CN102324803A - 一种电机减速机构及其减速电机和舵机 - Google Patents

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Abstract

一种电机减速机构及其减速电机和舵机，涉及一种小体积大扭矩的减速机构。由马达齿，一级齿，二级齿，三级齿，四级齿及轴组成，其中一级齿、二级齿、三级齿分别由大齿轮与小齿轮同轴固定而成；马达齿与一级齿的大齿轮啮合，一级齿的小齿轮与二级齿的大齿轮啮合，二级齿的小齿轮与三级齿大齿轮啮合，三级齿的小齿轮与四级齿啮合；马达齿和二级齿在同一个轴上，一级齿和三级齿在同一个轴上。本发明将五轴的四级减速器变成三轴的四级减速器，减小了减速器的体积。采用高强的塑料材料PA66+30%玻璃纤维作为减速齿轮的制作材料；设计各级齿轮的模数、齿数，使轴距与齿轮匹配。上述减速机构配合电机或伺服电机便可构成减速电机或舵机。

Description

一种电机减速机构及其减速电机和舵机
技术领域
本发明涉及一种电机的减速机构，尤其涉及小体积大扭矩的减速机构。
背景技术
对于电机的减速器来说，体积和扭矩一对矛盾。要想大扭矩，就需要多级减速齿轮，或者大减速比齿轮，但是多级减速齿轮和大减速比齿轮都会造成体积增大。
发明内容
本发明利用同轴放置减速齿轮的方法提供一种大扭矩小体积的电机减速机构。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一种电机减速机构，由马达齿，一级齿，二级齿，三级齿，四级齿及轴组成，其中一级齿、二级齿、三级齿分别由大齿轮与小齿轮同轴固定而成；马达齿与一级齿的大齿轮啮合，一级齿的小齿轮与二级齿的大齿轮啮合，二级齿的小齿轮与三级齿大齿轮啮合，三级齿的小齿轮与四级齿啮合。并且，马达齿和二级齿在同一个轴上，一级齿和三级齿在同一个轴上。
上述减速机构中，马达齿优化采用国标3604铜合金制成；一级齿、二级齿、三级齿、四级齿优化采用LCP制成。
一种最优化的电机减速机构为：
所述马达齿的模数为0.25，齿数为10，齿轮厚度为2.5mm，外径为3.0mm，采用国标3604铜合金制成；
所述一级齿的大齿轮的模数为0.25，齿数为61，齿轮厚度为1.5mm，外径为15.75mm，采用LCP制成；
所述一级齿的小齿轮的模数为0.25，齿数为10，齿轮厚度为2.3mm，外径为3.6mm，采用LCP制成；
所述二级齿的大齿轮的模数为0.3，齿数为50，齿轮厚度为1.5mm，外径为15.6mm，采用LCP制成；
所述二级齿的小齿轮的模数为0.4，齿数为10，齿轮厚度为4.9mm，外径为4.8mm，采用LCP制成；
所述三级齿的大齿轮的模数为0.4，齿数为35，齿轮厚度为2.5mm，外径为14.8mm，采用LCP制成；
所述三级齿的小齿轮的模数为0.4，齿数为15，齿轮厚度为5.4mm，外径为6.8mm，采用LCP制成；
所述四级齿的大齿轮的模数为0.4，齿数为42，齿轮厚度为4.7mm，外径为17.6mm，采用LCP制成；
其中，马达齿和二级齿所在的轴与一级齿和三级齿所在的轴的间距为9mm，一级齿和三级齿所在的轴与四级齿所在的轴的间距为11.4mm。
采用上述减速机构，将其中的马达齿与伺服电机的输出轴固结，构成一种减速电机。该减速电机可用于航模中的舵机。
本发明的优点在于：本发明利用同轴减速器设计，将五轴的四级减速器变成三轴的四级减速器，大大减小了减速器的体积，同时减速比可达到300:1。采用高强的塑料材料PA66+30%玻璃纤维（LCP）作为减速齿轮的制作材料；设计各级齿轮的模数、齿数，使轴距与齿轮匹配。本发明可以作为大扭矩舵机的减速器。
附图说明
图1是本发明一种电机减速机构的一个优选实施例的结构示意图。
图中：1、外壳，2、四级齿，3、输出轴，4、第二轴，5、第一轴，6、二级齿，7、电机齿，8、电机，9、一级齿，10、三级齿。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对电机减速机构作进一步详细说明。
如图1所示，在外壳1中安装第一轴5、第二轴4、输出轴3。第一轴是电机8的输出轴，其上安装有电机齿7和二级齿6，其中电机齿与第一轴固结，二级齿两端用挡片定位在第一轴上，并且可以相对第一轴转动。第二轴4上安装有一级齿9和三级齿10，一级齿9和三级齿10的两端用挡片定位在第二轴上，并且一级齿9和三级齿10可以相对第二轴转动。输出轴3上安装有四级齿2，四级齿2与输出轴3固结。电机8也安装在外壳1中。其中，
电机齿7采用国标3604铜合金车削制作；其模数为0.25，齿数为10，齿轮厚度为2.5mm，外径为3.0mm。
一级齿9由同轴的大齿轮和小齿轮组成，采用LCP（塑料材料PA66+30%玻璃纤维）注塑制成；大齿轮的模数为0.25，齿数为61，齿轮厚度为1.5mm，外径为15.75mm；小齿轮的模数为0.25，齿数为10，齿轮厚度为2.3mm，外径为3.6mm。
二级齿6由同轴的大齿轮和小齿轮组成，并且大齿轮和小齿轮之间设有加强台，采用LCP注塑制成；大齿轮的模数为0.3，齿数为50，齿轮厚度为1.5mm，外径为15.6mm；小齿轮的模数为0.4，齿数为10，齿轮厚度为4.9mm，外径为4.8mm。
三级齿10由同轴的大齿轮和小齿轮组成，采用LCP注塑制成；大齿轮的模数为0.4，齿数为35，齿轮厚度为2.5mm，外径为14.8mm；小齿轮的模数为0.4，齿数为15，齿轮厚度为5.4mm，外径为6.8mm。
四级齿2两侧设有加强台，采用LCP注塑制成；其模数为0.4，齿数为42，齿轮厚度为4.7mm，外径为17.6mm。
上述第一轴与第二轴的间距为9mm，第二轴与输出轴的间距为11.4mm。各齿轮的啮合方式为：电机齿与一级齿的大齿轮啮合，一级齿的小齿轮与二级齿的大齿轮啮合，二级齿的小齿轮与三级齿的大齿轮啮合，三级齿的小齿轮与四级齿啮合。实现300:1的减速比。
将电机8的输出轴与马达齿固结，构成一个减速电机，输出轴3作为减速电机的输出轴。若电机采用伺服电机，并且输出轴3与位置反馈电位器连接，该减速电机可作为舵机使用。伺服电机由控制电路板和直流电机组成，控制电路板控制直流电机转动，直流电机转速经减速后传动至输出轴。舵机的输出轴与位置反馈电位器相连，输出轴转动时，反馈电位器输出一个电压信号至控制电路板，进行位置反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标位置停止。 

