CN107355528A - 一种驱动装置及应用该驱动装置的电动工具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种驱动装置,包括电机和齿轮箱,所述齿轮箱包括太阳轮、环绕并啮合所述太阳轮的若干行星轮、环绕并啮合所述若干行星轮的内齿圈,所述电机为单相电机,所述太阳轮一体形成于所述电机的转轴。本发明还提供一种电动工具,包括所述驱动装置受驱动装置驱动的工作头、以及位于驱动装置与工作头之间的冲击单元。本发明提供的驱动装置及应用该驱动装置的电动工具,通过将太阳轮与电机转轴合并,做成一体成型的齿轮轴,使太阳轮的齿数可以为5甚至更小,从而在不改变最大几何外径的情况下,有效提高齿轮箱的传动比。
Description
技术领域
本发明涉及电机驱动技术领域,尤其涉及一种具有大速比减速结构的驱动装置及应用该驱动装置的电动工具。
背景技术
行星齿轮减速箱常用于对电机的输出进行减速,然后再对外输出。行星齿轮减速箱包括太阳轮、内齿圈、若干行星轮以及由该若干行星轮驱动的转架,内齿圈环绕太阳轮。该若干行星轮环绕太阳轮且每个行星轮同时与太阳轮、内齿圈啮合。太阳轮固定套设到电机的输出轴,随着电机的输出轴转动。因此,电机运行时,太阳轮驱动行星轮,而行星轮在内齿圈的约束下将绕着太阳轮进行公转,该公转将导致转架转动。因为电机的输出轴应当具有一定尺寸的外径以能够承受足够大的扭矩,从而导致太阳轮外径以及内齿圈的外径都较大,从而增加了整个齿轮箱的体积,并限制了齿轮箱的减速比。
发明内容
本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述,或者可从该描述显而易见,或者可通过实践本发明而学习。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
根据本发明的一个方面,提供一种驱动装置,包括电机和齿轮箱,其特征在于,所述齿轮箱包括太阳轮、环绕并啮合所述太阳轮的若干行星轮、环绕并啮合所述若干行星轮的内齿圈、安装到所述若干行星轮的转架,所述太阳轮一体形成于所述电机的转轴。
作为一种改进方案,所述太阳轮的外径缘与所述转轴的其他部分的外径的比值在0.9至1.4之间。
作为一种改进方案,所述太阳轮的齿的个数为3至5个。
作为一种改进方案,所述太阳轮、所述若干行星轮、所述内齿圈均为斜齿。
作为一种改进方案,所述转架包括固定在一起的上安装板与下安装板;所述若干行星轮的中心轴的两端分别固定到所述上安装板与下安装板。
作为一种改进方案,还包括输出件,与所述转架相连,并与所述转架同步转动。
作为一种改进方案,还包括固定套设到所述转轴并位于所述电机与所述齿轮箱之间的风扇。
作为一种改进方案,所述风扇包括套设到所述转轴的毂部、与所述毂部连接的若干叶片、与所述若干叶片连接的面板,所述面板基本上垂直于所述转轴并位于所述若干叶片与所述齿轮箱之间。
作为一种改进方案,所述电机是可双向启动的内转子电机,输出速度为2万转/分钟以上,所述齿轮箱的速比大于8。
根据本发明的另一个方面,提供一种电动工具,包括可转动的工作头以及上述的驱动装置,所述工作头受所述驱动装置的齿轮箱驱动。
作为一种改进方案,还包括位于驱动装置与工作头之间的冲击单元,所述冲击单元在第一模式下受所述齿轮箱驱动并同步驱动所述工作头,在第二模式下受所述齿轮箱驱动并冲击地驱动所述工作头。
作为一种改进方案,所述冲击单元包括圆筒状的冲击件、抵顶在所述冲击件与所述驱动装置中的转架之间的压缩弹簧;其中,所述冲击件安装到所述驱动中装置中输出件的端部,受所述输出件驱动而转动;所述压缩弹簧环绕所述输出件。
作为一种改进方案,所述工作头包括转动体以及从转动体向外伸出的转臂;所述冲击件的远离电机的端面具有凸起,所述凸起与所述转臂配合用于驱动所述工作头。
作为一种改进方案,所述冲击件具有安装孔以安装到所述输出件的端部,所述安装孔的内壁在两个相对位置设有内凹区;所述输出件的两侧设有驱动凸块以伸入到所述内凹区用于驱动所述冲击件转动。
