CN103944310A - 一种双速电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种双速电机，包括电机本体、电机轴，电机轴的输出端依次固接有第一齿轮和第二齿轮，电机本体前端固连一壳体，壳体的前部装有一根与电机轴同轴线设置的输出主轴，输出主轴后端设置有第三齿轮；所述第一齿轮与多个行星齿轮相啮合，多个行星齿轮同时与一固定的齿圈相啮合，多个行星齿轮装在行星架上，电机轴穿过行星架，行星架远离行星齿轮一端设置有第四齿轮；一离合套内孔里设有前、后内齿轮，离合套前内齿轮与输出主轴后端的第三齿轮保持啮合；离合套在一驱动机构的带动下可沿电机轴的轴向前后移动，离合套后内齿轮有选择与电机轴上第二齿轮相啮合或与行星架上第四齿轮相啮合；本发明结构紧凑，能可靠通过切换输出两种转速。

Description

一种双速电机
技术领域
本发明涉及电机，尤其是一种能够进行速度切换的双速电机。
背景技术
在机加工设备中，在输入功率不变的情况下，有时希望主轴能够提供高转速、小扭矩，如进行钻孔；有时希望主轴能够提供大扭矩、低转速，如进行攻牙。在传统的机构中通常是通过一电机与变速器相配合来完成两种转速的切换，但是这种机构会使机加工设备结构复杂化，使设备体积较大，制造成本较高。
2013年01月23日公开一项专利号为ZL201220288417.9 、名称为“一种双速轮毂电机”的发明专利，其包括主轴、轮毂外壳和电机，电机包括定子和转子，转子与同向等速传动链相连，而同向等速传动链经离合器与轮毂外壳相连；离合器包括离合器外圈、离合器座，及由同向等速传动链以大、小传动比分别驱动的大、小内齿圈，小内齿圈位于离合器外圈内，离合器座设于离合器外圈和小内齿圈之间，并与轮毂外壳固定，大内齿圈与离合器外圈固定；离合器座的内、外壁上均按圆周均匀分布若干内装滚珠且滚珠卡死方向一致的楔形凹槽；还包括若干与外壁楔形凹槽内的滚珠一一对应的滚珠变位机构，它包括将滚珠顶止在楔形凹槽宽部的顶杆及用于驱动顶杆动作的电执行机构。这种双速轮毂电机无需电机正、反转即可实现变速。但是这种双速轮毂电机切换机构的零部件较多，速度切换的可靠性有待进一步提高。 
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种双速电机，其结构紧凑，能可靠通过切换输出两种转速，有利于降低机加工设备的制造成本，简化机加工设备的结构。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种双速电机，包括电机本体、与转子相固定的电机轴，电机轴的输出端依次固接有第一齿轮和第二齿轮，电机本体的前端固连一壳体，壳体的前部装有一根与电机轴同轴线设置的输出主轴，输出主轴的后端设置有第三齿轮；所述第一齿轮作为太阳轮同时与多个行星齿轮相啮合，多个行星齿轮还同时与固定于壳体后部的齿圈相啮合，多个行星齿轮装在行星架上，电机轴穿过行星架，行星架远离行星齿轮一端设置有第四齿轮；
    一离合套内孔里设有前内齿轮和后内齿轮，离合套内孔的前内齿轮与输出主轴后端的第三齿轮保持啮合；
离合套在一驱动机构的带动下可沿电机轴的轴向前后移动，离合套内孔的后内齿轮有选择与电机轴上的第二齿轮相啮合或与行星架上的第四齿轮相啮合。
优选所述壳体由齿圈、中套和法兰连接而成。以方便装配。
进一步改进，所述行星架通过轴承与中套相连接。提高行星架运转的稳定性。
优选所述第一齿轮与电机轴连体制造；所述第三齿轮与输出主轴连体制造。使得整体结构更加紧凑。
优选所述行星架包括行星架本体，行星架本体为一阶梯圆柱形套筒，电机轴穿过行星架本体，行星架本体大端的端面上设有三个处于同一圆周且相隔120度的通孔，所述三个通孔上均固定有销轴，销轴上装有滚针轴承，行星齿轮装在滚针轴承上，行星架本体的小端外周面加工成第四齿轮。这种结构既方便装配，又进一步提高整体结构的紧凑性。
优选所述驱动机构包括连接在离合套外表面的多个轴承，连接在多个轴承外表面的轴承座，轴承座的两侧与两个气缸的活塞杆相固连，两个气缸固定在壳体上。
进一步改进，所述气缸壳体前后侧装有磁感应传感器，气缸活塞上装有磁环。通过磁感应传感器判别气缸活塞杆的位置来确定离合套的位置，进而知道输出主轴是处于高转速还是处于低转速状态。
进一步改进，所述轴承座为圆筒形，轴承座两侧对称设有凸耳，两个凸耳上均加工有通孔与两个气缸的活塞杆相连接。方便轴承座与两个气缸的装配，也方便两个气缸的固定。
本发明由于离合套内孔里设有前内齿轮和后内齿轮，离合套内孔的前内齿轮与输出主轴后端的第三齿轮保持啮合；离合套又在一驱动机构的带动下可沿电机轴的轴向前后移动，这样离合套内孔的后内齿轮就能有选择与电机轴上的第二齿轮相啮合或与行星架上的第四齿轮相啮合。当离合套内孔的后内齿轮选择与电机轴上的第二齿轮相啮合时，电机轴的转速就直接通过离合套传递给输出主轴，此时输出主轴是处于高转速、小扭矩状态；当离合套内孔的后内齿轮选择与行星架上的第四齿轮相啮合时，电机轴的转速是通过行星轮减速机构后再通过离合套传递给输出主轴，此时输出主轴是处于底转速、大扭矩状态；同时离合套只做轴向移动就能实现输出主轴速度切换，速度切换的可靠性较高。
另一方面，本发明的结构较为紧凑，安装方便，制作成本较低，有利于简化机加工设备的结构及降低机加工设备的制造成本。
附图说明
图1是本发明立体图；
图2是本发明主视图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是图2的B-B剖视图；
图5是本发明电机轴与转子相互连接立体图；
图6是本发明输出主轴立体图；
图7是本发明行星架本体立体图；
图8是本发明离合套立体图；
图9是本发明离合套轴向剖视图；
图10是本发明轴承座立体图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1至图10所示，一种双速电机，包括电机本体1、与转子21相固定的电机轴2，电机轴2的输出端依次固接有第一齿轮22和第二齿轮23，第一齿轮22与电机轴2连体制造，电机轴2通过设置键槽和金属键与第二齿轮23相固接，电机本体1的前端固连一壳体3，所述壳体3由设有内齿轮的齿圈31、中套32和法兰33连接而成，齿圈31、中套32和法兰33通过四个螺栓固定在电机本体1的前端。
构成壳体3前部的法兰33上装有一根与电机轴2同轴线设置的输出主轴4，输出主轴4通过两个轴承40连接在法兰33上，输出主轴4的后端设置有第三齿轮41，第三齿轮41与输出主轴4连体制造，输出主轴4的前端设有键槽42。
所述第一齿轮22作为太阳轮同时与三个行星齿轮5相啮合，三个行星齿轮5还同时与构成壳体3后部的齿圈31相啮合，三个行星齿轮5装在行星架6上，行星架6远离行星齿轮5一端设置有第四齿轮7；
所述行星架6包括行星架本体61，行星架本体61为一阶梯圆柱形套筒，电机轴2穿过行星架本体61，行星架本体61大端的端面上设有三个处于同一圆周且相隔120度的通孔611，所述三个通孔611上均固定有销轴62，销轴62上装有滚针轴承63，行星齿轮5装在滚针轴承63上，行星架本体61的小端外周面加工成第四齿轮7；所述行星架本体61通过两个轴承60与构成壳体3的中套32相连接。
 一离合套8内孔里设有前内齿轮81和后内齿轮82，离合套8内孔的前内齿轮81与输出主轴4后端的第三齿轮41保持啮合；
