CN104539095A - 一种盘式铝合金齿轮电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动车组机车专用电动机，一种盘式铝合金齿轮电机，包括电机外壳、前端盖、后端盖、转子支架、电机转轴、前轴承、后轴承以及齿轮，电机转轴上固定连接有转子支架，转子支架上固定有多极充磁的环形磁盘，前端盖上固定有位于环形磁盘旁的定子绕组，环形磁盘的两侧分别固定有定子铁芯；前端盖上固定有定子铁芯的铁芯前半，后端盖上固定有定子铁芯的铁芯后半，前端盖和后端盖上分别固定有在同一圆周上分布的前定子齿和后定子齿；作为改进：引线接口与电机外壳上的接线口座之间有压盖法兰，压盖法兰将密封孔圈固定在接线口座的口座内孔内；抗弯矩构件外端与齿轮之间有无内圈轴承；抗弯矩构件的构件支撑圆表面有一层铝合金涂层。
Description
技术领域
本发明涉及一种动车组机车专用电动机，对尺寸空间以及使用寿命有双重苛刻要求，具体涉及一种盘式铝合金齿轮电机。
背景技术
高速动车组对牵引系统的电动机性能有特殊苛刻要求，如，大扭矩、低噪音、抗弯矩以及散热高效等等，为此，欧美发达国家大都采用盘式电机。电机的定、转子大都由铁芯和线圈绕组构成，电机在运行时，存在着铜损和铁损，其效率难以大幅度提高。另一方面，电机轴向尺寸形状难以做得很薄，使其在特殊场合的应用受到限制。为此，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，有人发明了一种永磁盘式电机[申请号：CN03238349.5]，包括转轴和电源线，尤其是还包括至少一个盘形的转子以及包括一个以上盘形定子的定子组；所述转子上加工有线圈槽并固定有换向器；所述定子组包括定子，定子的中心设置轴承；在定子的一面上设置偶数个片形永磁体，所述永磁体N极和S极交错排列；在定子的另一面固定连结电刷。目前使用的隔爆电机设置隔爆结合面，并没有从根本上解决问题，隔爆效果不佳，易泄露，安全性能差。此外，三相盘式异步电动机除了以直联方式输出外，电机转轴只承受纯扭矩。更多的时候是伴随有径向弯矩的扭矩力方式输出，如：齿轮等等。相同功率和转速的情况下，承载弯扭合成的电机转轴直径是承载纯扭矩的电机转轴直径的两倍以上才能确保有足够的安全系数。因此，为了让电机转轴还能承受弯矩力，不得不将电机转轴直径成倍增大，最终导致一系列弊端：电机轴承线速度也成倍增大，自身内耗成倍增大，内耗导致发热量成倍增大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种盘式铝合金齿轮电机，电机转轴只承受纯扭矩，增设抗弯矩构件分担弯矩负荷，以减小电机转轴的直径尺寸来适应动车组机车这种对尺寸空间以及使用寿命有双重苛刻要求的特殊场合。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种盘式铝合金齿轮电机，包括电机外壳、前端盖、后端盖、转子支架、电机转轴、前轴承、后轴承以及齿轮，所述的电机转轴上固定连接有转子支架，转子支架上固定有多极充磁的环形磁盘，所述的前端盖上固定有位于环形磁盘旁的定子绕组，所述的环形磁盘的两侧分别固定有定子铁芯；所述的前端盖上固定有定子铁芯的铁芯前半，所述的后端盖上固定有定子铁芯的铁芯后半，前端盖和后端盖上分别固定有在同一圆周上分布的前定子齿和后定子齿；作为改进：引线接口与所述的电机外壳上的接线口座之间有压盖法兰，压盖法兰将密封孔圈固定在所述的接线口座的口座内孔内；所述的后端盖上装有轴承后盖，所述的轴承后盖通过螺钉固定在所述的后端盖上，所述的轴承后盖内端伸入所述的后端盖上的后盖轴承孔并抵住所述的后轴承；所述的前端盖固定有抗弯矩构件，所述的抗弯矩构件通过螺钉固定在所述的前端盖上，所述的抗弯矩构件上的构件调节环内端伸入所述的前端盖上的前盖轴承孔并抵住所述的前轴承；所述的抗弯矩构件外端与所述的齿轮之间有无内圈轴承；所述的抗弯矩构件的外轴承支撑圆表面有一层厚度为0.6至0.7毫米的铝合金硬质耐磨涂层。
作为进一步改进：所述的抗弯矩构件的构件台阶内孔与所述的电机转轴的转轴外伸段之间有旋转空隙，所述的抗弯矩构件的外轴承支撑圆支撑着所述的无内圈轴承上的圆柱滚针，所述的无内圈轴承上的滚针外圈的外圆固定在所述的齿轮的齿轮台阶孔内圆壁上，所述的齿轮台阶孔底面上有齿轮花键孔与所述的电机转轴上的轴端花键之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合，所述的轴端花键的端面上有轴端螺孔，轴端螺孔上配合有台阶防松螺钉限制着轴向定位挡圈的轴向位移，轴向定位挡圈外缘部位固定在所述的齿轮花键孔外端平面上，继而限制了所述的齿轮的轴向位移。