作为一种改进方案,每个所述内凹区的靠近所述驱动装置的底部为U形,以用作所述驱动凸块的滑槽。
本发明提供了一种驱动装置及应用该驱动装置的电动工具,通过将太阳轮与转轴一体成型,进而减小太阳轮的齿数,增大传动比,从而使得电机可以选用单相电机,以降低成本。
通过阅读说明书,本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。
附图说明
下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明,本发明的优点和实现方式将会更加明显,其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明,而不构成对本发明的任何意义上的限制,在附图中:
图1为本发明实施例的驱动装置的结构示意图。
图2为图1所示驱动装置的电机的结构示意图。
图3为图1所示驱动装置的齿轮箱的分解结构示意图。
图4为图1所示驱动装置的齿轮箱的结构示意图。
图5是本发明另一个实施例的电动工具的结构示意图。
图6是图5所示电动工具的剖视图。
图7和图8是图5所示电动工具使用的冲击部件的示意图。
具体实施方式
如图1所示,本发明提供一种驱动装置100包括电机50和行星齿轮箱60。齿轮箱60安装到电机50的输出端,对电机50的输出进行减速再对外输出。
如图1至图2所示,电机50包括定子30和转子20,定子30包括定子磁芯31以及绕设在所述定子磁芯31上的绕组33。定子磁芯31包括环形的轭部、从轭部向内伸出的若干齿,相邻的齿之间形成绕线槽,绕组33绕设到齿上。转子20包括转轴51、固定到转轴51的转子磁芯21、安装到转子磁芯21的永磁体23等。转子磁芯23与定子磁芯31的齿之间存在间隙,从而允许转子20相对于定子30转动。本实施例中,定子包括6个定子齿,6个绕组分别绕设于6个定子齿上,转子包括6个永磁极,电机50为内转子式,可双向启动。
本实施例中,转轴51还固定安装有风扇80。风扇80位于转子磁芯21与齿轮箱60之间。风扇80包括套设到转轴51的毂部81、与毂部81连接的若干叶片83、与若干叶片83连接的面板85。面板85基本上垂直于转轴51并位于若干叶片83与齿轮箱60之间。电机运行时,风扇80随着转子转动,产生气流,该气流吹向定子磁芯31及绕组33,其中一部分气流还可能流过转子磁芯23与定子磁芯31之间的间隙,从而实现快速散热。
请同时参照图1、图3及图4,齿轮箱60包括太阳轮61、环绕太阳轮61并与其啮合的若干行星轮63、环绕若干行星轮63的内齿圈65。其中,太阳轮61一体形成于电机50的转轴51。因此,本发明中与转轴一体成型的太阳轮61的外径相对于现有技术中套设在转轴上的太阳轮的外径有了大幅的缩小,例如,本发明的太阳轮的外径可以等于或稍大于转轴51其他部位的外径。根据实际应用的需要,太阳轮61的外径缘与转轴51的其他部分的外径的比值可以设置在0.9至1.4之间。因为本发明能减小太阳轮61的外径,从而能够减小太阳轮61的齿的个数,在本发明中太阳轮61的齿71可以减少到5个或更少,例如是3个。在不改变齿轮箱最大几何外径的情况下,能有效提高齿轮箱的传动比(60%以上)。但齿数少了之后如果继续用直齿轮则太阳轮与行星轮之间的重合度会减少,所以本实施例中优选使用斜齿轮以增加相互啮合的齿之间的重合度,具体地,太阳轮61与行星轮63可以采用斜齿轮,内齿圈65上的齿亦为斜齿。电机50可以为单相电机,单相电机的输出速度比较大,尤其适用本发明的大速比减速机构。在具体实施时,电机50的输出速度为2万转/分钟以上,齿轮箱60的速比大于8,更进一步还可以大于10,例如本实施例中,速比可达11至12。
上述若干行星轮63同时与太阳轮61、内齿圈65啮合,从而能够在转轴51转动时绕着太阳轮61公转。每个行星轮63可转动地安装到转架67,因此,该若干行星轮63绕着太阳轮61公转时,将带动转架67转动,进而带动与转架67相连的输出件77的转动。本实施例中,输出件77为凸柱,可以理解地,输出件77可以为其他的形式。