离合套8在一驱动机构9的带动下可沿电机轴2的轴向前后移动，离合套8内孔的后内齿轮82有选择与电机轴2上的第二齿轮23相啮合（图3中的配合状态）或与行星架6上的第四齿轮7相啮合。
所述驱动机构9包括连接在离合套8外表面的两个轴承91，连接在两个轴承91外表面的轴承座92，所述轴承座92为圆筒形，轴承座92两侧对称设有凸耳921，两个凸耳921上均加工有通孔922与两个气缸93的活塞杆相连接，两个气缸93固定在构成壳体3前部的法兰33上。
所述气缸93壳体前后侧装有磁感应传感器931，气缸93活塞上装有磁环。通过磁感应传感器931感应磁环的位置就能判别气缸93活塞杆的位置，也就能够知道离合套8位置，进而知道输出主轴4是处于高转速还是低转速。
当离合套8内孔的后内齿轮82与电机轴2上的第二齿轮23相啮合时，此时电机轴2的转速直接通过离合套8传递给输出主轴4，此时输出主轴4是处于高转速、小扭矩状态；当离合套8内孔的后内齿轮82选择与行星架6上的第四齿轮7相啮合时，电机轴2的转速是通过行星轮减速机构后再通过离合套8传递给输出主轴4，此时输出主轴4是处于底转速、大扭矩状态；
所述电机还可通过编码器检测电机轴是否停转，然后再使驱动机构动作进行速度切换，以提高使用的安全性。
以上仅是本发明一个较佳的实施例，本领域的技术人员按权利要求作等同的改变都落入本案的保护范围。

Claims (8)

1.一种双速电机，包括电机本体、与转子相固定的电机轴，其特征在于：电机轴的输出端依次固接有第一齿轮和第二齿轮，电机本体的前端固连一壳体，壳体的前部装有一根与电机轴同轴线设置的输出主轴，输出主轴的后端设置有第三齿轮；所述第一齿轮作为太阳轮同时与多个行星齿轮相啮合，多个行星齿轮还同时与固定于壳体后部的齿圈相啮合，多个行星齿轮装在行星架上，电机轴穿过行星架，行星架远离行星齿轮一端设置有第四齿轮；
    一离合套内孔里设有前内齿轮和后内齿轮，离合套内孔的前内齿轮与输出主轴后端的第三齿轮保持啮合；
离合套在一驱动机构的带动下可沿电机轴的轴向前后移动，离合套内孔的后内齿轮有选择与电机轴上的第二齿轮相啮合或与行星架上的第四齿轮相啮合。
2.根据权利要求1所述的一种双速电机，其特征在于：所述壳体由齿圈、中套和法兰连接而成。
3.根据权利要求2所述的一种双速电机，其特征在于：所述行星架通过轴承与中套相连接。
4.根据权利要求1所述的一种双速电机，其特征在于：所述第一齿轮与电机轴连体制造；所述第三齿轮与输出主轴连体制造。
5.根据权利要求1所述的一种双速电机，其特征在于：所述行星架包括行星架本体，行星架本体为一阶梯圆柱形套筒，电机轴穿过行星架本体，行星架本体大端的端面上设有三个处于同一圆周且相隔120度的通孔，所述三个通孔上均固定有销轴，销轴上装有滚针轴承，行星齿轮装在滚针轴承上，行星架本体的小端外周面加工成第四齿轮。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种双速电机，其特征在于：所述驱动机构包括连接在离合套外表面的多个轴承，连接在多个轴承外表面的轴承座，轴承座的两侧与两个气缸的活塞杆相固连，两个气缸固定在壳体上。
7.根据权利要求6所述的一种双速电机，其特征在于：所述气缸壳体前后侧装有磁感应传感器，气缸活塞上装有磁环。
8.根据权利要求6所述的一种双速电机，其特征在于：所述轴承座为圆筒形，轴承座两侧对称设有凸耳，两个凸耳上均加工有通孔与两个气缸的活塞杆相连接。
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