CN103762778B - 一种带减速装置的无刷直流电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带减速装置的无刷直流电机，包括无刷直流电机和活齿减速装置，活齿减速装置包括套接在电机轴上的带椭圆形凸轮的凸轮轴，的电机轴上端一体设有上端轴，上端轴上固定设有键，上端轴通过键与凸轮轴上的内孔联接，凸轮轴下端枢接有第一活齿支架，凸轮轴上端枢接有输出轴活齿支架，第一活齿支架上枢接有下机座，输出轴活齿支架上枢接有上机座，上机座与下机座之间设置有弧齿圈、若干活齿轴和若干活齿套，弧齿圈内设置有若干个弧齿，若干活齿轴上分别套接有一个活齿套，每个活齿套与凸轮轴上的椭圆形凸轮外轮廓面相切，每个活齿轴与弧齿圈的内弧齿轮廓面相切。此方案结构简单，成本低、效率高、噪音小、装配工艺简单。

Description

一种带减速装置的无刷直流电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种带减速装置的无刷直流电机。

背景技术

当前的带减速机构电机大多为三相异步电机带齿轮减速机构、三相异步电机带带轮减速机构和三相异步电机带径摆线减速机构；齿轮减速箱体积较大、成本高、噪音大；带轮减速机构效率低下，体积大、能耗高、噪音大；径摆线减速机构加工和装配复杂，能耗高、成本高；电机在额定的大转矩下，转速波动大、能耗高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种成本低、效率高、噪音小、装配工艺较简单的带减速装置的无刷直流电机。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种带减速装置的无刷直流电机，包括无刷直流电机和活齿减速装置，所述无刷直流电机包括电机壳体和安装在电机壳体中心的电机轴，所述电机壳体上下两端分别设置有上轴承座和下轴承座，所述电机轴上下端分别伸出上轴承座和下轴承座设置，所述上轴承座上端安装活齿减速装置，所述活齿减速装置包括套接在电机轴上的带椭圆形凸轮的凸轮轴，所述的电机轴上端一体设有上端轴，上端轴上固定设有键，上端轴通过键与凸轮轴上的内孔联接，所述凸轮轴下端枢接有第一活齿支架，所述凸轮轴上端枢接有输出轴活齿支架，所述第一活齿支架与凸轮轴下端之间设置有第一轴承，所述输出轴活齿支架与凸轮轴上端之间设置有第二轴承，所述第一活齿支架上枢接有下机座，所述第一活齿支架与下机座之间设置有第三轴承，所述输出轴活齿支架上枢接有上机座，所述上机座与输出轴活齿支架之间设置有第四轴承，所述上机座与下机座之间设置有弧齿圈、若干活齿轴和若干活齿套，所述弧齿圈内设置有若干个弧齿，弧齿的齿形是根据椭圆形凸轮的运动轨迹设计的曲线轮廓；所述若干活齿轴上分别套接有一个活齿套，所述每个活齿套与凸轮轴上的椭圆形凸轮外轮廓面相切，每个活齿轴与弧齿圈的内弧齿轮廓面相切，所述上机座、弧齿圈和下机座之间穿设有若干个第一锁紧螺钉，所述上机座、弧齿圈和下机座通过第一锁紧螺钉锁紧后构成一体，所述下机座与电机壳体上端之间穿设有若干个第二锁紧螺钉，通过第二锁紧螺钉将下机座与电机壳体连接固定。

通过采用上述技术方案，电机轴带动凸轮轴运转，凸轮轴的椭圆形凸轮带动活齿套运转，活齿套带动活齿轴沿着椭圆形凸轮外轮廓面在弧齿圈内的弧齿曲线轮廓面上能耗高运动，从而达到电机减速的运转目的，整机结构简单，成本低、效率高、噪音小、装配工艺简单。

本发明进一步设置为：所述活齿轴的数量比弧齿圈的弧齿数量多2个；所述凸轮轴的纵截面呈“十”字形结构。通过本设置，活齿轴数量和凸轮轴的结构设置合理，使得工作更加可靠。

