CN104578528B - 一种螺旋管水冷式铝合金链轮电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动车组机车专用电动机，一种螺旋管水冷式铝合金链轮电动机，包括电机外壳、前端盖、后端盖、电机主轴、引线脚座、定子、转子和输出链轮，前端盖的前盖中心孔上固定着前轴承外圆，前轴承内孔固定着电机主轴的前轴承段；后端盖的后盖中心盲孔上固定着后轴承外圆，后轴承内孔固定着电机主轴的后轴承段，电机外壳下方有安装脚板，安装脚板与电机外壳之间有加强连筋，安装脚板上有安装通孔，电机外壳上方有出水凸台和进水凸台，电机外壳圆筒上有预埋铸造成型的螺旋冷却管，螺旋冷却管两端分别连通着出水凸台和进水凸台；引线脚座位于后端盖上，电缆线穿越引线脚座；前端盖固定有抗弯力构件，抗弯力构件与输出链轮之间有滚针轴承。

Description

一种螺旋管水冷式铝合金链轮电动机

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，具体涉及一种螺旋管水冷式铝合金链轮电动机。

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各种水冷结构方式进行改进。此外，鼠笼式电机除了以直联方式输出外，电机主轴只承受纯扭矩。更多的时候是伴随有径向弯矩的扭矩力方式输出，如链轮等等。相同功率和转速的情况下，承载弯扭合成的电机主轴直径是承载纯扭矩的电机主轴直径的两倍以上才能确保有足够的安全系数。因此，为了让电机主轴还能承受弯矩力，不得不将电机主轴直径成倍增大，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

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种螺旋管水冷式铝合金链轮电动机，由强制水循环冷却替代风冷，电机主轴只承受纯扭矩，增设抗弯力构件分担弯矩负荷，以减小电机转轴的直径尺寸来适应潜艇等水下作业设备等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：

一种螺旋管水冷式铝合金链轮电动机，包括电机外壳、前端盖、后端盖、电机主轴、引线脚座、定子、转子和输出链轮，所述的定子固定在所述的电机外壳内孔上，所述的转子固定在所述的电机主轴最大直径处且与所述的定子位置相对应，所述的前端盖上有前螺钉固定在所述的电机外壳前端面，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主轴的前轴承段；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中心盲孔上固定着后轴承外圆，后轴承内孔固定着所述的电机主轴的后轴承段，所述的电机外壳下方有安装脚板，安装脚板与所述的电机外壳之间有加强连筋，所述的安装脚板上有安装通孔，作为改进：所述的电机外壳上方有出水凸台和进水凸台，所述的电机外壳圆筒上有预埋铸造成型的螺旋冷却管，螺旋冷却管两端分别连通着所述的出水凸台和所述的进水凸台；所述的引线脚座位于所述的后端盖上，电缆线穿越所述的引线脚座；所述的前端盖固定有抗弯力构件，抗弯力构件与所述的输出链轮之间有滚针轴承；

所述的抗弯力构件整体采用铝合金钢，该铝合金钢的材料由如下重量百分比的元素组成：Al（铝）：14～15%、Ni（镍）：7～8%、Cr（铬）：6～7%、Nb（铌）：6～7%、Cu（铜）：5～6%、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%；所述的该铝合金钢的材料主要性能参数为：抗拉强度为287～289MPa。

作为进一步改进：所述的出水凸台上有出水锥螺纹，出水锥螺纹底部有出水贯穿孔，所述的进水凸台上有进水锥螺纹，进水锥螺纹底部有进水贯穿孔，所述的螺旋冷却管两端分别连通着所述的出水贯穿孔和所述的进水贯穿孔；所述的螺旋冷却管流道直径为8至9毫米，所述的螺旋冷却管的管壁厚度为0.8至0.9毫米，所述的螺旋冷却管预埋在所述的电机外壳圆筒上一起浇铸成一体。

