所述第二環體，所述太陽輪套設於所述階梯軸遠離所述凸緣一端。

進一步的，所述齒輪傳動組件包括：行星架、輪軸、行星輪、滾針與保持架組件和行星架法蘭，所述行星架為圓盤狀，所述行星架一端面上設置一圓形凸臺，所述圓形凸臺設置於所述第一軸承內並與所述第一軸承配合，所述行星架另一端面中心設置一輸出軸，所述輸出軸遠離所述行星架一端設置一臺階，所述輸出軸穿過所述第二軸承伸至電機外，所述第二軸承與所述輸出軸的臺階配合，以所述輸出軸為中心環形陣列多個安裝孔，所述輪軸一端設置於所述安裝孔內，所述行星輪套設於所述輪軸上，所述輪軸另一端與所述行星架法蘭一端面連接，所述行星輪外圈與所述內齒圈嚙合，所述行星輪內圈與套設於所述階梯軸上的太陽輪嚙合。

進一步的，所述行星輪與所述輪軸之間設置所述滾針與保持架組件。

進一步的，所述齒輪傳動組件還包括軸卡和墊片，所述軸卡和墊片穿套在所述圓形凸臺上，所述墊片位於遠離行星架一側。

進一步的，所述減速電機還包括第一密封組件，所述第一密封組件包括擋板和密封蓋，所述擋板採用螺釘固定在所述圓形凸臺相反於所述行星架的一端，所述密封蓋上設置圓形凹槽容納所述擋板，所述密封蓋側壁設有螺紋，所述第一軸孔遠離所述定子內腔一端設置螺紋與所述密封蓋的螺紋配合旋緊。

進一步的，所述減速電機還包括第二密封組件，所述第二密封組件包括軸承座、第三軸承和第一油封，所述軸承座設置於所述行星架法蘭另一端面，所述軸承座中心設置一階梯孔，所述第一油封設置於所述階梯孔內靠近所述行星架法蘭直徑較大一側，所述第三軸承設置於所述階梯孔內遠離所述行星架法蘭直徑較小一側，所述階梯軸穿過所述第三軸承並與所述第三軸承配合。

進一步的，所述減速電機還包括第三密封組件，所述第三密封組件包括擋圈和第二油封，所述擋圈套設於所述輸出軸穿出所述第二軸孔處，所述第二油封套設於所述輸出軸上擋圈外側，所述第二油封外圈與所述第二軸孔配合。

本發明的有益效果：

1、體積小、重量輕、提高電機的功率有效利用率；

本發明中將行星輪系傳動組件設置在電機前蓋內，充分利用電機前蓋內部空間；同時省去齒輪箱結構，大大降低電機高度，減小電機體積；減少了零部件數量，減輕了重量。由於重量和體積的減小，使得電機有效功率得到充分利用。

2、結構緊湊、移動慣量小，負載大，提高電機的運行可靠性；

本發明中太陽輪壓合在電機後蓋上，內齒圈固定在定子內腔內壁，行星架輸出軸與電機後蓋通過軸承精密連接，行星架輸出軸不但做為行星輪系傳動組件的輸出軸，同時充當電機轉子軸使用。這種結構設計減少了零部件，空間利用率高，結構緊湊；更重要的是重量減輕、重心穩定，使電機整體移動慣量變小，動力加強，由於齒輪傳動的特點，使得負載能力增大，電機功率利用率提高。

3、增加工作可靠性，延長壽命；

行星輪與輪軸之間加裝滾針和保持架組件，提高了機械傳動精密度，增強行星輪傳動精度，使齒輪的傳動更順暢，運行的可靠性更高，壽命更長。

4、使用鎖緊螺釘固定定子鐵芯與電機前蓋的連接，使用更可靠；傳統結構：使用膠水將定子鐵芯和電機前蓋粘結在一起，由於電機在長期高溫運行下，膠水會失效，導致定子鬆脫，影響電機的運行可靠性和壽命。本發明主要解決這個技術缺陷。

5、電機傳動機械結構，使用潤滑油潤滑，減小機械磨損，提高電機使用壽命與可靠性。傳統結構是用潤滑脂潤滑，由於電機在經過一段時間運行後，潤滑脂變質失效，各個機械結構之間失去潤滑，機械磨損加劇。本發明主要解決這個技術缺陷，採用油封密封，使用潤滑油潤滑，由於潤滑油運動粘度比潤滑脂要低，大大減小機械損耗，提高電機有效功率利用率。

