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CN106972692A - 一种传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机 - Google Patents

一种传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机 Download PDF

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CN106972692A
CN106972692A CN201710218223.9A CN201710218223A CN106972692A CN 106972692 A CN106972692 A CN 106972692A CN 201710218223 A CN201710218223 A CN 201710218223A CN 106972692 A CN106972692 A CN 106972692A
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CN
China
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stator
motor
shaft
assembly
bearing
Prior art date
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Application number
CN201710218223.9A
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Inventor
金功财
赵得宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongshan Langyu Model Co ltd
Original Assignee
Zhongshan Langyu Model Co ltd
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Application filed by Zhongshan Langyu Model Co ltd filed Critical Zhongshan Langyu Model Co ltd
Priority to CN201710218223.9A priority Critical patent/CN106972692A/zh
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    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Abstract

一种传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机，包括：一定子组件，定子组件包括一定子内腔及设置在定子内腔内部的内齿圈和定子内腔外部的铁芯；一转子组件，所述转子组件包括一由转子组件界定的内部空间，所述内部空间轴向中心处具有一太阳轮，内部空间周侧设置有与铁芯对应的磁体；一齿轮传动组件，所述齿轮传动组件包括一置于定子内腔内部并与太阳轮配合使用的行星轮及行星架。利用了电机前盖中心的剩余空间，将行星轮系传动组件内置于电机。在不影响电机本身的体积情况下，减少零部件，减轻电机重量，使电机扭力通过行星轮系传动组件转换增加数倍，增大电机的扭矩和载荷能力，电机有效利用率得到充分发挥，使电机重心更稳，运动惯量更小。

Description

一种传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机
技术领域
本发明属于电机领域，特别涉及一种传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机。
背景技术
减速电机是指减速器和电机的集成体。外转子无刷减速电机由外转子无刷直流电机和齿轮减速器组成。
传统外转子无刷减速电机结构，是齿轮箱置于电机外部,通过电机前盖安装面与齿轮箱连接板对接，组合为一体工作。整体电机总高度和体积都比较大，重量相对比较重。因此，导致减速电机重心与安装面的距离变大，在使用过程中，会增加电机功率损耗、增加电机整体移动惯性，且对安装空间要求增加。由于结构因素，电机的使用受到很大限制，在同样体积大小的电机达到一定的载重量后，将无法再增大扭矩和自身载荷能力,电机性能利用率未得到充分发挥。
而外转子无刷直流电机的电机前盖中心是空的，其内部空间未得到有效利用，单个电机的载荷相对较小，使用领域受限。