作为进一步改进：所述的抗弯力构件的构件台阶内孔与所述的电机主轴的主轴外伸段之间有旋转空隙，所述的抗弯力构件的外轴承支撑圆固定着所述的滚针轴承上的滚针内圈的内孔，所述的滚针轴承上的滚针外圈的外圆固定在所述的输出链轮的链轮台阶孔内圆壁上，所述的链轮台阶孔底面上有链轮花键孔，该链轮花键孔与所述的电机主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链轮花键孔外端平面上，继而限制了所述的输出链轮的轴向位移。

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, 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链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：所述的输出链轮外圆上有6至8排的多排链轮齿，所述的输出链轮外端面上有链轮端面螺孔，所述的链轮台阶孔上有链轮退刀槽和链轮卡槽，链轮卡槽中活动配合有链轮孔用卡环，所述的链轮台阶孔底角位置上放置有链轮调节圈，所述的滚针外圈两侧分别贴着所述的链轮孔用卡环和所述的链轮调节圈。

作为进一步改进：所述的抗弯力构件上有构件法兰，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；所述的外轴承支撑圆上分别有构件退刀槽和构件卡环槽，构件卡环槽中活动配合有构件轴用卡环，构件轴用卡环挡在所述的滚针内圈外侧；所述的前端盖外侧面上有前盖凹台面，前盖凹台面上有5至6个前盖螺孔，所述的构件法兰上有5至6个构件通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。

本发明具有以下有益效果：

1、通过在电机机壳内整体铸造不锈钢螺旋管水道，螺旋冷却管为具有耐高温特性的316L不锈钢管预先成型再预埋浇铸在电机外壳圆筒部位，单位时间里带走的热量是风冷的两至三倍，制冷效果更好；

2、电机主轴以及前轴承和后轴承只需承受纯扭矩，而链条产生的径向力反作用到输出链轮却是能够完全被滚针轴承所承受，仅仅作用在抗弯力构件上，完全避免了电机主轴上的主轴外伸段承受径向力；由于满足在额定功率的前提下，在设计上可以将求电机主轴的直径做到极限小，只承受纯扭矩，同时，由于抗弯力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，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；

3、抗弯力构件的构件台阶内孔与电机主轴的主轴外伸段之间有旋转空隙，抗弯力构件的外轴承支撑圆固定着滚针轴承上的滚针内圈的内孔，滚针轴承上的滚针外圈的外圆固定在输出链轮的链轮台阶孔内圆壁上，链轮台阶孔底面上有链轮花键孔，该链轮花键孔与电机主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。上述结构设计实现了电机主轴与输出链轮之间只传递扭矩，输出链轮上的弯矩负荷完全是通过滚针轴承传递到抗弯力构件上；