参考图3,转架67包括固定在一起的上安装板62与下安装板64,每个行星轮63收容于上安装板62、下安装板64之间,每个行星轮63可转动地安装到自己的中心轴69,该中心轴69的两端分别固定到上安装板62、下安装板64。传统的行星齿轮中,行星轮的中心轴往往只有一端得到转架的支撑,而本实施例中行星轮的中心轴的两端都受到支撑,所以能承受更大的作用力,能够满足更高的传动比要求。
本发明提供的驱动装置100可用于电动工具中,例如电钻、电动工具等。图5为本发明另一个实施例的电动工具的主要部件的示意图,图5显示了驱动装置100、受驱动装置驱动的工作头91、以及位于驱动装置100与工作头91之间的冲击单元92。其中,输出件77的轴向端面上设有内孔78,内孔78与工作头91的端部松配或者微紧配。需要说明的是,冲击单元92不是必要元件,其是可以根据工作头91的具体结构或工作的需求选择是否安装的。
参考图5至图7,冲击单元92包括圆筒状的冲击件95、抵顶在冲击件95与转架67之间的压缩弹簧93。压缩弹簧93环绕转架67的输出件77,冲击件95安装到输出件77的端部,受输出件77驱动而转动。冲击件95的远离电机的端面具有凸起97,用于驱动工作头91。工作头91包括转动体以及从转动体向外伸出的转臂98。冲击件95转动时,凸起97推动转臂97从而驱动工作头91。本实施例中,凸起97的数量为两个,对称分布;转臂98的数量也是两个,对称分布。
参考图7和图8,冲击件95具有安装孔74以安装到转架67的输出件77的端部。安装孔内壁在两个相对位置设有内凹区75。输出件77的两侧设有驱动凸块73,该驱动凸块73伸入到两个内凹区75,从而驱动冲击件95转动。
每个内凹区75的靠近电机的底部为U形,该U形底部作为驱动凸块的滑槽。在第一驱动模式下,在压缩弹簧93的弹力推动下,输出件77的驱动凸块落在冲击件95的内凹区的U形底部的中心区域,此时,冲击件95转动时,其凸起97会驱动工作头91的转臂98。如工作头91受到的阻力太大,该电动工具将自动转为冲击驱动模式。具体地,工作头91因为受到的阻力太大而不转动或者具有较低的转速,导致驱动凸块73沿着U形底部从U形底部的中心区域滑到两侧,导致冲击件95滑向电机(也就是远离工作头91),从而使冲击件95的凸起97与工作头91的转臂98脱离,因此,冲击件95将继续转动。冲击件95继续转动的过程中,在压缩弹簧93的弹力推动下,驱动凸块73将再次滑入冲击件95的内凹区的U形底部的中心区域,使冲击件95的凸起97与工作头91的转臂98接触,因为冲击件95比工作头91具有更高的转速,因此,在凸起97与工作头91的转臂98接触时,将对转臂98施加较大的冲击力,从而促使工作头91转动。
本发明提供一种驱动装置及应用该驱动装置的电动工具,通过将太阳轮与电机转轴合并,做成一体成型的齿轮轴,使太阳轮的齿数可以为5甚至更小,从而在不改变最大几何外径的情况下,有效提高齿轮箱的传动比。且该驱动装置的传动比大,在输出同样的扭矩时,对电机的扭矩要求低,转速要求高,可以采用单相电机,从而简化驱动装置的结构并降低成本。
该种电动工具可以是电动螺丝刀、电钻等。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例,本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质,可以有多种变型方案实现本发明。举例而言,作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已,并非因此局限本发明的权利范围,凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化,均包含于本发明的权利范围之内。
Claims (15)