本发明还进一步设置为：所述上机座下端设置有上耐磨垫圈，所述下机座上端设置有下耐磨垫圈。通过本设置，上耐磨垫圈和下耐磨垫圈设置合理，使得工作更加可靠。

本发明还进一步设置为：所述第一活齿支架上端设置第一轴承槽，所述第一轴承安装在第一轴承槽内，并且第一轴承与凸轮轴下端套接固定；所述输出轴活齿支架下端设置有第二轴承槽，所述第二轴承安装在第二轴承槽内，并且第二轴承与凸轮轴上端套接固定。通过本设置，第一活齿支架和输出轴活齿支架结构设置合理，第一轴承和第二轴承安装方便，工作更加可靠。

本发明还进一步设置为：所述下机座上端设置有第三轴承槽，所述第三轴承安装在第三轴承槽内，且第三轴承与第一活齿支架下端套接固定；所述上机座下端设置有第四轴承槽，第四轴承安装在第四轴承槽内，且第四轴承与输出轴活齿支架上端套接固定。通过本设置，下机座和上机座结构设置合理，第三轴承和第四轴承安装方便，工作更加可靠。

本发明还进一步设置为：所述电机壳体内壁面中部固定设置有定子铁芯，所述定子铁芯上固定安装有线圈绕组，所述电机轴位于电机壳体段中部固定套接有转子铁芯，所述转子铁芯上固定安装有转子磁钢，所述电机壳体内壁面上固定设置有霍尔传感器，且霍尔传感器与转子磁钢的外圆感应设置。通过本设置，无刷直流电机结构简单、效率高、工作可靠，无刷直流电机有调速功能，节电效果佳。

本发明还进一步设置为：所述电机轴下端套接有风叶，所述电机壳体下端安装有风罩，所述风罩通过第三螺钉与电机壳体下端连接固定。通过本设置，风叶安装合理，风罩连接方便，固定可靠。

本发明还进一步设置为：所述上轴承座和下轴承座中部分别固定设置有第五轴承和第六轴承，所述上轴承座和下轴承座均通过第四螺钉与电机壳体连接固定。通过本设置，电机轴工作更加可靠。

本发明的优点是：与现有技术相比，本发明结构设置更加合理，电机轴带动凸轮轴运转，凸轮轴的椭圆形凸轮带动活齿套运转，活齿套带动活齿轴沿着椭圆形凸轮外轮廓面在弧齿圈内的弧齿曲线轮廓面上运动，从而达到电机减速的运转目的，整机结构简单，成本低、效率高、噪音小、装配工艺简单。

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1中的放大图；

图3为图1中A-A的剖视示意图。

具体实施方式

参见图1、图2和图3，本发明公开的一种带减速装置的无刷直流电机，包括无刷直流电机1和活齿减速装置2，所述无刷直流电机1包括电机壳体11和安装在电机壳体11中心的电机轴12，所述电机壳体11上下两端分别设置有上轴承座13和下轴承座14，所述电机轴12上下端分别伸出上轴承座13和下轴承座14设置，所述上轴承座13上端安装活齿减速装置2，所述活齿减速装置2包括套接在电机轴12上的带椭圆形凸轮223的凸轮轴21，所述的电机轴12上端一体设有上端轴199，上端轴199上固定设有键222，上端轴199通过键222与凸轮轴21上的内孔联接，所述凸轮轴21下端枢接有第一活齿支架22，所述凸轮轴21上端枢接有输出轴活齿支架23，所述第一活齿支架22与凸轮轴21下端之间设置有第一轴承24，所述输出轴活齿支架23与凸轮轴21上端之间设置有第二轴承25，所述第一活齿支架22上枢接有下机座26，所述第一活齿支架22与下机座26之间设置有第三轴承27，所述输出轴活齿支架23上枢接有上机座28，所述上机座28与输出轴活齿支架23之间设置有第四轴承29，所述上机座28与下机座26之间设置有弧齿圈210、若干活齿轴211和若干活齿套212，所述弧齿圈210内设置有若干个弧齿2101，弧齿2101的齿形是根据椭圆形凸轮223的运动轨迹设计的曲线轮廓；所述若干活齿轴211上分别套接有一个活齿套212，所述每个活齿套212与凸轮轴21上的椭圆形凸轮223外轮廓面相切，每个活齿轴211与弧齿圈210的内弧齿轮廓面相切，所述上机座28、弧齿圈210和下机座26之间穿设有若干个第一锁紧螺钉213，所述上机座28、弧齿圈210和下机座26通过第一锁紧螺钉213锁紧后构成一体，所述下机座26与电机壳体11上端之间穿设有若干个第二锁紧螺钉214，通过第二锁紧螺钉214将下机座26与电机壳体11连接固定。