4、构件调节环外圆与外轴承支撑圆之间具有五级公差精度的同轴度关系，确保电机主轴与输出链轮也具有同轴度关系，实现输出链轮平稳同轴旋转；

5、在电机前端盖上设置抗弯力构件，分担了所有的弯矩负荷，使得电机主轴只承受纯扭矩，相同功率下的电机主轴直径可减少一半，最终实现电动机整体具有突破性的紧凑；

6、抗弯力构件整体采用高强度的铝合金钢，具备良好的抗变形刚性。

附图说明

图1为本发明的整体结构局部剖面示意图。

图2是图1中的抗弯力构件80和输出链轮90所处部位的局部放大剖面示意图。

图3是图2中局部再放大剖面示意图。

图4是图2中的输出链轮90一侧视图。

图5是图2中的输出链轮90局部放大剖面示意图。

图6是图2中的抗弯力构件80局部放大剖面示意图。

图7是图1中的前端盖20局部放大剖面示意图。

图8是图1中的电机外壳10 局部放大剖面示意图。

图9是图8侧视图。

图10是抗弯力构件80由特殊夹具装夹加工的剖面示意图。

图11是图10左侧视图。

图12是图10中的左胀套15或右胀套16的剖面示意图。

图13是图12右侧视图。

图14是图12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；

所述的出水凸台19上有出水锥螺纹17，出水锥螺纹17底部有出水贯穿一种螺旋管水冷式铝合金链轮电动机，包括电机外壳10、前端盖20、后端盖30、电机主轴40、引线脚座50、定子51、转子52和输出链轮90，所述的定子51固定在所述的电机外壳10内孔上，所述的转子52固定在所述的电机主轴40最大直径处且与所述的定子51位置相对应，所述的前端盖20上有前螺钉21固定在所述的电机外壳10前端面，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主轴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的后盖中心盲孔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主轴40的后轴承段43，所述的电机外壳10下方有安装脚板11，安装脚板11与所述的电机外壳10之间有加强连筋13，所述的安装脚板11上有安装通孔14，作为改进：所述的电机外壳10上方有出水凸台19和进水凸台39，所述的电机外壳10圆筒上有预埋铸造成型的螺旋冷却管22，螺旋冷却管22两端分别连通着所述的出水凸台19和所述的进水凸台39；所述的引线脚座50位于所述的后端盖30上，电缆线55穿越所述的引线脚座50；所述的前端盖20固定有抗弯力构件80，抗弯力构件80与所述的输出链轮90之间有滚针轴承60；所述的抗弯力构件80整体采用铝合金钢，该铝合金钢的材料由如下重量百分比的元素组成：Al（铝）：14～15%、Ni（镍）：7～8%、Cr（铬）：6～7%、Nb（铌）：6～7%、Cu（铜）：5～6%、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%；所述的该铝合金钢的材料主要性能参数为：抗拉强度为287～289MPa。

作为进一步改进：所述的出水凸台19上有出水锥螺纹17，出水锥螺纹17底部有出水贯穿孔18，所述的进水凸台39上有进水锥螺纹37，进水锥螺纹37底部有进水贯穿孔38，所述的螺旋冷却管22两端分别连通着所述的出水贯穿孔18和所述的进水贯穿孔38；所述的螺旋冷却管22流道直径为8至9毫米，所述的螺旋冷却管22的管壁厚度为0.8至0.9毫米，所述的螺旋冷却管22预埋在所述的电机外壳10圆筒上一起浇铸成一体。

作为进一步改进：所述的抗弯力构件80的构件台阶内孔84与所述的电机主轴40的主轴外伸段46之间有旋转空隙48，所述的抗弯力构件80的外轴承支撑圆89固定着所述的滚针轴承60上的滚针内圈68的内孔，所述的滚针轴承60上的滚针外圈69的外圆固定在所述的输出链轮90的链轮台阶孔96内圆壁上，所述的链轮台阶孔96底面上有链轮花键孔94，该链轮花键孔94与所述的电机主轴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链轮花键孔94外端平面上，继而限制了所述的输出链轮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, 防松挡片71与所述的轴向定位挡圈70一起被挡圈螺钉77固定在所述的链轮花键孔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：所述的输出链轮90外圆上有6至8排的多排链轮齿99，所述的输出链轮90外端面上有链轮端面螺孔97，所述的链轮台阶孔96上有链轮退刀槽93和链轮卡槽98，链轮卡槽98中活动配合有链轮孔用卡环91，所述的链轮台阶孔96底角位置上放置有链轮调节圈92，所述的滚针外圈69两侧分别贴着所述的链轮孔用卡环91和所述的链轮调节圈92。

作为进一步改进：所述的抗弯力构件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；所述的外轴承支撑圆89上分别有构件退刀槽83和构件卡环槽81，构件卡环槽81中活动配合有构件轴用卡环86，构件轴用卡环86挡在所述的滚针内圈68外侧；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5至6个前盖螺孔27，所述的构件法兰87上有5至6个构件通孔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。