Claims (10)

1.一种电机减速机构，由马达齿，一级齿，二级齿，三级齿，四级齿及轴组成，其中一级齿、二级齿、三级齿分别由大齿轮与小齿轮同轴固定而成；马达齿与一级齿的大齿轮啮合，一级齿的小齿轮与二级齿的大齿轮啮合，二级齿的小齿轮与三级齿大齿轮啮合，三级齿的小齿轮与四级齿啮合；其特征在于：马达齿和二级齿在同一个轴上，一级齿和三级齿在同一个轴上。
2.根据权利要求1所述的一种电机减速机构，其特征在于：所述马达齿采用国标3604铜合金制成。
3.根据权利要求1所述的一种电机减速机构，其特征在于：所述一级齿采用LCP制成。
4.根据权利要求1所述的一种电机减速机构，其特征在于：所述二级齿采用LCP制成。
5.根据权利要求1所述的一种电机减速机构，其特征在于：所述三级齿采用LCP制成。
6.根据权利要求1所述的一种电机减速机构，其特征在于：所述四级齿采用LCP制成。
7.根据权利要求1所述的一种电机减速机构，其特征在于：所述马达齿采用国标3604铜合金制成，所述一级齿、二级齿、三级齿、四级齿采用LCP制成。
8.根据权利要求7所述的一种电机减速机构，其特征在于：
所述马达齿的模数为0.25，齿数为10，齿轮厚度为2.5mm，外径为3.0mm；
所述一级齿的大齿轮的模数为0.25，齿数为61，齿轮厚度为1.5mm，外径为15.75mm；
所述一级齿的小齿轮的模数为0.25，齿数为10，齿轮厚度为2.3mm，外径为3.6mm；
所述二级齿的大齿轮的模数为0.3，齿数为50，齿轮厚度为1.5mm，外径为15.6mm；
所述二级齿的小齿轮的模数为0.4，齿数为10，齿轮厚度为4.9mm，外径为4.8mm；
所述三级齿的大齿轮的模数为0.4，齿数为35，齿轮厚度为2.5mm，外径为14.8mm；
所述三级齿的小齿轮的模数为0.4，齿数为15，齿轮厚度为5.4mm，外径为6.8mm；
所述四级齿的大齿轮的模数为0.4，齿数为42，齿轮厚度为4.7mm，外径为17.6mm；
其中，马达齿和二级齿所在的轴与一级齿和三级齿所在的轴的间距为9mm，一级齿和三级齿所在的轴与四级齿所在的轴的间距为11.4mm。
9.一种减速电机，由电机和减速机构构成，其特征在于：所述减速机构采用权利要求1至8中任一项所述的电机减速机构；电机的输出轴与减速机构中的马达齿固结。
10.一种舵机，由直流电机、减速机构、输出轴、位置反馈电位器、控制电路板构成，其中，控制电路板控制直流电机转动，直流电机的转动经减速机构后传动至输出轴，输出轴与位置反馈电位器相连；其特征在于：所述减速机构采用权利要求1至8中任一项所述的电机减速机构；所述直流电机的输出轴与减速机构中的马达齿固结，四级齿所在的轴作为所述输出轴。
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