1.一种驱动装置,包括电机(50)和齿轮箱(60),所述齿轮箱(60)包括太阳轮(61)、环绕并啮合所述太阳轮(61)的若干行星轮(63)、环绕并啮合所述若干行星轮(63)的内齿圈(65)、用于安装所述若干行星轮(63)的转架(67),其特征在于,所述电机(50)为单相电机,所述太阳轮(61)一体形成于所述电机(50)的转轴(51)。
2.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述太阳轮(61)的外径与所述转轴(51)的其他部分的外径的比值在0.9至1.4之间。
3.根据权利要求1所述驱动装置,其特征在于,所述太阳轮(61)的齿(71)的个数为3至5个。
4.根据权利要求1至3任一项所述的驱动装置,其特征在于,所述太阳轮(61)、所述若干行星轮(63)、所述内齿圈均为斜齿。
5.根据权利要求1所述的驱动装置,其特征在于,所述转架(67)包括固定在一起的上安装板(62)与下安装板(64);所述若干行星轮的中心轴(69)的两端分别固定到所述上安装板(62)与下安装板(64)。
6.根据权利要求5所述驱动装置,其特征在于,还包括输出件(77),与所述转架(67)相连,并与所述转架(67)同步转动。
7.根据权利要求1所述驱动装置,其特征在于,还包括固定连接到所述转轴(51)并位于所述电机(50)与所述齿轮箱(60)之间的风扇(80)。
8.根据权利要求7所述驱动装置,其特征在于,所述风扇(80)包括套设到所述转轴(51)的毂部(81)、与所述毂部(81)连接的若干叶片(83)、与所述若干叶片(83)连接的面板(85),所述面板(85)基本上垂直于所述转轴(51)并位于所述若干叶片(83)与所述齿轮箱(60)之间。
9.根据权利要求1所述驱动装置,其特征在于,所述电机(50)是可双向启动的内转子电机,输出速度为2万转/分钟以上,所述齿轮箱(60)的速比大于8。
10.一种电动工具,包括可转动的工作头(91),其特征在于,还包括如权利要求1至9任一项所述的驱动装置(100),所述工作头(91)受所述驱动装置(100)的齿轮箱(60)驱动。
11.根据权利要求10所述的电动工具,其特征在于,还包括位于齿轮箱(60)与工作头(91)之间的冲击单元(92),所述冲击单元(92)在第一模式下受所述齿轮箱(60)驱动并同步驱动所述工作头(91),在第二模式下受所述齿轮箱(60)驱动并冲击地驱动所述工作头(91)。
12.根据权利要求11所述电动工具,其特征在于,所述冲击单元(92)包括圆筒状的冲击件(95)、抵顶在所述冲击件(95)与所述驱动装置(100)中的转架(67)之间的压缩弹簧(93);其中,所述冲击件(95)安装到所述驱动中装置(100)中输出件(77)的端部,受所述输出件(77)驱动而转动;所述压缩弹簧(93)环绕所述输出件(77)。
13.根据权利要求12所述电动工具,其特征在于,所述工作头(91)包括转动体以及从转动体向外伸出的转臂(98);所述冲击件(95)的远离电机的端面具有凸起(97),所述凸起(97)与所述转臂(98)配合用于驱动所述工作头(91)。
14.根据权利要求12所述电动工具,其特征在于,所述冲击件(95)具有安装孔(74)以安装到所述输出件(77)的端部,所述安装孔(74)的内壁在两个相对位置设有内凹区(75);所述输出件(77)的两侧设有驱动凸块(73)以伸入到所述内凹区(75)用于驱动所述冲击件(95)转动。
15.根据权利要求14所述电动工具,其特征在于,每个所述内凹区(75)的靠近所述驱动装置(100)的底部为U形,以用作所述驱动凸块(73)的滑槽。
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PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20171117 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |