CN107786029A - 用于电机的带传动键的空心转轴及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于电机的带传动键的空心转轴及加工方法，涉及电机转轴技术领域，解决现有技术中存在的带传动花键的电机转轴存在重量大的技术问题。该装置包括转动支撑段、中空主体段和动力输出段，其中，中空主体段为内部中空的结构，转动支撑段和动力输出段分别与中空主体段轴向方向上的两端相连接，转动支撑段、动力输出段均与电机壳体转动连接，动力输出段上设置有传动键；动力输出段能通过传动键将电机的转动动力输出；转动支撑段与中空主体段两者为一体式结构，或者，中空主体段与动力输出段两者为一体式结构，或者，转动支撑段、中空主体段和动力输出段三者为独立的部件固定连接在一起。本发明用于降低电机转轴重量、提高扭矩输出效率。
Description
技术领域
本发明涉及电机转轴技术领域，尤其是涉及一种用于电机的带传动键的空心转轴及加工方法。
背景技术
传统的电机包括机壳、转轴、转子组件和定子组件，其中，转轴一般为实心轴，转轴穿过转子组件，转轴的一端通过轴承与机壳上的端盖相配合，轴承的另一端为动力输出端。现有的大多数电机为实心转轴，实心转轴重量大，制约了电机的巨型化以及扭矩的输出效率，且实心转轴的成本较高。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
现有的带传动花键的电机转轴存在重量大、扭矩输出效率低的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供用于电机的带传动键的空心转轴及加工方法，以解决现有技术中存在的带传动花键的电机转轴存在重量大的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种用于电机的带传动键的空心转轴，包括转动支撑段、中空主体段和动力输出段，其中，
所述中空主体段为内部中空的结构，所述转动支撑段和所述动力输出段分别与所述中空主体段轴向方向上的两端相连接，所述转动支撑段、所述动力输出段均与电机壳体转动连接，所述动力输出段上设置有传动键；所述动力输出段能通过所述传动键将电机的转动动力输出；
所述转动支撑段与所述中空主体段两者为一体式结构，或者，所述中空主体段与所述动力输出段两者为一体式结构，或者，所述转动支撑段、所述中空主体段和所述动力输出段三者为独立的部件固定连接在一起。
优选地，所述转动支撑段、所述中空主体段和所述动力输出段三者为独立的部件，且所述转动支撑段和所述动力输出段均与所述中空主体段焊接连接。
优选地，所述转动支撑段靠近所述中空主体段的一端开设有空腔；或者，所述转动支撑段为内部中空结构；或者，所述转动支撑段为实心结构。
优选地，所述转动支撑段包括支撑段主体部和与所述支撑段主体部连接的支撑段连接部，所述支撑段连接部位于所述中空主体段内，所述支撑段主体部与电机轴承相配合。
优选地，所述传动键为外花键；所述动力输出段靠近所述中空主体段的一端开设有空腔；或者，所述动力输出段为内部中空结构；或者，所述动力输出段为实心结构。
优选地，所述动力输出段包括第一传动主体部、凸起部、第一传动连接部，所述第一传动主体部、所述凸起部和所述第一传动连接部依次连接，所述第一传动连接部位于所述中空主体段内，所述第一传动主体部的外表面设置有所述传动键，所述凸起部的直径大于所述中空主体段的外径且所述凸起部与转子铁芯叠片相配合。
优选地，所述传动键为内花键；所述动力输出段为腔体结构；或者，所述动力输出段为内部中空结构。
优选地，所述动力输出段包括第二传动主体部和与所述第二传动主体部连接的第二传动连接部，所述第二传动主体部位于所述中空主体段内且所述第二传动主体部的内部设置有所述传动键，所述第二传动连接部的直径大于所述中空主体段的外径。
一种所述的用于电机的带传动键的空心转轴的加工方法，包括以下步骤：
S1、准备待加工件，分别加工制成所述转动支撑段、所述中空主体段和所述动力输出段；
S2、将所述转动支撑段和所述动力输出段焊接在所述中空主体段的两端。
优选地，步骤S1包括以下步骤：
S11、将转动支撑段的待加工件冲压或冷墩形成所述转动支撑段；
S12、选取合适的钢管经过加工后作为中空主体段待装配件，在所述中空主体段待装配件靠近所述转动支撑段一端攻出螺纹形成所述中空主体段；
S13、将动力输出段待加工件冷镦并在其表面机加工所述传动键形成所述动力输出段；
步骤S2还包括以下步骤：
S21、清洗所述转动支撑段、所述中空主体段和所述动力输出段；
S22、将所述转动支撑段和所动力输出端分别焊接到所述中空主体段的两端形成带传动键的空心转轴待成型件，对所述带传动键的空心转轴待成型件进行整体表面热处理以及化学热处理形成所述带传动键的空心转轴。
本发明提供用于电机的带传动键的空心转轴及加工方法，以解决现有技术中存在的带传动花键的电机转轴存在重量大的技术问题，中空主体段为内部中空的结构，降低了带传动键转轴的重量，提高了扭矩输出效率，解决实心转轴制约着电机的巨型化的问题；转动支撑段、中空主体段和动力输出段三者为独立的部件固定连接在一起，实现带传动键的空心转轴模块化生产，提高制造带传动键的空心转轴的效率，容易实现大规模产量化生产，降低维修成本；转动支撑段以及动力输出段的内部为腔体结构或者内部为中空结构，进一步降低了带传动键转轴的重量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是用于电机的带传动键的空心转轴的结构示意图；
图2是另一用于电机的带传动键的空心转轴的剖视图；
图3是装有带传动键的空心转轴的电机的内部结构示意图。
图中1-转动支撑段；11-支撑段主体部；12-支撑段连接部；2-中空主体段；3-动力输出段；31-第一传动主体部；32-第一传动连接部；33-第二传动主体部；34-第二传动连接部；35-凸起部；4-传动键；5-转子铁芯叠片；6-套环；7-螺纹。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参见图1-图3，本发明提供了一种用于电机的带传动键的空心转轴，包括转动支撑段1、中空主体段2和动力输出段3，其中，中空主体段2为内部中空的结构，转动支撑段1和动力输出段3分别与中空主体段2轴向方向上的两端相连接，转动支撑段1、动力输出段3均与电机壳体转动连接，动力输出段3上设置有传动键4；动力输出段3能通过传动键4将电机的转动动力输出；转动支撑段1与中空主体段2两者为一体式结构，或者，中空主体段2与动力输出段3两者为一体式结构，或者，转动支撑段1、中空主体段2和动力输出段3三者为独立的部件固定连接在一起。中空主体段2为内部中空的结构，根据材料力学分析，在转轴传递扭矩时，从径向截面看，越外的地方传递有效力矩的作用越大，在转轴需要传递较大力矩时，就需要较粗的轴径，本发明提供的带传动键的空心转轴，降低了带传动键转轴的重量，提高了扭矩输出效率，解决实心转轴制约着电机的巨型化的问题；转动支撑段1、中空主体段2和动力输出段3三者为独立的部件固定连接在一起，通过各部分模块化生产，提高制造带传动键的空心转轴的效率，容易实现大规模产量化生产，带传动键的空心转轴损坏后只需更换损坏区段，降低维修成本。
作为可选地实施方式，转动支撑段1、中空主体段2和动力输出段3三者为独立的部件，且转动支撑段1和动力输出段3均与中空主体段2焊接连接。
作为可选地实施方式，转动支撑段1可以为实心结构；为了进一步降低带传动键转轴的重量，转动支撑段1靠近中空主体段2的一端可以开设有空腔；或者，转动支撑段1可以为内部中空结构，开设有空腔的转动支撑段1相比内部是中空结构的转动支撑段1，可以防止杂物从转动支撑段1处进入。
作为可选地实施方式，转动支撑段1包括支撑段主体部11和与支撑段主体部11连接的支撑段连接部12，支撑段连接部12位于中空主体段2内，支撑段主体部11与电机轴承相配合。
作为可选地实施方式，当传动键4为外花键时，动力输出段3可以为实心结构；为了进一步降低带传动键转轴的重量，动力输出段3靠近中空主体段2的一端可以开设有空腔；或者，动力输出段3可以为内部中空结构；开设有空腔的动力输出段3相比内部是中空结构的动力输出段3，可以防止杂物从转动支撑段1处进入。
当转动支撑段1的内部与动力输出段3的内部均为中空结构时，带传动键转轴即为内部中空结构，转轴的重量轻，易于清洗，且中空结构的转轴可以用以不同工况的需求，考虑到传动强度的问题，当传动键4为外花键时，动力输出段3最好为实心结构或者为腔体结构，当动力输出段3为腔体结构时，空腔的深度最好不延伸传动键4对应的动力输出端3的内部区域，转动支撑段1的内部可以为中空结构，此时从转动支撑段1的一端处也容易清洗带传动键转轴，转动支撑段1的内部也可以为空腔结构或实心结构，此时带传动键转轴内部为密封结构，防止异物进入转轴内部。
作为可选地实施方式，动力输出段3包括第一传动主体部31、凸起部35、第一传动连接部32，第一传动主体部31、凸起部35和第一传动连接部32依次连接，第一传动连接部位于中空主体段2内，第一传动主体部31的外表面设置有传动键4，凸起部35的直径大于中空主体段2的外径且凸起部35与转子铁芯叠片5相配合；凸起部35的侧面转子铁芯叠片5相配合，凸起部35用以配合中空主体段2上的套环6将转子铁芯叠片5固定在带传动键的空心转轴上。
作为可选地实施方式，根据传动方式的不同，传动键4也可以为内花键；转动支撑段1为腔体结构；或者，转动支撑段1为内部中空结构。
作为可选地实施方式，动力输出段3包括第二传动主体部33和与第二传动主体部33连接的第二传动连接部34，第二传动主体部33位于中空主体段2内且第二传动主体部33的内部设置有传动键4，第二传动连接部34的直径大于中空主体段2的外径；因为第二传动连接部34的直径大于中空主体段2的外径，第二传动连接部34的侧面转子铁芯叠片5相配合，第二传动连接部34用以配合中空主体段2上的套环6将转子铁芯叠片5固定在带传动键的空心转轴上。
当传动键4为内花键时，动力输出段3可以为腔体结构也可以为内部中空结构，此时，转动支撑段1的内部可以为中空结构，也可以为空腔结构，还可以为实心结构；当转动支撑段1与动力输出段3的内部均为中空结构时，带传动键转轴即为内部中空结构，转轴的重量轻，易于清洗，且中空结构的转轴可以用以不同工况的需求；当转动支撑段1与动力输出段3的内部其中有一个是中空结构时，即带传动键转轴内部为腔体结构，可以实现从转轴的一端清洗转轴；动力输出段3内部为腔体结构，转动支撑段1的内部为中空结构或者为实心结构，带传动键转轴密封效果好。
一种用于电机的带传动键的空心转轴的加工方法，包括以下步骤：
S1、准备待加工件，分别加工制成转动支撑段1、中空主体段2和动力输出段3；
步骤S1包括以下步骤：
S11、将转动支撑段的待加工件冲压或冷墩形成转动支撑段1；
S12、选取合适的钢管经过加工后作为中空主体段待装配件，在中空主体段待装配件靠近转动支撑段1一端攻出螺纹7形成中空主体段2；
S13、将动力输出段待加工件冷镦并在其表面机加工传动键4形成动力输出段3；
S2、将转动支撑段1和动力输出段3焊接在中空主体段2的两端；
步骤S2还包括以下步骤：
S21、清洗转动支撑段1、中空主体段2和动力输出段3；
S22、将转动支撑段1和所动力输出端3分别焊接到中空主体段2的两端形成带传动键的空心转轴待成型件，对带传动键的空心转轴待成型件进行整体表面热处理以及化学热处理形成带传动键的空心转轴。
对带传动键的空心转轴待成型件进行表面热处理以及化学热处理是为了提带传动键的空心转轴的强度、硬度以及其他防腐蚀要求。
对于步骤S12，对合适的钢管经过加工处理，保证中空主体段2工作时所需要的精度；螺纹7是为了与套环6相配合，套环拧入中空主体段2上用以配合动力输出段3的凸起部35将转子铁芯叠片5固定在带传动键的空心转轴上。
此外，当转动支撑段1与中空主体段2两者为一体式结构，可以热锻出转动支撑段1与中空主体段2，然后对热锻件进行机加工达到所需精度，然后将加工好的热锻件与加工好的动力输出端3焊接在一起；当中空主体段2与动力输出段3两者为一体式结构时，其加工工艺与类似。
本发明提供用于电机的带传动键的空心转轴及加工方法，降低了带传动键转轴的重量，提高了扭矩输出效率，解决实心转轴制约着电机的巨型化的问题；实现带传动键的空心转轴模块化生产，提高制造带传动键的空心转轴的效率，容易实现大规模产量化生产，降低维修成本。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于电机的带传动键的空心转轴，其特征在于，包括转动支撑段(1)、中空主体段(2)和动力输出段(3)，其中，
所述中空主体段(2)为内部中空的结构，所述转动支撑段(1)和所述动力输出段(3)分别与所述中空主体段(2)轴向方向上的两端相连接，所述转动支撑段(1)、所述动力输出段(3)均与电机壳体转动连接，所述动力输出段(3)上设置有传动键(4)；所述动力输出段(3)能通过所述传动键(4)将电机的转动动力输出；
所述转动支撑段(1)与所述中空主体段(2)两者为一体式结构，或者，所述中空主体段(2)与所述动力输出段(3)两者为一体式结构，或者，所述转动支撑段(1)、所述中空主体段(2)和所述动力输出段(3)三者为独立的部件固定连接在一起。
2.根据权利要求1所述的用于电机的带传动键的空心转轴，其特征在于，所述转动支撑段(1)、所述中空主体段(2)和所述动力输出段(3)三者为独立的部件，且所述转动支撑段(1)和所述动力输出段(3)均与所述中空主体段(2)焊接连接。
3.根据权利要求2所述的用于电机的带传动键的空心转轴，其特征在于，所述转动支撑段(1)靠近所述中空主体段(2)的一端开设有空腔；或者，所述转动支撑段(1)为内部中空结构；或者，所述转动支撑段(1)为实心结构。
4.根据权利要求3所述的用于电机的带传动键的空心转轴，其特征在于，所述转动支撑段(1)包括支撑段主体部(11)和与所述支撑段主体部(11)连接的支撑段连接部(12)，所述支撑段连接部(12)位于所述中空主体段(2)内，所述支撑段主体部(11)与电机轴承相配合。
5.根据权利要求3所述的用于电机的带传动键的空心转轴，其特征在于，所述传动键(4)为外花键；所述动力输出段(3)靠近所述中空主体段(2)的一端开设有空腔；或者，所述动力输出段(3)为内部中空结构；或者，所述动力输出段(3)为实心结构。
6.根据权利要求5所述的用于电机的带传动键的空心转轴，其特征在于，所述动力输出段(3)包括第一传动主体部(31)、凸起部(35)、第一传动连接部(32)，所述第一传动主体部(31)、所述凸起部(35)和所述第一传动连接部(32)依次连接，所述第一传动连接部(32)位于所述中空主体段(2)内，所述第一传动主体部(31)的外表面设置有所述传动键(4)，所述凸起部(35)的直径大于所述中空主体段(2)的外径且所述凸起部(35)与转子铁芯叠片(5)相配合。
7.根据权利要求3所述的用于电机的带传动键的空心转轴，其特征在于，所述传动键(4)为内花键；所述动力输出段(3)为腔体结构；或者，所述转动支撑段(1)为内部中空结构。
8.根据权利要求7所述的用于电机的带传动键的空心转轴，其特征在于，所述动力输出段(3)包括第二传动主体部(33)和与所述第二传动主体部(33)连接的第二传动连接部(34)，所述第二传动主体部(33)位于所述中空主体段(2)内且所述第二传动主体部(33)的内部设置有所述传动键(4)，所述第二传动连接部(34)的直径大于所述中空主体段(2)的外径。
9.一种权利要求1-8中任一项所述的用于电机的带传动键的空心转轴的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、准备待加工件，分别加工制成所述转动支撑段(1)、所述中空主体段(2)和所述动力输出段(3)；
S2、将所述转动支撑段(1)和所述动力输出段(3)焊接在所述中空主体段(2)的两端。
10.根据权利要求9所述的加工方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤：
S11、将转动支撑段的待加工件冲压或冷墩形成所述转动支撑段(1)；
S12、选取合适的钢管经过加工后作为中空主体段待装配件，在所述中空主体待装配件靠近所述转动支撑段(1)一端攻出螺纹(7)形成所述中空主体段(2)；
S13、将动力输出段待加工件冷镦并在其表面机加工所述传动键(4)形成所述动力输出段(3)；
步骤S2还包括以下步骤：
S21、清洗所述转动支撑段(1)、所述中空主体段(2)和所述动力输出段(3)；
S22、将所述转动支撑段(1)和所述动力输出端(3)分别焊接到所述中空主体段(2)的两端形成带传动键的空心转轴待成型件，对所述带传动键的空心转轴待成型件进行整体表面热处理以及化学热处理形成所述带传动键的空心转轴。
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