作为进一步改进：所述的轴向定位挡圈外侧面上有防松挡片与所述的轴向定位挡圈一起，被挡圈螺钉固定在所述的齿轮花键孔外端平面上；所述的防松挡片有挡片拐角边紧贴着所述的台阶防松螺钉的两平边挡肩帽上的任意一平边上。
作为进一步改进：所述的输出齿轮外圆上有渐开线轮齿，所述的输出齿轮外端面上有齿轮端面螺孔，所述的齿轮台阶孔上有齿轮退刀槽和齿轮卡槽，齿轮卡槽中活动配合有齿轮孔用卡环，所述的齿轮台阶孔底角位置上放置有齿轮调节圈，所述的滚针外圈两侧分别贴着所述的齿轮孔用卡环和所述的齿轮调节圈。
作为进一步改进：所述的抗弯矩构件上有构件法兰，构件法兰内侧的构件调节环外圆与所述的前盖轴承孔之间为过渡配合；构件调节环外圆与所述的外轴承支撑圆之间具有五级公差精度的同轴度关系；所述的前端盖外侧面上有前盖凹台面，前盖凹台面上有五至六个前盖螺孔，所述的构件法兰上有五至六个构件枕孔与所述的前盖螺孔相对应；所述的前盖凹台面与所述的前盖轴承孔之间具有五级公差精度的垂直度关系。
作为进一步改进：所述的接线口座在口座内孔上口有口座法兰，所述的接线口座在口座内孔底部有内孔挡肩，内孔挡肩中心有接线通孔与所述的口座内孔之间具有同轴度；所述的压盖法兰外缘上有压盖通孔与所述的口座法兰上的螺孔相对应，所述的压盖法兰的内端面上有压盖凸台与所述的口座内孔之间为间隙配合；所述的压盖法兰中心有压盖内螺孔与所述的引线接口内端外螺纹相配合；所述的内孔挡肩与所述的压盖凸台之间依次有第一垫片、密封孔圈和第二垫片。
作为进一步改进：所述的前端盖的前盖轴承孔上固定着前轴承外圆，前轴承内孔固定着所述的电机转轴的前轴承段；所述的后端盖上有后螺钉固定在所述的电机外壳后端面，所述的后端盖的后盖轴承孔上固定着后轴承外圆，后轴承内孔固定着所述的电机转轴的后轴承段。
作为进一步改进：所述的铝合金硬质耐磨涂层的材料为铝合金硬质耐磨材料，由如下重量百分比的元素组成：Al（铝）: 12～13%、Cu（铜）:8～9%、Ni（镍）:6～7%、Cr（铬）:5～6%、Nb（铌）:4～5%、W(钨):2.7～2.9%、C（碳）:1.1～1.3%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn（锡）少于O.05%、 Si（硅）少于0.20%、 Mn（锰）少于0.25%、 S（硫）少于O.Ol0%、 P（磷）少于O.015%；所述的铝合金硬质耐磨涂层的材料主要性能参数为：洛氏硬度HRC值为51～53。
本发明具有以下有益效果：
1、前端盖具有用于固定定子绕组的绕组容纳结构，定子绕组呈环状的腰形结构。前端盖上固定有定子铁芯的铁芯前半，后端盖上固定有定子铁芯的铁芯后半。前端盖和后端盖内侧面上分别固定有在同一圆周上分布的前定子齿和后定子齿，前定子齿和后定子齿分别对应着铁芯前半和铁芯后半。环形磁盘充有N极和S极一一交替设置的磁极。这种结构能够有效提高转子的励磁性能，并简化整体结构。整个环形磁盘为一体式结构，因此，机械强度高，长期使用和受到冲击也不会造成结构松散。
2、抗弯矩构件的外轴承支撑圆表面有一层厚度为0.6至0.7毫米的铝合金硬质耐磨涂层，具备超强的耐磨性。
3、本发明中的抗弯矩构件之中位于所述的构件法兰外侧所述的外轴承支撑圆与构件调节环外圆之间的同轴度为毫米单位尺寸的误差小于或等于0.01毫米，近似于绝对同心轴。为了确保抗弯矩构件上的外轴承支撑圆与构件调节环外圆之间具有五级公差精度的同轴度，确保电机转轴与齿轮也具有同轴度关系，实现齿轮平稳同轴旋转。
上述结构实现了电机转轴以及前轴承和后轴承只需承受纯扭矩，而外啮合齿轮所产生的径向力反作用到齿轮却是能够完全被无内圈轴承所承受，仅仅作用在抗弯矩构件上，完全避免了电机转轴上的转轴外伸段承受径向力。
在电机的前端盖上设置抗弯矩构件，分担了所有的弯矩负荷，使得电机转轴只承受纯扭矩，相同功率下的电机转轴直径可减少一半，最终实现电动机整体具有突破性的紧凑。由于满足在额定功率的前提下，在设计上可以将求电机转轴的直径做到极限小，只承受纯扭矩，同时，由于抗弯矩构件整体形状属于空心短管，因此结构刚性超强，能承受更大的径向力。两者结合，本发明实现了既能将电机整体尺寸做得紧凑，又能承受更大的径向力，运行更加可靠，从而延长了电机的使用寿命。
