一種電機減速機構及其減速電機和舵機的製作方法

2023-10-09 21:06:14

專利名稱：一種電機減速機構及其減速電機和舵機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電機的減速機構，尤其涉及小體積大扭矩的減速機構。
背景技術：
對於電機的減速器來說，體積和扭矩一對矛盾。要想大扭矩，就需要多級減速齒輪，或者大減速比齒輪，但是多級減速齒輪和大減速比齒輪都會造成體積增大。

發明內容
本發明利用同軸放置減速齒輪的方法提供一種大扭矩小體積的電機減速機構。為了實現上述目的，本發明採取了如下技術方案
一種電機減速機構，由馬達齒，一級齒，二級齒，三級齒，四級齒及軸組成，其中一級齒、 二級齒、三級齒分別由大齒輪與小齒輪同軸固定而成；馬達齒與一級齒的大齒輪嚙合，一級齒的小齒輪與二級齒的大齒輪嚙合，二級齒的小齒輪與三級齒大齒輪嚙合，三級齒的小齒輪與四級齒嚙合。並且，馬達齒和二級齒在同一個軸上，一級齒和三級齒在同一個軸上。上述減速機構中，馬達齒優化採用國標3604銅合金製成；一級齒、二級齒、三級齒、四級齒優化採用LCP製成。一種最優化的電機減速機構為
所述馬達齒的模數為0. 25，齒數為10，齒輪厚度為2. 5mm,外徑為3. Omm,採用國標3604 銅合金製成；
所述一級齒的大齒輪的模數為0. 25，齒數為61，齒輪厚度為1. 5mm，外徑為15. 75mm，採用LCP製成；
所述一級齒的小齒輪的模數為0. 25，齒數為10，齒輪厚度為2. 3mm，外徑為3. 6mm，採用 LCP製成；
所述二級齒的大齒輪的模數為0. 3，齒數為50，齒輪厚度為1. 5mm，外徑為15. 6mm，採用 LCP製成；
所述二級齒的小齒輪的模數為0. 4，齒數為10，齒輪厚度為4. 9mm,外徑為4. 8mm,採用 LCP製成；
所述三級齒的大齒輪的模數為0. 4，齒數為35，齒輪厚度為2. 5mm,外徑為14. 8mm,採用 LCP製成；
所述三級齒的小齒輪的模數為0. 4，齒數為15，齒輪厚度為5. 4mm,外徑為6. 8mm,採用 LCP製成；
所述四級齒的大齒輪的模數為0. 4，齒數為42，齒輪厚度為4. 7mm,外徑為17. 6mm,採用 LCP製成；
其中，馬達齒和二級齒所在的軸與一級齒和三級齒所在的軸的間距為9mm，一級齒和三級齒所在的軸與四級齒所在的軸的間距為11.4mm。採用上述減速機構，將其中的馬達齒與伺服電機的輸出軸固結，構成一種減速電機。該減速電機可用於航模中的舵機。本發明的優點在於本發明利用同軸減速器設計，將五軸的四級減速器變成三軸的四級減速器，大大減小了減速器的體積，同時減速比可達到300:1。採用高強的塑料材料 PA66+30%玻璃纖維(LCP)作為減速齒輪的製作材料；設計各級齒輪的模數、齒數，使軸距與齒輪匹配。本發明可以作為大扭矩舵機的減速器。