6、電機前蓋和電機後蓋通風孔設計，提高電機的有效功率利用率。

傳動結構使用封閉式前電機後蓋設計，本設計採用通風孔設計，主要是因為提高電機的散熱能力，在高速運行下，充分接觸外界介質，提高電機熱量擴熱速度，降低電機的發熱損耗。

7、轉子電機後蓋與組合軸進行分體設計，可使用不同材質，巧妙利不同材料的優越特性，確保電機的重量和強度處於最佳狀態。傳動結構採用軸與端蓋一體化設計，使用鋁合金或者合金鋼，由於材料強度的影響。電機經常出現斷軸現象。本發明為了解決這個技術缺陷，軸用合金鋼設計，採用分體式，充分利用合金鋼高強度的特性和鋁合金重量輕的優點，解決電機斷軸的現象，使得電機運行可靠性提高。

附圖說明

圖1是本發明結構爆炸圖；

圖2是本發明定子組件結構爆炸圖；

圖3是本發明轉子組件結構爆炸圖；

圖4是本發明齒輪傳動組件結構爆炸圖。

各序號所對應元件如下：

定子組件1；

電機前蓋11；

蓋體111；

第一軸孔1111；

定子內腔1112；

第一環體112；

第一梁體113；

內齒圈12；

鐵芯13；

第一軸承14；

轉子組件2；

電機後蓋21；

第二環體211；

第三環體212；

凸起2121；

第二梁體213

組合軸22；

第二軸孔221

機殼23；

磁體24；

太陽輪25

第二軸承26；

齒輪傳動組件3；

行星架31；

圓形凸臺311；

輸出軸312；

臺階3121；

安裝孔313；

輪軸32；

行星輪33；

滾針與保持架組件34；

行星架法蘭35；

軸卡36；

墊片37；

第一密封組件4；

擋板41；

密封蓋42；

密封圈43；

第二密封組件5；

軸承座51；

第三軸承52；

第一油封53；

第三密封組件6；

擋圈61；

第二油封62。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細描述。應當理解，本申請所描述的配合為軸孔配合，所描述的具體實施例僅用於解釋本發明，並不用於限定本發明。

相反，本發明涵蓋任何由權利要求定義的在本發明的精髓和範圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本發明有更好的了解，在下文對本發明的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。

如圖1-4所示，一種傳動機構內置於定子的外轉子無刷減速電機，包括：一定子組件1，所述定子組件1包括一定子內腔1112及設置在定子內腔1112內部的內齒圈12和定子內腔1112外部的鐵芯13，所述定子內腔1112為套筒狀結構；

一轉子組件2，所述轉子組件2包括一由轉子組件2界定的內部空間，所述內部空間軸向中心處具有一太陽輪25，內部空間周側設置有與鐵芯13對應的磁體24；

一齒輪傳動組件3，所述齒輪傳動組件3包括一置於定子內腔1112內部、並與太陽輪25配合使用的行星輪33及行星架31。

所述定子組件1包括：電機前蓋11、內齒圈12、鐵芯13和第一軸承14，所述電機前蓋11包括一蓋體111和一第一環體112，所述蓋體111和第一環體112之間通過多個第一梁體113連接，所述蓋體111中心設置一第一軸孔1111，所述第一軸承14設置於所述第一軸孔1111內，所述蓋體111一側設置一定子內腔1112，所述內齒圈12設置於所述定子內腔1112內壁靠近蓋體111一側，所述內齒圈12用銷軸固定在定子內腔1112內，所述鐵芯13採用鎖緊螺釘固定於所述定子內腔1112的外壁。