在电机前端盖上设置抗弯矩构件，分担了所有的弯矩负荷，使得电机转轴只承受纯扭矩，相同功率下的电机转轴直径可减少一半，最终实现电动机整体具有突破性的紧凑。
附图说明
图l为本发明的整体结构局部剖面示意图。
图2是图1中的接线口座75局部放大剖面示意图。
图3是图2中的压盖法兰17局部放大剖面示意图。
图4是图1中的前端盖20里侧面结构示意图。
图5是图1中的后端盖30里侧面结构示意图。
图6是图1中的环形磁盘83的结构示意图。
图7是图1中的抗弯矩构件80和齿轮90所处部位的大剖面示意图。
图8是图7中局部再放大剖面示意图。
图9是图7中的齿轮90一侧视图。
图10是图7中的齿轮90放大剖面示意图。
图11是图1中的前端盖20放大剖面示意图。
图12是图1中的后端盖30放大剖面示意图。
图13是图1中的抗弯矩构件80放大剖面示意图。
图14是抗弯矩构件80由特殊工夹具装夹加工的剖面示意图。
图15是图14左侧视图。
图16是图14中的左胀套15或右胀套16的剖面示意图。
图17是图16右侧视图。
图18是图16左侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：
一种盘式铝合金齿轮电机，包括电机外壳10、前端盖20、后端盖30、转子支架32、电机转轴40、前轴承25、后轴承35以及齿轮90，所述的电机转轴40上固定连接有转子支架32，转子支架32上固定有多极充磁的环形磁盘83，所述的前端盖20上固定有位于环形磁盘83旁的定子绕组11，所述的环形磁盘83的两侧分别固定有定子铁芯50；所述的前端盖20上固定有定子铁芯50的铁芯前半51，所述的后端盖30上固定有定子铁芯50的铁芯后半52，前端盖20和后端盖30上分别固定有在同一圆周上分布的前定子齿12和后定子齿13，前定子齿12和后定子齿13都是由硅钢制成；作为改进：引线接口65与所述的电机外壳10上的接线口座75之间有压盖法兰17，压盖法兰17将密封孔圈67固定在所述的接线口座75的口座内孔79内；所述的后端盖30上装有轴承后盖33，所述的轴承后盖33通过螺钉固定在所述的后端盖30上，所述的轴承后盖33内端伸入所述的后端盖30上的后盖轴承孔34并抵住所述的后轴承35；所述的前端盖20固定有抗弯矩构件80，所述的抗弯矩构件80通过螺钉固定在所述的前端盖20上，所述的抗弯矩构件80上的构件调节环82内端伸入所述的前端盖20上的前盖轴承孔24并抵住所述的前轴承25；所述的抗弯矩构件80外端与所述的齿轮90之间有无内圈轴承60；所述的抗弯矩构件80的外轴承支撑圆89表面有一层厚度为0.6至0.7毫米的铝合金硬质耐磨涂层。
作为进一步改进：所述的抗弯矩构件80的构件台阶内孔84与所述的电机转轴40的转轴外伸段46之间有旋转空隙48，所述的抗弯矩构件80的外轴承支撑圆89支撑着所述的无内圈轴承60上的圆柱滚针68，所述的无内圈轴承60上的滚针外圈69的外圆固定在所述的齿轮90的齿轮台阶孔96内圆壁上，所述的齿轮台阶孔96底面上有齿轮花键孔94与所述的电机转轴40上的轴端花键49之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合，所述的轴端花键49的端面上有轴端螺孔47，轴端螺孔47上配合有台阶防松螺钉74限制着轴向定位挡圈70的轴向位移，轴向定位挡圈70外缘部位固定在所述的齿轮花键孔94外端平面上，继而限制了所述的齿轮90的轴向位移。
作为进一步改进：所述的轴向定位挡圈70外侧面上有防松挡片71与所述的轴向定位挡圈70一起，被挡圈螺钉77固定在所述的齿轮花键孔94外端平面上；所述的防松挡片71有挡片拐角边72紧贴着所述的台阶防松螺钉74的两平边挡肩帽73上的任意一平边上。
作为进一步改进：所述的输出齿轮90外圆上有渐开线轮齿99，所述的输出齿轮90外端面上有齿轮端面螺孔97，所述的齿轮台阶孔96上有齿轮退刀槽93和齿轮卡槽98，齿轮卡槽98中活动配合有齿轮孔用卡环91，所述的齿轮台阶孔96底角位置上放置有齿轮调节圈92，所述的滚针外圈69两侧分别贴着所述的齿轮孔用卡环91和所述的齿轮调节圈92。