发明内容
本发明旨在解决现有技术缺陷，目的是提供一种充分利用电机内部空间，缩小电机体积、减轻重量、减小电机整体运动惯量、负载能力强、电机性能有效利用率高、节能环保、运行可靠、长寿命的传动齿轮内置的外转子无刷减速电机。
为达到上述目的，提供以下技术方案：
一种传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机，包括：
一定子组件，所述定子组件包括一定子内腔及设置在定子内腔内部的内齿圈和定子内腔外部的铁芯；
一转子组件，所述转子组件包括一由转子组件界定的内部空间，所述内部空间轴向中心处具有一太阳轮，内部空间周侧设置有与铁芯对应的磁体；
一齿轮传动组件，所述齿轮传动组件包括一置于定子内腔内部并与太阳轮配合使用的行星轮及行星架。
进一步的，所述定子组件包括：电机前盖、内齿圈、铁芯和第一轴承，所述电机前盖包括一盖体和一第一环体，所述盖体和第一环体之间通过多个第一梁体连接，所述盖体中心设置一第一轴孔，所述第一轴承设置于所述第一轴孔内，所述盖体一侧设置一定子内腔，所述内齿圈设置于所述定子内腔内壁靠近盖体一侧，所述内齿圈用销轴固定在定子内腔内，所述铁芯设置于所述定子内腔的外壁。
进一步的，所述铁芯采用锁紧螺钉固定于所述定子内腔的外壁。
进一步的，所述转子组件包括：电机后盖、组合轴、机壳、磁体、太阳轮和第二轴承，所述电机后盖包括一第二环体和第三环体，所述第三环体直径大于所述第二环体直径，所述第二环体和第三环体之间通过多个第二梁体连接，所述第三环体一端面绕圆周设置多个凸起，所述机壳与所述第三环体周缘连接，所述机壳与所述电机后盖共同界定一内部空间，多个所述磁体设置于所述机壳内壁并与所述凸起连接，所述磁体与所述铁芯之间留有空隙，所述组合轴中心设置一第二轴孔，所述第二轴承设置于所述第二轴孔内，所述组合轴一端为凸缘并固定在所述第二环体一侧，所述组合轴另一端为阶梯轴穿过所述第二环体，所述太阳轮套设于所述阶梯轴远离所述凸缘一端。
进一步的，所述齿轮传动组件包括：行星架、轮轴、行星轮、滚针与保持架组件和行星架法兰，所述行星架为圆盘状，所述行星架一端面上设置一圆形凸台，所述圆形凸台设置于所述第一轴承内并与所述第一轴承配合，所述行星架另一端面中心设置一输出轴，所述输出轴远离所述行星架一端设置一台阶，所述输出轴穿过所述第二轴承伸至电机外，所述第二轴承与所述输出轴的台阶配合，以所述输出轴为中心环形阵列多个安装孔，所述轮轴一端设置于所述安装孔内，所述行星轮套设于所述轮轴上，所述轮轴另一端与所述行星架法兰一端面连接，所述行星轮外圈与所述内齿圈啮合，所述行星轮内圈与套设于所述阶梯轴上的太阳轮啮合。
进一步的，所述行星轮与所述轮轴之间设置所述滚针与保持架组件。
进一步的，所述齿轮传动组件还包括轴卡和垫片，所述轴卡和垫片穿套在所述圆形凸台上，所述垫片位于远离行星架一侧。
进一步的，所述减速电机还包括第一密封组件，所述第一密封组件包括挡板和密封盖，所述挡板采用螺钉固定在所述圆形凸台相反于所述行星架的一端，所述密封盖上设置圆形凹槽容纳所述挡板，所述密封盖侧壁设有螺纹，所述第一轴孔远离所述定子内腔一端设置螺纹与所述密封盖的螺纹配合旋紧。
进一步的，所述减速电机还包括第二密封组件，所述第二密封组件包括轴承座、第三轴承和第一油封，所述轴承座设置于所述行星架法兰另一端面，所述轴承座中心设置一阶梯孔，所述第一油封设置于所述阶梯孔内靠近所述行星架法兰直径较大一侧，所述第三轴承设置于所述阶梯孔内远离所述行星架法兰直径较小一侧，所述阶梯轴穿过所述第三轴承并与所述第三轴承配合。
进一步的，所述减速电机还包括第三密封组件，所述第三密封组件包括挡圈和第二油封，所述挡圈套设于所述输出轴穿出所述第二轴孔处，所述第二油封套设于所述输出轴上挡圈外侧，所述第二油封外圈与所述第二轴孔配合。
本发明的有益效果：
1、体积小、重量轻、提高电机的功率有效利用率；
本发明中将行星轮系传动组件设置在电机前盖内，充分利用电机前盖内部空间；同时省去齿轮箱结构，大大降低电机高度，减小电机体积；减少了零部件数量，减轻了重量。由于重量和体积的减小，使得电机有效功率得到充分利用。
2、结构紧凑、移动惯量小，负载大，提高电机的运行可靠性；
本发明中太阳轮压合在电机后盖上，内齿圈固定在定子内腔内壁，行星架输出轴与电机后盖通过轴承精密连接，行星架输出轴不但做为行星轮系传动组件的输出轴，同时充当电机转子轴使用。这种结构设计减少了零部件，空间利用率高，结构紧凑；更重要的是重量减轻、重心稳定，使电机整体移动惯量变小，动力加强，由于齿轮传动的特点，使得负载能力增大，电机功率利用率提高。
3、增加工作可靠性，延长寿命；
行星轮与轮轴之间加装滚针和保持架组件，提高了机械传动精密度，增强行星轮传动精度，使齿轮的传动更顺畅，运行的可靠性更高，寿命更长。
4、使用锁紧螺钉固定定子铁芯与电机前盖的连接，使用更可靠；传统结构：使用胶水将定子铁芯和电机前盖粘结在一起，由于电机在长期高温运行下，胶水会失效，导致定子松脱，影响电机的运行可靠性和寿命。本发明主要解决这个技术缺陷。
5、电机传动机械结构，使用润滑油润滑，减小机械磨损，提高电机使用寿命与可靠性。传统结构是用润滑脂润滑，由于电机在经过一段时间运行后，润滑脂变质失效，各个机械结构之间失去润滑，机械磨损加剧。本发明主要解决这个技术缺陷，采用油封密封，使用润滑油润滑，由于润滑油运动粘度比润滑脂要低，大大减小机械损耗，提高电机有效功率利用率。
6、电机前盖和电机后盖通风孔设计，提高电机的有效功率利用率。
传动结构使用封闭式前电机后盖设计，本设计采用通风孔设计，主要是因为提高电机的散热能力，在高速运行下，充分接触外界介质，提高电机热量扩热速度，降低电机的发热损耗。
7、转子电机后盖与组合轴进行分体设计，可使用不同材质，巧妙利不同材料的优越特性，确保电机的重量和强度处于最佳状态。传动结构采用轴与端盖一体化设计，使用铝合金或者合金钢，由于材料强度的影响。电机经常出现断轴现象。本发明为了解决这个技术缺陷，轴用合金钢设计，采用分体式，充分利用合金钢高强度的特性和铝合金重量轻的优点，解决电机断轴的现象，使得电机运行可靠性提高。
附图说明
图1是本发明结构爆炸图；
图2是本发明定子组件结构爆炸图；
图3是本发明转子组件结构爆炸图；
图4是本发明齿轮传动组件结构爆炸图。
各序号所对应元件如下：
定子组件1；
电机前盖11；
盖体111；
第一轴孔1111；
定子内腔1112；
第一环体112；
第一梁体113；
内齿圈12；
铁芯13；
第一轴承14；
转子组件2；
电机后盖21；
第二环体211；
第三环体212；
凸起2121；
第二梁体213
组合轴22；
第二轴孔221
机壳23；
磁体24；
太阳轮25
第二轴承26；
齿轮传动组件3；
行星架31；
圆形凸台311；
输出轴312；
台阶3121；
安装孔313；
轮轴32；
行星轮33；
滚针与保持架组件34；
行星架法兰35；
轴卡36；
垫片37；
第一密封组件4；
挡板41；
密封盖42；
密封圈43；
第二密封组件5；
轴承座51；
第三轴承52；
第一油封53；
第三密封组件6；
挡圈61；
第二油封62。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，本申请所描述的配合为轴孔配合，所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。
如图1-4所示，一种传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机，包括：一定子组件1，所述定子组件1包括一定子内腔1112及设置在定子内腔1112内部的内齿圈12和定子内腔1112外部的铁芯13，所述定子内腔1112为套筒状结构；
一转子组件2，所述转子组件2包括一由转子组件2界定的内部空间，所述内部空间轴向中心处具有一太阳轮25，内部空间周侧设置有与铁芯13对应的磁体24；
一齿轮传动组件3，所述齿轮传动组件3包括一置于定子内腔1112内部、并与太阳轮25配合使用的行星轮33及行星架31。
所述定子组件1包括：电机前盖11、内齿圈12、铁芯13和第一轴承14，所述电机前盖11包括一盖体111和一第一环体112，所述盖体111和第一环体112之间通过多个第一梁体113连接，所述盖体111中心设置一第一轴孔1111，所述第一轴承14设置于所述第一轴孔1111内，所述盖体111一侧设置一定子内腔1112，所述内齿圈12设置于所述定子内腔1112内壁靠近盖体111一侧，所述内齿圈12用销轴固定在定子内腔1112内，所述铁芯13采用锁紧螺钉固定于所述定子内腔1112的外壁。
所述转子组件2包括：电机后盖21、组合轴22、机壳23、磁体24、太阳轮25和第二轴承26，所述电机后盖21包括一第二环体211和第三环体212，所述第三环体212直径大于所述第二环体211直径，所述第二环体211和第三环体212之间通过多个第二梁体213连接，所述第三环体212一端面绕圆周设置多个凸起2121，所述机壳23与所述第三环体212周缘连接，所述机壳23与所述电机后盖21共同界定一内部空间，多个所述磁体24设置于所述机壳23内壁并与所述凸起2121连接，所述磁体24与所述铁芯13之间留有空隙，所述组合轴22中心设置一第二轴孔221，所述第二轴承26设置于所述第二轴孔221内，所述组合轴22一端为凸缘并固定在所述第二环体211一侧，所述组合轴22另一端为阶梯轴穿过所述第二环体211，所述太阳轮25套设于所述阶梯轴远离所述凸缘一端，所述太阳轮25与所述齿轮传动组件3配合。