当驱动控制器驱动无刷直流电机1运转，电机轴12带动凸轮轴21运转，凸轮轴21上的椭圆形凸轮223带动活齿套212运转，活齿套212带动活齿轴211沿椭圆形凸轮223外轮廓面在弧齿圈210上运动，从而达到电机减速运转的目的。

为使本发明结构更加合理，作为优选的，本实施例所述活齿轴211的数量比弧齿圈210的弧齿数量多2个；所述凸轮轴21的纵截面呈“十”字形结构。所述的第一活齿支架22和输出轴活齿支架23是台阶轴形状，两支架内设有通孔和轴承定位孔，每个支架小端外圆设有轴承位，法兰端设有若干个开口半圆孔，输出轴活齿支架23的小端的内孔设有键槽；

所述上机座28下端设置有上耐磨垫圈281，所述下机座26上端设置有下耐磨垫圈261。所述第一活齿支架22上端设置第一轴承槽221，所述第一轴承24安装在第一轴承槽221内，并且第一轴承24与凸轮轴21下端套接固定；所述输出轴活齿支架23下端设置有第二轴承槽231，所述第二轴承25安装在第二轴承槽231内，并且第二轴承25与凸轮轴21上端套接固定。所述下机座26上端设置有第三轴承槽262，所述第三轴承27安装在第三轴承槽262内，且第三轴承27与第一活齿支架22下端套接固定；所述上机座28下端设置有第四轴承槽282，第四轴承29安装在第四轴承槽282内，且第四轴承29与输出轴活齿支架23上端套接固定。

本实施例所述电机壳体11内壁面中部固定设置有定子铁芯15，所述定子铁芯15上固定安装有线圈绕组16，所述电机轴12位于电机壳体段中部固定套接有转子铁芯17，所述转子铁芯17上固定安装有转子磁钢18，所述电机壳体11内壁面上固定设置有霍尔传感器19，且霍尔传感器19与转子磁钢18的外圆感应设置。

所述电机轴12下端套接有风叶110，所述电机壳体11下端安装有风罩111，所述风罩111通过第三螺钉112与电机壳体11下端连接固定。

所述上轴承座13和下轴承座14中部分别固定设置有第五轴承113和第六轴承114，所述上轴承座13和下轴承座14均通过第四螺钉115与电机壳体11连接固定。

本发明提供的带减速装置的无刷直流电机具有如下有益效果：

1、本发明中无刷直流电机直接驱动活齿减速装置，可以组成多级减速，减速比大、输出转矩大，除活齿减速装置外，无刷直流电机本身具有调速功能，一使整个减速机构变速多样化。