作为进一步改进：所述的抗弯矩构件80上有构件法兰87，构件法兰87内侧的构件调节环82外圆与所述的前盖轴承孔24之间为过渡配合；构件调节环82外圆与所述的外轴承支撑圆89之间具有五级公差精度的同轴度关系；所述的前端盖20外侧面上有前盖凹台面29，前盖凹台面29上有五至六个前盖螺孔27，所述的构件法兰87上有五至六个构件枕孔85与所述的前盖螺孔27相对应；构件螺钉28穿越构件枕孔85与前盖螺孔27相配合，将抗弯矩构件80固定在前盖凹台面29上；所述的前盖凹台面29与所述的前盖轴承孔24之间具有五级公差精度的垂直度关系。
作为进一步改进：所述的接线口座75在口座内孔79上口有口座法兰78，所述的接线口座75在口座内孔79底部有内孔挡肩22，内孔挡肩22中心有接线通孔23与所述的口座内孔79之间具有同轴度；所述的压盖法兰17外缘上有压盖通孔37与所述的口座法兰78上的螺孔相对应，所述的压盖法兰17的内端面上有压盖凸台39与所述的口座内孔79之间为间隙配合；所述的压盖法兰17中心有压盖内螺孔38与所述的引线接口65内端外螺纹相配合；所述的内孔挡肩22与所述的压盖凸台39之间依次有第一垫片19、密封孔圈67和第二垫片18。
第一垫片19放置在口座内孔79底部贴着内孔挡肩22，再依次放入密封孔圈67和第二垫片18，将压盖法兰17上的压盖凸台39对准所述的口座内孔79，二至三颗压盖螺栓88穿越所述的压盖法兰17外缘上的压盖通孔37与口座法兰78上的螺孔拧紧，使得密封孔圈67受压变形后密闭抱紧电缆线55。
作为进一步改进：所述的前端盖20的前盖轴承孔24上固定着前轴承25外圆，前轴承25内孔固定着所述的电机转轴40的前轴承段45；端面，所述的后端盖30的后盖轴承孔34上固定着后轴承35外圆，后轴承35内孔固定着所述的电机转轴40的后轴承段43。
作为进一步改进：所述的铝合金硬质耐磨涂层的材料为铝合金硬质耐磨材料，由如下重量百分比的元素组成： Al（铝）: 12～13%、Cu（铜）:8～9%、Ni（镍）:6～7%、Cr（铬）:5～6%、Nb（铌）:4～5%、W(钨):2.7～2.9%、C（碳）:1.1～1.3%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn（锡）少于O.05%、 Si（硅）少于0.20%、 Mn（锰）少于0.25%、 S（硫）少于O.Ol0%、 P（磷）少于O.015%；所述的铝合金硬质耐磨涂层的材料主要性能参数为：洛氏硬度HRC值为51～53。
转子支架32固定连接在电机转轴40上的最大直径处且有平键14传递扭矩，电机转轴40通过前轴承25和后轴承35分别支撑在前端盖20和后端盖30上，前端盖20上有前螺钉21固定在电机外壳10前端面上，前端盖20的前盖轴承孔24上固定着前轴承25外圆，前轴承25内孔固定着电机转轴40的前轴承段45；后端盖30上有后螺钉31固定在电机外壳10后端面上，后端盖30的后盖轴承孔34上固定着后轴承35外圆，后轴承35内孔固定着电机转轴40的后轴承段43。
实施例中：
8颗前螺钉21穿越所述的前端盖20上的前盖壳孔26将所述的前端盖20固定在所述的电机外壳10前端面，8颗后螺钉31穿越所述的后端盖30上的后盖壳孔36将所述的后端盖30固定在所述的电机外壳10后端面。
实施例中的磁极的数量为偶数个，在电机外壳10内固定有位于环形磁盘83旁的定子绕组11，环形磁盘83的两侧分别固定有定子铁芯50的铁芯前半51和铁芯后半52。
更具体地说，电机转轴40上固定有转子支架32，环形磁盘83固定在转子支架32上。定子绕组11固定在前端盖20上，定子绕组11的数量为两组且对称设置，前端盖20具有用于固定定子绕组11的绕组容纳结构81，定子绕组11呈环状的腰形结构。前端盖20和电机转轴40之间设有前轴承25，后端盖30和电机转轴40之间设有后轴承35。前端盖20上固定有定子铁芯50的铁芯前半51，后端盖30上固定有定子铁芯50的铁芯后半52。
实施例中的前端盖20和后端盖30内侧面上分别固定有在同一圆周上分布的前定子齿12和后定子齿13，前定子齿12和后定子齿13分别对应着铁芯前半51和铁芯后半52。
图6中的N、S分别表示磁极的磁性，环形磁盘83充有N极和S极一一交替设置的磁极。这种结构能够有效提高转子的励磁性能，并简化整体结构。整个环形磁盘83为一体式结构，因此，机械强度高，长期使用和受到冲击也不会造成结构松散。