所述齿轮传动组件3包括：行星架31、轮轴32、行星轮33、滚针与保持架组件34和行星架法兰35，所述行星架31为圆盘状，所述行星架31一端面上设置一圆形凸台311，所述圆形凸台311设置于所述第一轴承14内并与所述第一轴承14配合，所述行星架31另一端面中心设置一输出轴312，所述输出轴312远离所述行星架31一端设置一台阶3121，所述输出轴312穿过所述第二轴承26伸至电机外，所述第二轴承26与所述输出轴312的台阶3121配合，以所述输出轴312为中心环形阵列多个安装孔313，所述轮轴32一端设置于所述安装孔313内，所述行星轮33套设于所述轮轴32上，所述行星轮33与所述轮轴32之间设置所述滚针与保持架组件34，所述轮轴32另一端与所述行星架法兰35一端面连接，所述行星轮33外圈与所述内齿圈12啮合，所述行星轮33内圈与套设于所述阶梯轴上的太阳轮25啮合，所述行星轮33外圈为多个环形阵列的行星轮33构成的虚拟齿圈外侧，所述行星轮33内圈为多个环形阵列的行星轮33构成的虚拟齿圈内侧，所述齿轮传动组件3还包括轴卡36和垫片37，所述轴卡36和垫片37穿套在所述圆形凸台311上，所述垫片37位于远离行星架31一侧，所述齿轮传动组件3采用润滑油润滑。
所述减速电机还包括第一密封组件4，第二密封组件5和第三密封组件6，所述第一密封组件4包括但不限于挡板41和密封盖42，所述挡板41采用螺钉固定在所述圆形凸台311相反于所述行星架31的一端用以固定所述第一轴承14，所述密封盖42上设置圆形凹槽容纳所述挡板41，所述密封盖42侧壁设有螺纹，所述第一轴孔1111远离所述定子内腔1112一端设置螺纹与所述密封盖42的螺纹配合旋紧，所述密封盖42与所述第一轴孔1111螺接的内侧可设置一密封圈43，所述密封盖42将所述密封圈43压紧。所述第二密封组件5包括但不限于轴承座51、第三轴承52和第一油封53，所述轴承座51设置于所述行星架法兰35另一端面，所述轴承座51中心设置一阶梯孔，所述第一油封53设置于所述阶梯孔内靠近所述行星架法兰35直径较大一侧，所述第三轴承52设置于所述阶梯孔内远离所述行星架法兰35直径较小一侧，所述阶梯轴穿过所述第三轴承52并与所述第三轴承52配合。所述第三密封组件6包括挡但不限于圈61和第二油封62，所述挡圈61套设于所述输出轴312穿出所述第二轴孔221处，所述第二油封62套设于所述输出轴312上挡圈61外侧，所述第二油封62外圈与所述第二轴孔221配合，上述各密封组件的结构仅为本发明其中一种实施方式，所述密封圈43设置位置不做限定，可设置在任何实现密封的位置，例如轴孔外侧，密封组件也可替换为密封垫、密封胶等其他具有密封功能的密封元件，密封的方式可以为螺纹旋紧或压板压紧等其他可以实现密封的方式，任何密封形式或密封形式的变形均应在本发明保护范围内，采用上述密封组件可有效的防水，防潮、防尘。
本发明的有益效果在于，充分利用了电机前盖中心的剩余空间，将行星轮系传动组件内置于电机。这种结构设计在不影响电机本身的体积情况下，减少零部件，减轻电机重量，使电机扭力通过行星轮系传动组件转换增加数倍，增大电机的扭矩和载荷能力，电机有效利用率得到充分发挥，使电机重心更稳，运动惯量更小。

Claims (10)

1.一种传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机，其特征在于，包括：
一定子组件(1)，所述定子组件(1)包括一定子内腔(1112)及设置在定子内腔(1112)内部的内齿圈(12)和定子内腔(1112)外部的铁芯(13)；
一转子组件(2)，所述转子组件(2)包括一由转子组件(2)界定的内部空间，所述内部空间轴向中心处具有一太阳轮(25)，内部空间周侧设置有与铁芯(13)对应的磁体(24)；
一齿轮传动组件(3)，所述齿轮传动组件(3)包括一置于定子内腔(1112)内部并与太阳轮(25)配合使用的行星轮(33)及行星架(31)。
2.根据权利要求1所述的传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机，其特征在于，所述定子组件(1)包括：电机前盖(11)、内齿圈(12)、铁芯(13)和第一轴承(14)，所述电机前盖(11)包括一盖体(111)和一第一环体(112)，所述盖体(111)和第一环体(112)之间通过多个第一梁体(113)连接，所述盖体(111)中心设置一第一轴孔(1111)，所述第一轴承(14)设置于所述第一轴孔(1111)内，所述盖体(111)一侧设置一定子内腔(1112)，所述内齿圈(12)设置于所述定子内腔(1112)内壁靠近盖体(111)一侧，所述内齿圈(12)用销轴固定在定子内腔(1112)内，所述铁芯设置于所述定子内腔(1112)的外壁。
3.根据权利要求2所述的传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机，其特征在于，所述铁芯(13)采用锁紧螺钉固定于所述定子内腔(1112)的外壁。