实施例中，8颗前螺钉21与电机外壳10前端面的外壳前螺孔26相配合，将前端盖20固定在电机外壳10前端面；8颗后螺钉31与电机外壳10后端面的外壳后螺孔36相配合，将后端盖30固定在电机外壳10后端面。

抗弯力构件80整体采用铝合金钢，该铝合金钢的材料由如下重量百分比的元素组成：Al（铝）：14.5%、Ni（镍）：7.5%、Cr（铬）：6.5%、Nb（铌）：6.5%、Cu（铜）：5.5%、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0.04%、 Si为0.19%、Mn为0.23%、 S为0.008%、 P为0.013%；该铝合金钢的材料主要性能参数为：每立方厘米密度为7.5克；抗拉强度为388MPa。

本发明的一个关键技术是：电机外壳10上方有出水凸台19和进水凸台39，电机外壳10圆筒上有预埋铸造成型的螺旋冷却管22，螺旋冷却管22两端分别连通着出水凸台19和进水凸台39。电机外壳10外圆半径与内圆半径之间的壁厚为22.5毫米，螺旋冷却管22采用直径9毫米的不锈钢无缝管盘旋成八圈螺旋线，每圈螺旋线的螺旋中径等于电机外壳10的内外圆直径相加的平均值，确保螺旋冷却管22位于电机外壳10的内外圆直径之间。螺旋冷却管22两端分别位于出水凸台19和进水凸台39上引出，电机外壳10铸造完毕后在螺旋冷却管22两端分别加工成型管路连接螺纹或者管路连接搭扣；

本发明的另一个关键技术是：抗弯力构件80之中位于构件法兰87外侧外轴承支撑圆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。为了确保抗弯力构件80上的外轴承支撑圆89与构件调节环82外圆之间具有高精度同轴度，采用以下加工方法步骤：

一、特殊夹具准备过程：

（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，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穿越夹具螺孔64可以将不同直径的工件固定在鸡心夹具66的“V”字形两侧上。

二、粗加工和热处理过程：

（一）、将抗弯力构件80按照图纸尺寸要求加工，其中外轴承支撑圆89外圆表面单边尺寸大于图纸要求0.3至0.4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）、将抗弯力构件80进行调质处理，得到洛氏硬度HRC为56.5度；抗拉强度为285MPa。

三、精磨过程：

（一）、将经过粗加工并完成热处理的抗弯力构件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穿越夹具螺孔64并拧紧将同心圆棒44外圆固定在鸡心夹具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，使得抗弯力构件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构件法兰87外侧外轴承支撑圆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、整体组装：

将定子51固定在电机外壳10内孔上，将转子52固定在电机主轴40最大直径处且与定子51位置相对应，用八颗前螺钉21将前端盖20固定在电机外壳10 的前盖凹台面29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内孔固定着电机主轴40的前轴承段45；

用另外八颗前螺钉21将后端盖30固定在电机外壳10后端面，后端盖30的后盖中心盲孔34上固定着后轴承35外圆，后轴承35内孔固定着电机主轴40的后轴承段43，电缆线55穿越位于后端盖30上的引线脚座50，可连接到外接控制电源；

组装的关键步骤包括：

（一） 抗弯力构件80安装

将抗弯力构件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穿越抗弯力构件80上的构件通孔85与前端盖20上的前盖螺孔27相配合，将抗弯力构件80上的构件法兰87与前端盖20上的前盖凹台面29紧贴固定，使得抗弯力构件80上的构件台阶内孔84与电机主轴40的主轴外伸段46外轮廓之间有一毫米的旋转空隙48。

（二） 安装滚针外圈69

滚针轴承60选用NA型分离式滚针轴承。

先将链轮调节圈92间隙配合放入输出链轮90上的链轮台阶孔96之中并越过链轮退刀槽93贴在链轮孔底面95上；再将滚针轴承60上的滚针外圈69过盈0.01毫米配合压入输出链轮90上的链轮台阶孔96之中，再将链轮孔用卡环91用专用工具放入链轮卡槽98内，使得滚针外圈69两侧分别贴着链轮孔用卡环91和链轮调节圈92。