所述的抗弯矩构件80的外轴承支撑圆89表面有一层厚度为0.65毫米的铝合金硬质耐磨涂层，所述的铝合金硬质耐磨涂层的材料为铝合金硬质耐磨材料，由如下重量百分比的元素组成： Al（铝）: 12.5%、Cu（铜）:8.5%、Ni（镍）:6.5%、Cr（铬）:5.5%、Nb（铌）:4.5%、W(钨): 2.8%、C（碳）:1.2%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn为O.04%、 Si为0.18%、 Mn为0.22%、 S为O.O09%、 P为O.014%；所述的铝合金硬质耐磨涂层的材料主要性能参数为：洛氏硬度HRC值为52。
本发明的一个关键技术是：抗弯矩构件80之中位于所述的构件法兰87外侧所述的外轴承支撑圆89与构件调节环82外圆之间的同轴度为100毫米单位尺寸的误差小于或等于0.01毫米，近似于绝对同心轴。为了确保抗弯矩构件80上的外轴承支撑圆89与构件调节环82外圆之间具有五级公差精度的同轴度，采用以下加工方法步骤：
一、 特殊工夹具准备过程：
（一）同心圆棒44两端分别有圆棒左中心孔41和圆棒右中心孔42，同心圆棒44外圆是以圆棒左中心孔41与圆棒右中心孔42为中心一次性精磨而成，确保同心圆棒44外圆是以圆棒左中心孔41与圆棒右中心孔42为中心；
（二）左胀套15和右胀套16都包括：开口双锥外圈56、开口双锥内圈57、光孔锥锲环58、螺孔锥锲环59以及平面轴承54和胀套螺栓53；
当胀套螺栓53依次穿越平面轴承54和光孔锥锲环58与螺孔锥锲环59旋转配合时，可以同步控制光孔锥锲环58与螺孔锥锲环59之间相互靠近，分别将开口双锥外圈56向外胀撑紧构件台阶内孔84以及将开口双锥内圈57向内胀抱紧同心圆棒44外圆；
（三）鸡心夹具66形状为“V”字形组合半圆形，鸡心夹具66半圆形上方有夹具凸台63，夹具凸台63一侧面上有夹具横杆61，所述的夹具凸台63以及鸡心夹具66半圆形之间有夹具螺孔64贯通，夹具螺栓62穿越所述的夹具螺孔64可以将不同直径的工件固定在所述的鸡心夹具66的“V”字形两侧上。
二、 粗加工和激光喷涂：
（一）、将抗弯矩构件80按照图纸尺寸要求加工，其中外轴承支撑圆89外圆表面单边尺寸小于图纸要求0.6至0.7毫米，其余尺寸加工至预留0.2至0.3毫米精磨余量，同时保留构件台阶内孔84不加工；
（二）、采用激光喷涂方法，将铝合金硬质耐磨涂层喷涂到外轴承支撑圆89外圆表面，至单边尺寸大于图纸要求0.2至0.3毫米。
三、 精磨过程：
（一）将经过粗加工并完成激光喷涂的抗弯矩构件80进行预加工，以外轴承支撑圆89外圆表面和构件调节环82外圆表面同时为基准，加工构件台阶内孔84至图纸尺寸要求；
（二）胀紧连接，将左胀套15和右胀套16的开口双锥外圈56分别套在同心圆棒44外圆，将左胀套15和右胀套16的开口双锥内圈57分别对准构件台阶内孔84靠近两端，将左胀套15和右胀套16上的胀套螺栓分别拧紧，使得左胀套15和右胀套16上的光孔锥锲环58与螺孔锥锲环59之间相互靠近，分别将开口双锥外圈56向外胀撑紧构件台阶内孔84以及将开口双锥内圈57向内胀抱紧同心圆棒44外圆；
（三）鸡心夹具66上的夹具螺栓62穿越所述的夹具螺孔64并拧紧将同心圆棒44外圆固定在所述的鸡心夹具66的“V”字形两侧上；
（四）将同心圆棒44上的圆棒左中心孔41和圆棒右中心孔42分别与磨床头中心顶锥和磨床尾部顶锥，再鸡心夹具66上的夹具横杆61搭扣住磨床头转盘，使得抗弯矩构件80可以随着磨床头转盘的转动而同步旋转；
（五）推进精磨砂轮将构件调节环82外圆精磨至图纸所要求尺寸；退出精磨砂轮移至外轴承支撑圆89位置，推进精磨砂轮将外轴承支撑圆89外圆精磨至图纸所要求尺寸，至此，位于构件法兰87两侧的构件调节环82和外轴承支撑圆89一次夹装精磨过程完成，避免了常规加工位于构件法兰87两侧的构件调节环82和外轴承支撑圆89必须要掉头两次夹装的加工工艺程序所带来的不同轴误差，实现了本发明的关键技术是位于所述的构件法兰87外侧所述的外轴承支撑圆89与构件调节环82外圆之间的同轴度为100毫米单位尺寸的误差小于或等于0.01毫米。
四、 关键部件组装步骤：
（一） 抗弯矩构件80安装
将抗弯矩构件80上的构件调节环82与前端盖20上的前盖轴承孔24近外端处过渡配合，并用构件螺钉28穿越抗弯矩构件80上的构件枕孔85与所述的前端盖20上的前盖螺孔27相配合，将所述的抗弯矩构件80上的构件法兰87与所述的前端盖20上的前盖凹台面29紧贴固定，使得抗弯矩构件80上的构件台阶内孔84与电机转轴40的转轴外伸段46外轮廓之间有1毫米的旋转空隙48。