所述轉子組件2包括：電機後蓋21、組合軸22、機殼23、磁體24、太陽輪25和第二軸承26，所述電機後蓋21包括一第二環體211和第三環體212，所述第三環體212直徑大於所述第二環體211直徑，所述第二環體211和第三環體212之間通過多個第二梁體213連接，所述第三環體212一端面繞圓周設置多個凸起2121，所述機殼23與所述第三環體212周緣連接，所述機殼23與所述電機後蓋21共同界定一內部空間，多個所述磁體24設置於所述機殼23內壁並與所述凸起2121連接，所述磁體24與所述鐵芯13之間留有空隙，所述組合軸22中心設置一第二軸孔221，所述第二軸承26設置於所述第二軸孔221內，所述組合軸22一端為凸緣並固定在所述第二環體211一側，所述組合軸22另一端為階梯軸穿過所述第二環體211，所述太陽輪25套設於所述階梯軸遠離所述凸緣一端，所述太陽輪25與所述齒輪傳動組件3配合。

所述齒輪傳動組件3包括：行星架31、輪軸32、行星輪33、滾針與保持架組件34和行星架法蘭35，所述行星架31為圓盤狀，所述行星架31一端面上設置一圓形凸臺311，所述圓形凸臺311設置於所述第一軸承14內並與所述第一軸承14配合，所述行星架31另一端面中心設置一輸出軸312，所述輸出軸312遠離所述行星架31一端設置一臺階3121，所述輸出軸312穿過所述第二軸承26伸至電機外，所述第二軸承26與所述輸出軸312的臺階3121配合，以所述輸出軸312為中心環形陣列多個安裝孔313，所述輪軸32一端設置於所述安裝孔313內，所述行星輪33套設於所述輪軸32上，所述行星輪33與所述輪軸32之間設置所述滾針與保持架組件34，所述輪軸32另一端與所述行星架法蘭35一端面連接，所述行星輪33外圈與所述內齒圈12嚙合，所述行星輪33內圈與套設於所述階梯軸上的太陽輪25嚙合，所述行星輪33外圈為多個環形陣列的行星輪33構成的虛擬齒圈外側，所述行星輪33內圈為多個環形陣列的行星輪33構成的虛擬齒圈內側，所述齒輪傳動組件3還包括軸卡36和墊片37，所述軸卡36和墊片37穿套在所述圓形凸臺311上，所述墊片37位於遠離行星架31一側，所述齒輪傳動組件3採用潤滑油潤滑。

所述減速電機還包括第一密封組件4，第二密封組件5和第三密封組件6，所述第一密封組件4包括但不限於擋板41和密封蓋42，所述擋板41採用螺釘固定在所述圓形凸臺311相反於所述行星架31的一端用以固定所述第一軸承14，所述密封蓋42上設置圓形凹槽容納所述擋板41，所述密封蓋42側壁設有螺紋，所述第一軸孔1111遠離所述定子內腔1112一端設置螺紋與所述密封蓋42的螺紋配合旋緊，所述密封蓋42與所述第一軸孔1111螺接的內側可設置一密封圈43，所述密封蓋42將所述密封圈43壓緊。所述第二密封組件5包括但不限於軸承座51、第三軸承52和第一油封53，所述軸承座51設置於所述行星架法蘭35另一端面，所述軸承座51中心設置一階梯孔，所述第一油封53設置於所述階梯孔內靠近所述行星架法蘭35直徑較大一側，所述第三軸承52設置於所述階梯孔內遠離所述行星架法蘭35直徑較小一側，所述階梯軸穿過所述第三軸承52並與所述第三軸承52配合。所述第三密封組件6包括擋但不限於圈61和第二油封62，所述擋圈61套設於所述輸出軸312穿出所述第二軸孔221處，所述第二油封62套設於所述輸出軸312上擋圈61外側，所述第二油封62外圈與所述第二軸孔221配合，上述各密封組件的結構僅為本發明其中一種實施方式，所述密封圈43設置位置不做限定，可設置在任何實現密封的位置，例如軸孔外側，密封組件也可替換為密封墊、密封膠等其他具有密封功能的密封元件，密封的方式可以為螺紋旋緊或壓板壓緊等其他可以實現密封的方式，任何密封形式或密封形式的變形均應在本發明保護範圍內，採用上述密封組件可有效的防水，防潮、防塵。

本發明的有益效果在於，充分利用了電機前蓋中心的剩餘空間，將行星輪系傳動組件內置於電機。這種結構設計在不影響電機本身的體積情況下，減少零部件，減輕電機重量，使電機扭力通過行星輪系傳動組件轉換增加數倍，增大電機的扭矩和載荷能力，電機有效利用率得到充分發揮，使電機重心更穩，運動慣量更小。