（三） 安装滚针内圈68

将滚针内圈68在200度机油中放置3分钟升温放置到抗弯力构件80上的外轴承支撑圆89上，将构件轴用卡环86用专用工具放入构件卡环槽81内，使得滚针内圈68两侧分别贴着构件轴用卡环86和构件退刀槽83侧轴肩。

（四） 输出链轮90与电机主轴40之间的连接

将固定在输出链轮90上的滚针外圈69连同轴承滚针一起套入固定在外轴承支撑圆89上的滚针内圈68一部分，缓缓转动输出链轮90，使得输出链轮90上的链轮花键孔94与电机主轴40上的轴端花键49对准相配合，继续推压输出链轮90，使得滚针外圈69上的轴承滚针与滚针内圈68完全相配合；

先取用台阶防松螺钉74穿越轴向定位挡圈70中心孔后与电机主轴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后与输出链轮90上的链轮端面螺孔97相配合，将轴向定位挡圈70也紧固在输出链轮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后也与输出链轮90上的链轮端面螺孔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主轴40上的轴端花键49，经输出链轮90上的链轮花键孔94传递给输出链轮90上的多排链轮齿99，实现扭矩输出。

本实用新型具有以下突出的实质性特点和显著的进步效果：

通过在电机机壳内整体铸造不锈钢螺旋管水道，单位时间里带走的热量是风冷的两至三倍，制冷效果更好。

螺旋冷却管22为具有耐高温特性的316L不锈钢管预先成型再预埋浇铸在电机外壳10圆筒部位，全长没有任何接缝，水流畅通，不容易污垢。

电机主轴40以及前轴承25和后轴承35只需承受纯扭矩，而链条产生的径向力反作用到输出链轮90却是能够完全被滚针轴承60所承受，仅仅作用在抗弯力构件80上，完全避免了电机主轴40上的主轴外伸段46承受径向力；由于满足在额定功率的前提下，在设计上可以将求电机主轴40的直径做到极限小，只承受纯扭矩，同时，由于抗弯力构件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。

抗弯力构件80的构件台阶内孔84与电机主轴40的主轴外伸段46之间有旋转空隙48，抗弯力构件80的外轴承支撑圆89固定着滚针轴承60上的滚针内圈68的内孔，滚针轴承60上的滚针外圈69的外圆固定在输出链轮90的链轮台阶孔96内圆壁上，链轮台阶孔96底面上有链轮花键孔94，该链轮花键孔94与电机主轴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。上述结构设计实现了电机主轴40与输出链轮90之间只传递扭矩，输出链轮90上的弯矩负荷完全是通过滚针轴承60传递到抗弯力构件80上。

构件调节环82外圆与外轴承支撑圆89之间具有五级公差精度的同轴度关系，确保电机主轴40与输出链轮90也具有同轴度关系，实现输出链轮90平稳同轴旋转。

在电机前端盖上设置抗弯力构件，分担了所有的弯矩负荷，使得电机主轴只承受纯扭矩，相同功率下的电机主轴直径可减少一半，最终实现电动机整体具有突破性的紧凑。

表1是本发明采用了抗弯力构件80后的前轴承25所固定的电机主轴40的前轴承段45径向跳动度（微米）与没采用抗弯力构件80的等功率电机的前轴承2所固定的电机主轴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外端采用了抗弯力构件80后，前轴承25所受到负荷减轻磨损减少，导致前轴承25所固定的电机主轴40的前轴承段45部位的径向跳动度（微米）更加稳定。

Claims (5)