（二）安装滚针外圈69
无内圈轴承60选用RNA型分离式无内圈轴承。
先将齿轮调节圈92间隙配合放入齿轮90上的齿轮台阶孔96之中并越过齿轮退刀槽93贴在齿轮孔底面95上；再将无内圈轴承60上的滚针外圈69微微过盈配合压入齿轮90上的齿轮台阶孔96之中，再将齿轮孔用卡环91用专用工具放入齿轮卡槽98内，使得滚针外圈69两侧分别贴着齿轮孔用卡环91和齿轮调节圈92。
（三）齿轮90与电机转轴40之间的连接
将固定在齿轮90上的滚针外圈69连同圆柱滚针68一起套入固定在外轴承支撑圆89上一部分，缓缓转动齿轮90，使得齿轮90上的齿轮花键孔94与电机转轴40上的轴端花键49对准相配合，继续推压齿轮90，使得滚针外圈69上的圆柱滚针68整体与所述的外轴承支撑圆89完全相配合；
先取用台阶防松螺钉74穿越轴向定位挡圈70中心孔后与电机转轴40上的轴端螺孔47相配合，使得轴向定位挡圈70在台阶防松螺钉74上的两平边挡肩帽73与轴端花键49外端面之间有一毫米轴向自由量；
再用五颗挡圈螺钉77穿越轴向定位挡圈70上的定位挡圈通孔76后与齿轮90上的齿轮端面螺孔97相配合，将轴向定位挡圈70也紧固在齿轮90外端面上；
最后用一颗挡圈螺钉77依次穿越防松挡片71上的通孔和轴向定位挡圈70上的定位挡圈通孔76后也与齿轮90上的齿轮端面螺孔97相配合，使得防松挡片71上的挡片拐角边72对准两平边挡肩帽73上的任意一平边上，起到放松作用。
安装完毕。
五、 运行：
当电机启动时，电磁力产生的扭矩通过电机转轴40上的轴端花键49，经输出齿轮90上的齿轮花键孔94传递给输出齿轮90上的渐开线轮齿99，实现扭矩输出。
表1是本发明采用了抗弯矩构件80后的前轴承25所固定的电机转轴40的前轴承段45径向跳动度（微米）与没采用抗弯矩构件80的等功率电机的前轴承2所固定的电机转轴40的前轴承段45径向跳动度（微米）的实验数据比较。
(表1)前轴承段45部位的径向跳动度（微米）的数据比较
从表1中的对照数据可以得出：前轴承25外端采用了抗弯矩构件80后，前轴承25所受到负荷减轻磨损减少，导致前轴承25所固定的电机转轴40的前轴承段45部位的径向跳动度（微米）更加稳定。
在电机的前端盖20上设置抗弯矩构件，分担了所有的弯矩负荷，使得电机转轴40只承受纯扭矩，相同功率下的电机转轴直径可减少一半，最终实现电动机整体具有突破性的紧凑。由于满足在额定功率的前提下，在设计上可以将求电机转轴40的直径做到极限小，只承受纯扭矩，同时，由于抗弯矩构件80整体形状属于空心短管，因此结构刚性超强，能承受更大的径向力。两者结合，本发明实现了既能将电机整体尺寸做得紧凑，又能承受更大的径向力，运行更加可靠，从而延长了电机的使用寿命。
表2是本发明中的外轴承支撑圆89表面采用了一层厚度为0.6至0.7毫米的铝合金硬质耐磨涂层与外轴承支撑圆89表面没采用一层厚度为0.6至0.7毫米的铝合金硬质耐磨涂层的耐腐磨损实验数据比较。
(表2) 抗弯矩构件80的外轴承支撑圆89表面磨损数据比较
从表2中的对照数据可以得出：抗弯矩构件80的外轴承支撑圆89表面有一层厚度为0.6至0.7毫米的铝合金硬质耐磨涂层，具备超强的耐磨性。
本发明具有以下突出的实质性特点和显著的进步效果：
前端盖20具有用于固定定子绕组11的绕组容纳结构81，定子绕组11呈环状的腰形结构。前端盖20上固定有定子铁芯50的铁芯前半51，后端盖30上固定有定子铁芯50的铁芯后半52。前端盖20和后端盖30内侧面上分别固定有在同一圆周上分布的前定子齿12和后定子齿13，前定子齿12和后定子齿13分别对应着铁芯前半51和铁芯后半52。环形磁盘83充有N极和S极一一交替设置的磁极。这种结构能够有效提高转子的励磁性能，并简化整体结构。整个环形磁盘83为一体式结构，因此，机械强度高，长期使用和受到冲击也不会造成结构松散。
本发明中的抗弯矩构件80之中位于所述的构件法兰87外侧所述的外轴承支撑圆89与构件调节环82外圆之间的同轴度为100毫米单位尺寸的误差小于或等于0.01毫米，近似于绝对同心轴。为了确保抗弯矩构件80上的外轴承支撑圆89与构件调节环82外圆之间具有五级公差精度的同轴度，确保电机转轴40与齿轮90也具有同轴度关系，实现齿轮90平稳同轴旋转。