4.根据权利要求3所述的传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机，其特征在于，所述转子组件(2)包括：电机后盖(21)、组合轴(22)、机壳(23)、磁体(24)、太阳轮(25)和第二轴承(26)，所述电机后盖(21)包括一第二环体(211)和第三环体(212)，所述第三环体(212)直径大于所述第二环体(211)直径，所述第二环体(211)和第三环体(212)之间通过多个第二梁体(213)连接，所述第三环体(212)一端面绕圆周设置多个凸起(2121)，所述机壳(23)与所述第三环体(212)周缘连接，所述机壳(23)与所述电机后盖(21)共同界定一内部空间，多个所述磁体(24)设置于所述机壳(23)内壁并与所述凸起(2121)连接，所述磁体(24)与所述铁芯(13)之间留有空隙，所述组合轴(22)中心设置一第二轴孔(221)，所述第二轴承(26)设置于所述第二轴孔(221)内，所述组合轴(22)一端为凸缘并固定在所述第二环体(211)一侧，所述组合轴(22)另一端为阶梯轴穿过所述第二环体(211)，所述太阳轮(25)套设于所述阶梯轴远离所述凸缘一端。
5.根据权利要求4所述的传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机，其特征在于，所述齿轮传动组件(3)包括：行星架(31)、轮轴(32)、行星轮(33)、滚针与保持架组件(34)和行星架法兰(35)，所述行星架(31)为圆盘状，所述行星架(31)一端面上设置一圆形凸台(311)，所述圆形凸台(311)设置于所述第一轴承(14)内并与所述第一轴承(14)配合，所述行星架(31)另一端面中心设置一输出轴(312)，所述输出轴(312)远离所述行星架(31)一端设置一台阶(3121)，所述输出轴(312)穿过所述第二轴承(26)伸至电机外，所述第二轴承(26)与所述输出轴(312)的台阶(3121)配合，以所述输出轴(312)为中心环形阵列多个安装孔(313)，所述轮轴(32)一端设置于所述安装孔(313)内，所述行星轮(33)套设于所述轮轴(32)上，所述轮轴(32)另一端与所述行星架法兰(35)一端面连接，所述行星轮(33)外圈与所述内齿圈(12)啮合，所述行星轮(33)内圈与套设于所述阶梯轴上的太阳轮(25)啮合。
6.根据权利要求5所述的传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机，其特征在于，所述行星轮(33)与所述轮轴(32)之间设置所述滚针与保持架组件(34)。
7.根据权利要求5所述的传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机，其特征在于，所述齿轮传动组件(3)还包括轴卡(36)和垫片(37)，所述轴卡(36)和垫片(37)穿套在所述圆形凸台(311)上，所述垫片(37)位于远离行星架(31)一侧。
8.根据权利要求5所述的传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机，其特征在于，所述减速电机还包括第一密封组件(4)，所述第一密封组件(4)包括挡板(41)和密封盖(42)，所述挡板(41)采用螺钉固定在所述圆形凸台(311)相反于所述行星架(31)的一端，所述密封盖(42)上设置圆形凹槽容纳所述挡板(41)，所述密封盖(42)侧壁设有螺纹，所述第一轴孔(1111)远离所述定子内腔(1112)一端设置螺纹与所述密封盖(42)的螺纹配合旋紧。
9.根据权利要求5所述的传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机，其特征在于，所述减速电机还包括第二密封组件(5)，所述第二密封组件(5)包括轴承座(51)、第三轴承(52)和第一油封(53)，所述轴承座(51)设置于所述行星架法兰(35)另一端面，所述轴承座(51)中心设置一阶梯孔，所述第一油封(53)设置于所述阶梯孔内靠近所述行星架法兰(35)直径较大一侧，所述第三轴承(52)设置于所述阶梯孔内远离所述行星架法兰(35)直径较小一侧，所述阶梯轴穿过所述第三轴承(52)并与所述第三轴承(52)配合。
10.根据权利要求5所述的传动机构内置于定子的外转子无刷减速电机，其特征在于，所述减速电机还包括第三密封组件(6)，所述第三密封组件(6)包括挡圈(61)和第二油封(62)，所述挡圈(61)套设于所述输出轴(312)穿出所述第二轴孔(221)处，所述第二油封(62)套设于所述输出轴(312)上挡圈(61)外侧，所述第二油封(62)外圈与所述第二轴孔(221)配合。
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