圖1是本發明一種電機減速機構的一個優選實施例的結構示意圖。圖中1、外殼，2、四級齒，3、輸出軸，4、第二軸，5、第一軸，6、二級齒，7、電機齒，8、 電機，9、一級齒，10、三級齒。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對電機減速機構作進一步詳細說明。如圖1所示，在外殼1中安裝第一軸5、第二軸4、輸出軸3。第一軸是電機8的輸出軸，其上安裝有電機齒7和二級齒6，其中電機齒與第一軸固結，二級齒兩端用擋片定位在第一軸上，並且可以相對第一軸轉動。第二軸4上安裝有一級齒9和三級齒10，一級齒9 和三級齒10的兩端用擋片定位在第二軸上，並且一級齒9和三級齒10可以相對第二軸轉動。輸出軸3上安裝有四級齒2，四級齒2與輸出軸3固結。電機8也安裝在外殼1中。其中，
電機齒7採用國標3604銅合金車削製作；其模數為0. 25，齒數為10，齒輪厚度為 2. 5mm，外徑為 3. 0mm。一級齒9由同軸的大齒輪和小齒輪組成，採用LCP (塑料材料PA66+30%玻璃纖維) 注塑製成；大齒輪的模數為0. 25，齒數為61，齒輪厚度為1. 5mm，外徑為15. 75mm ；小齒輪的模數為0. 25，齒數為10，齒輪厚度為2. 3mm,外徑為3. 6mm。二級齒6由同軸的大齒輪和小齒輪組成，並且大齒輪和小齒輪之間設有加強臺， 採用LCP注塑製成；大齒輪的模數為0. 3，齒數為50，齒輪厚度為1. 5mm，外徑為15. 6mm ；小齒輪的模數為0. 4，齒數為10，齒輪厚度為4. 9mm,外徑為4. 8mm。三級齒10由同軸的大齒輪和小齒輪組成，採用LCP注塑製成；大齒輪的模數為 0. 4，齒數為35，齒輪厚度為2. 5mm,外徑為14. 8mm ；小齒輪的模數為0. 4，齒數為15，齒輪厚度為5. 4mm，外徑為6. 8mm。四級齒2兩側設有加強臺，採用LCP注塑製成；其模數為0. 4，齒數為42，齒輪厚度為 4. 7mm，外徑為 17. 6mm。上述第一軸與第二軸的間距為9mm，第二軸與輸出軸的間距為11. 4mm。各齒輪的嚙合方式為電機齒與一級齒的大齒輪嚙合，一級齒的小齒輪與二級齒的大齒輪嚙合，二級齒的小齒輪與三級齒的大齒輪嚙合，三級齒的小齒輪與四級齒嚙合。實現300:1的減速比。將電機8的輸出軸與馬達齒固結，構成一個減速電機，輸出軸3作為減速電機的輸出軸。若電機採用伺服電機，並且輸出軸3與位置反饋電位器連接，該減速電機可作為舵機使用。伺服電機由控制電路板和直流電機組成，控制電路板控制直流電機轉動，直流電機轉速經減速後傳動至輸出軸。舵機的輸出軸與位置反饋電位器相連，輸出軸轉動時，反饋電位器輸出一個電壓信號至控制電路板，進行位置反饋，然後控制電路板根據所在位置決定電機的轉動方向和速度，從而達到目標位置停止。
權利要求
1.一種電機減速機構，由馬達齒，一級齒，二級齒，三級齒，四級齒及軸組成，其中一級齒、二級齒、三級齒分別由大齒輪與小齒輪同軸固定而成；馬達齒與一級齒的大齒輪嚙合， 一級齒的小齒輪與二級齒的大齒輪嚙合，二級齒的小齒輪與三級齒大齒輪嚙合，三級齒的小齒輪與四級齒嚙合；其特徵在於馬達齒和二級齒在同一個軸上，一級齒和三級齒在同一個軸上。
2.根據權利要求1所述的一種電機減速機構，其特徵在於所述馬達齒採用國標3604 銅合金製成。
3.根據權利要求1所述的一種電機減速機構，其特徵在於所述一級齒採用LCP製成。
4.根據權利要求1所述的一種電機減速機構，其特徵在於所述二級齒採用LCP製成。
5.根據權利要求1所述的一種電機減速機構，其特徵在於所述三級齒採用LCP製成。
6.根據權利要求1所述的一種電機減速機構，其特徵在於所述四級齒採用LCP製成。
7.根據權利要求1所述的一種電機減速機構，其特徵在於所述馬達齒採用國標3604 銅合金製成，所述一級齒、二級齒、三級齒、四級齒採用LCP製成。
8.根據權利要求7所述的一種電機減速機構，其特徵在於所述馬達齒的模數為0. 25，齒數為10，齒輪厚度為2. 5mm，外徑為3. Omm ； 所述一級齒的大齒輪的模數為0. 25，齒數為61，齒輪厚度為1. 5mm，外徑為15. 75mm ； 所述一級齒的小齒輪的模數為0. 25，齒數為10，齒輪厚度為2. 3mm，外徑為3. 6mm ； 所述二級齒的大齒輪的模數為0. 3，齒數為50，齒輪厚度為1. 5mm,外徑為15. 6mm ； 所述二級齒的小齒輪的模數為0. 4，齒數為10，齒輪厚度為4. 9mm,外徑為4. 8mm ； 所述三級齒的大齒輪的模數為0. 4，齒數為35，齒輪厚度為2. 5mm，外徑為14. 8mm ； 所述三級齒的小齒輪的模數為0. 4，齒數為15，齒輪厚度為5. 4mm,外徑為6. 8mm ； 所述四級齒的大齒輪的模數為0. 4，齒數為42，齒輪厚度為4. 7mm，外徑為17. 6mm ； 其中，馬達齒和二級齒所在的軸與一級齒和三級齒所在的軸的間距為9mm，一級齒和三級齒所在的軸與四級齒所在的軸的間距為11.4mm。
9.一種減速電機，由電機和減速機構構成，其特徵在於所述減速機構採用權利要求1 至8中任一項所述的電機減速機構；電機的輸出軸與減速機構中的馬達齒固結。
10.一種舵機，由直流電機、減速機構、輸出軸、位置反饋電位器、控制電路板構成，其中，控制電路板控制直流電機轉動，直流電機的轉動經減速機構後傳動至輸出軸，輸出軸與位置反饋電位器相連；其特徵在於所述減速機構採用權利要求1至8中任一項所述的電機減速機構；所述直流電機的輸出軸與減速機構中的馬達齒固結，四級齒所在的軸作為所述輸出軸。
全文摘要
一種電機減速機構及其減速電機和舵機，涉及一種小體積大扭矩的減速機構。由馬達齒，一級齒，二級齒，三級齒，四級齒及軸組成，其中一級齒、二級齒、三級齒分別由大齒輪與小齒輪同軸固定而成；馬達齒與一級齒的大齒輪嚙合，一級齒的小齒輪與二級齒的大齒輪嚙合，二級齒的小齒輪與三級齒大齒輪嚙合，三級齒的小齒輪與四級齒嚙合；馬達齒和二級齒在同一個軸上，一級齒和三級齒在同一個軸上。本發明將五軸的四級減速器變成三軸的四級減速器，減小了減速器的體積。採用高強的塑料材料PA66+30%玻璃纖維作為減速齒輪的製作材料；設計各級齒輪的模數、齒數，使軸距與齒輪匹配。上述減速機構配合電機或伺服電機便可構成減速電機或舵機。
文檔編號H02K7/116GK102324803SQ20111027035
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月14日 優先權日2011年9月14日
發明者張建成 申請人:北京聯合大學