上述结构实现了电机转轴40以及前轴承25和后轴承35只需承受纯扭矩，而外啮合齿轮所产生的径向力反作用到齿轮90却是能够完全被无内圈轴承60所承受，仅仅作用在抗弯矩构件80上，完全避免了电机转轴40上的转轴外伸段46承受径向力。
Claims (8)
1.一种盘式铝合金齿轮电机，包括电机外壳（10）、前端盖（20）、后端盖（30）、转子支架(32)、电机转轴(40)、前轴承（25）、后轴承（35）以及齿轮（90），所述的电机转轴(40)上固定连接有转子支架（32），转子支架（32）上固定有多极充磁的环形磁盘（83），所述的前端盖（20）上固定有位于环形磁盘（83）旁的定子绕组（11），所述的环形磁盘（83）的两侧分别固定有定子铁芯（50）；所述的前端盖（20）上固定有定子铁芯（50）的铁芯前半（51），所述的后端盖（30）上固定有定子铁芯（50）的铁芯后半（52），前端盖（20）和后端盖（30）上分别固定有在同一圆周上分布的前定子齿（12）和后定子齿（13）；其特征是：引线接口（65）与所述的电机外壳（10）上的接线口座（75）之间有压盖法兰（17），压盖法兰（17）将密封孔圈(67)固定在所述的接线口座（75）的口座内孔（79）内；所述的后端盖（30）上装有轴承后盖(33)，所述的轴承后盖(33)通过螺钉固定在所述的后端盖（30）上，所述的轴承后盖(33)内端伸入所述的后端盖（30）上的后盖轴承孔（34）并抵住所述的后轴承（35）；所述的前端盖（20）固定有抗弯矩构件（80），所述的抗弯矩构件（80）通过螺钉固定在所述的前端盖（20）上，所述的抗弯矩构件（80）上的构件调节环（82）内端伸入所述的前端盖（20）上的前盖轴承孔（24）并抵住所述的前轴承（25）；所述的抗弯矩构件（80）外端与所述的齿轮（90）之间有无内圈轴承（60）；所述的抗弯矩构件（80）的外轴承支撑圆（89）表面有一层厚度为0.6至0.7毫米的铝合金硬质耐磨涂层。
2.根据权利要求l一种盘式铝合金齿轮电机，其特征是：所述的抗弯矩构件（80）的构件台阶内孔（84）与所述的电机转轴（40）的转轴外伸段（46）之间有旋转空隙（48），所述的抗弯矩构件（80）的外轴承支撑圆（89）支撑着所述的无内圈轴承（60）上的圆柱滚针（68），所述的无内圈轴承（60）上的滚针外圈（69）的外圆固定在所述的齿轮（90）的齿轮台阶孔（96）内圆壁上，所述的齿轮台阶孔（96）底面上有齿轮花键孔（94）与所述的电机转轴（40）上的轴端花键（49）之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合，所述的轴端花键（49）的端面上有轴端螺孔（47），轴端螺孔（47）上配合有台阶防松螺钉（74）限制着轴向定位挡圈（70）的轴向位移，轴向定位挡圈（70）外缘部位固定在所述的齿轮花键孔（94）外端平面上，继而限制了所述的齿轮（90）的轴向位移。
3.根据权利要求2所述的一种盘式铝合金齿轮电机，其特征是：所述的轴向定位挡圈（70）外侧面上有防松挡片（71）与所述的轴向定位挡圈（70）一起，被挡圈螺钉（77）固定在所述的齿轮花键孔（94）外端平面上；所述的防松挡片（71）有挡片拐角边（72）紧贴着所述的台阶防松螺钉（74）的两平边挡肩帽（73）上的任意一平边上。
4.根据权利要求2所述的一种盘式铝合金齿轮电机，其特征是：所述的输出齿轮（90）外圆上有渐开线轮齿（99），所述的输出齿轮（90）外端面上有齿轮端面螺孔（97），所述的齿轮台阶孔（96）上有齿轮退刀槽（93）和齿轮卡槽（98），齿轮卡槽（98）中活动配合有齿轮孔用卡环（91），所述的齿轮台阶孔（96）底角位置上放置有齿轮调节圈（92），所述的滚针外圈（69）两侧分别贴着所述的齿轮孔用卡环（91）和所述的齿轮调节圈（92）。
5.根据权利要求2所述的一种盘式铝合金齿轮电机，其特征是：所述的抗弯矩构件（80）上有构件法兰（87），构件法兰（87）内侧的构件调节环（82）外圆与所述的前盖轴承孔（24）之间为过渡配合；构件调节环（82）外圆与所述的外轴承支撑圆（89）之间具有五级公差精度的同轴度关系；所述的前端盖（20）外侧面上有前盖凹台面（29），前盖凹台面（29）上有五至六个前盖螺孔（27），所述的构件法兰（87）上有五至六个构件枕孔（85）与所述的前盖螺孔（27）相对应；所述的前盖凹台面（29）与所述的前盖轴承孔（24）之间具有五级公差精度的垂直度关系。