2、本发明中活齿减速装置体积小、结构紧凑新颖、减速比大，机械效率高、成本低廉，装配简单。

3、本发明中带减速装置的无刷直流电机噪音小，效率高，无刷直流电机是永磁直流变频电机，用电子驱动控制器控制，比一般的带减速装置的异步电机效率高，节能效果明显。

4、在额定的大转矩下，电机的转速稳定。

上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种带减速装置的无刷直流电机，包括无刷直流电机(1)和活齿减速装置(2)，所述无刷直流电机(1)包括电机壳体(11)和安装在电机壳体(11)中心的电机轴(12)，所述电机壳体(11)上下两端分别设置有上轴承座(13)和下轴承座(14)，所述电机轴(12)上下端分别伸出上轴承座(13)和下轴承座(14)设置，其特征在于：所述上轴承座(13)上端安装活齿减速装置(2)，所述活齿减速装置(2)包括套接在电机轴(12)上的带椭圆形凸轮(223)的凸轮轴(21)，所述的电机轴(12)上端一体设有上端轴(199)，上端轴(199)上固定设有键(222)，上端轴(199)通过键(222)与凸轮轴(21)上的内孔联接，所述凸轮轴(21)下端枢接有第一活齿支架(22)，所述凸轮轴(21)上端枢接有输出轴活齿支架(23)，所述第一活齿支架(22)与凸轮轴(21)下端之间设置有第一轴承(24)，所述输出轴活齿支架(23)与凸轮轴(21)上端之间设置有第二轴承(25)，所述第一活齿支架(22)上枢接有下机座(26)，所述第一活齿支架(22)与下机座(26)之间设置有第三轴承(27)，所述输出轴活齿支架(23)上枢接有上机座(28)，所述上机座(28)与输出轴活齿支架(23)之间设置有第四轴承(29)，所述上机座(28)与下机座(26)之间设置有弧齿圈(210)、若干活齿轴(211)和若干活齿套(212)，所述弧齿圈(210)内设置有若干个弧齿(2101)，弧齿(2101)的齿形是根据椭圆形凸轮(223)的运动轨迹设计的曲线轮廓；所述若干活齿轴(211)上分别套接有一个活齿套(212)，所述每个活齿套(212)与凸轮轴(21)上的椭圆形凸轮(223)外轮廓面相切，每个活齿轴(211)与弧齿圈(210)的内弧齿轮廓面相切，所述上机座(28)、弧齿圈(210)和下机座(26)之间穿设有若干个第一锁紧螺钉(213)，所述上机座(28)、弧齿圈(210)和下机座(26)通过第一锁紧螺钉(213)锁紧后构成一体，所述下机座(26)与电机壳体(11)上端之间穿设有若干个第二锁紧螺钉(214)，通过第二锁紧螺钉(214)将下机座(26)与电机壳体(11)连接固定。

2.根据权利要求1所述的一种带减速装置的无刷直流电机，其特征在于：所述上机座(28)下端设置有上耐磨垫圈(281)，所述下机座(26)上端设置有下耐磨垫圈(261)。

3.根据权利要求2所述的一种带减速装置的无刷直流电机，其特征在于：所述第一活齿支架(22)上端设置第一轴承槽(221)，所述第一轴承(24)安装在第一轴承槽(221)内，并且第一轴承(24)与凸轮轴(21)下端套接固定；所述输出轴活齿支架(23)下端设置有第二轴承槽(231)，所述第二轴承(25)安装在第二轴承槽(231)内，并且第二轴承(25)与凸轮轴(21)上端套接固定。

4.根据权利要求3所述的一种带减速装置的无刷直流电机，其特征在于：所述下机座(26)上端设置有第三轴承槽(262)，所述第三轴承(27)安装在第三轴承槽(262)内，且第三轴承(27)与第一活齿支架(22)下端套接固定；所述上机座(28)下端设置有第四轴承槽(282)，第四轴承(29)安装在第四轴承槽(282)内，且第四轴承(29)与输出轴活齿支架(23)上端套接固定。

5.根据权利要求4所述的一种带减速装置的无刷直流电机，其特征在于：所述电机壳体(11)内壁面中部固定设置有定子铁芯(15)，所述定子铁芯(15)上固定安装有线圈绕组(16)，所述电机轴(12)位于电机壳体段中部固定套接有转子铁芯(17)，所述转子铁芯(17)上固定安装有转子磁钢(18)，所述电机壳体(11)内壁面上固定设置有霍尔传感器(19)，且霍尔传感器(19)与转子磁钢(18)的外圆感应设置。

6.根据权利要求5所述的一种带减速装置的无刷直流电机，其特征在于：所述电机轴(12)下端套接有风叶(110)，所述电机壳体(11)下端安装有风罩(111)，所述风罩(111)通过第三螺钉(112)与电机壳体(11)下端连接固定。

7.根据权利要求6所述的一种带减速装置的无刷直流电机，其特征在于：所述无刷直流电机(1)的上轴承座(13)和下轴承座(14)中部分别固定设置有第五轴承(113)和第六轴承(114)，所述上轴承座(13)和下轴承座(14)均通过第四螺钉(115)与电机壳体(11)连接固定。