1.一种螺旋管水冷式铝合金链轮电动机，包括电机外壳（10）、前端盖（20）、后端盖（30）、电机主轴（40）、引线脚座（50）、定子（51）、转子（52）和输出链轮（90），所述的定子（51）固定在所述的电机外壳（10）内孔上，所述的转子（52）固定在所述的电机主轴（40）最大直径处且与所述的定子（51）位置相对应，所述的前端盖（20）上有前螺钉（21）固定在所述的电机外壳（10）前端面，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主轴（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）的后盖中心盲孔（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主轴（40）的后轴承段（43），所述的电机外壳（10）下方有安装脚板（11），安装脚板（11）与所述的电机外壳（10）之间有加强连筋（13），所述的安装脚板（11）上有安装通孔（14），其特征是：所述的电机外壳（10）上方有出水凸台（19）和进水凸台（39），所述的电机外壳（10）圆筒上有预埋铸造成型的螺旋冷却管（22），螺旋冷却管（22）两端分别连通着所述的出水凸台（19）和所述的进水凸台（39）；所述的引线脚座（50）位于所述的后端盖（30）上，电缆线（55）穿越所述的引线脚座（50）；所述的前端盖（20）固定有抗弯力构件（80），抗弯力构件（80）与所述的输出链轮（90）之间有滚针轴承（60）；

所述的抗弯力构件（80）整体采用铝合金钢，该铝合金钢的材料由如下重量百分比的元素组成：Al（铝）：14～15%、Ni（镍）：7～8%、Cr（铬）：6～7%、Nb（铌）：6～7%、Cu（铜）：5～6%、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%；所述的该铝合金钢的材料主要性能参数为：抗拉强度为287～289MPa。

2.根据权利要求l所述的一种螺旋管水冷式铝合金链轮电动机，其特征是：所述的出水凸台（19）上有出水锥螺纹（17），出水锥螺纹（17）底部有出水贯穿孔（18），所述的进水凸台（39）上有进水锥螺纹（37），进水锥螺纹（37）底部有进水贯穿孔（38），所述的螺旋冷却管（22）两端分别连通着所述的出水贯穿孔（18）和所述的进水贯穿孔（38）；所述的螺旋冷却管（22）流道直径为8至9毫米，所述的螺旋冷却管（22）的管壁厚度为0.8至0.9毫米，所述的螺旋冷却管（22）预埋在所述的电机外壳（10）圆筒上一起浇铸成一体。

3.根据权利要求l所述的一种螺旋管水冷式铝合金链轮电动机，其特征是：所述的抗弯力构件（80）的构件台阶内孔（84）与所述的电机主轴（40）的主轴外伸段（46）之间有旋转空隙（48），所述的抗弯力构件（80）的外轴承支撑圆（89）固定着所述的滚针轴承（60）上的滚针内圈（68）的内孔，所述的滚针轴承（60）上的滚针外圈（69）的外圆固定在所述的输出链轮（90）的链轮台阶孔（96）内圆壁上，所述的链轮台阶孔（96）底面上有链轮花键孔（94），该链轮花键孔（94）与所述的电机主轴（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链轮花键孔（94）外端平面上，继而限制了所述的输出链轮（90）的轴向位移。

4.根据权利要求3所述的一种螺旋管水冷式铝合金链轮电动机，其特征是：所述的轴向定位挡圈（70）外侧面上有防松挡片（71），防松挡片（71）与所述的轴向定位挡圈（70）一起被挡圈螺钉（77）固定在所述的链轮花键孔（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。

5.根据权利要求3所述的一种螺旋管水冷式铝合金链轮电动机，其特征是：所述的输出链轮（90）外圆上有6至8排的多排链轮齿（99），所述的输出链轮（90）外端面上有链轮端面螺孔（97），所述的链轮台阶孔（96）上有链轮退刀槽（93）和链轮卡槽（98），链轮卡槽（98）中活动配合有链轮孔用卡环（91），所述的链轮台阶孔（96）底角位置上放置有链轮调节圈（92），所述的滚针外圈（69）两侧分别贴着所述的链轮孔用卡环（91）和所述的链轮调节圈（92）。