6.根据权利要求l所述的一种盘式铝合金齿轮电机，其特征是：所述的接线口座（75）在口座内孔（79）上口有口座法兰（78），所述的接线口座（75）在口座内孔（79）底部有内孔挡肩（22），内孔挡肩（22）中心有接线通孔（23）与所述的口座内孔（79）之间具有同轴度；所述的压盖法兰（17）外缘上有压盖通孔（37）与所述的口座法兰（78）上的螺孔相对应，所述的压盖法兰（17）的内端面上有压盖凸台（39）与所述的口座内孔（79）之间为间隙配合；所述的压盖法兰（17）中心有压盖内螺孔（38）与所述的引线接口（65）内端外螺纹相配合；所述的内孔挡肩（22）与所述的压盖凸台（39）之间依次有第一垫片(19)、密封孔圈(67)和第二垫片(18)。
7.根据权利要求l所述的一种盘式铝合金齿轮电机，其特征是：所述的前端盖（20）的前盖轴承孔（24）上固定着前轴承（25）外圆，前轴承（25）内孔固定着所述的电机转轴（40）的前轴承段（45）；所述的后端盖（30）上有后螺钉（31）固定在所述的电机外壳（10）后端面，所述的后端盖（30）的后盖轴承孔（34）上固定着后轴承（35）外圆，后轴承（35）内孔固定着所述的电机转轴（40）的后轴承段（43）。
8.根据权利要求l所述的一种盘式铝合金齿轮电机，其特征是：所述的铝合金硬质耐磨涂层的材料由如下重量百分比的元素组成： Al（铝）: 12～13%、Cu（铜）:8～9%、Ni（镍）:6～7%、Cr（铬）:5～6%、Nb（铌）:4～5%、W(钨):2.7～2.9%、C（碳）:1.1～1.3%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn（锡）少于0.05%、 Si（硅）少于0.20%、 Mn（锰）少于0.25%、 S（硫）少于0.0l0%、 P（磷）少于0.015%；所述的铝合金硬质耐磨涂层的材料主要性能参数为：洛氏硬度HRC值为51～53。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 325000 Zhejiang Province, Wenzhou city Dongtou District North Ao Street fragrant Road No. 1 Electronic Technology Park A1 building fifth room 515 Applicant after: Zhang Zhixiong Address before: Lucheng District of Wenzhou city Zhejiang province 325000 Lotus Street Park sleep room 90-5-106 Applicant before: Zhang Zhixiong |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Tang Manhui Inventor before: Zhang Zhixiong |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170721 Address after: Nanping City, Fujian province 353099 Yanping District forward Lane No. 10 Room 411 4 Patentee after: Fujian Jin Qing investment partnership (limited partnership) Address before: 325000 Zhejiang Province, Wenzhou city Dongtou District North Ao Street fragrant Road No. 1 Electronic Technology Park A1 building fifth room 515 Patentee before: Zhang Zhixiong |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170222 Termination date: 20200108 |