CN107466340A - 电机轴与减速齿轮之间的连接结构 - Google Patents

电机轴与减速齿轮之间的连接结构 Download PDF

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Abstract

一种电机(10)的轴(11)与联接至机器的减速齿轮(20)的小齿轮(30)之间的连接结构，其中，电机(10)特别地为发动机，其特点在于，该小齿轮具有接合在轴上的锥形孔(31)，并且该小齿轮包括接合在减速齿轮的轴承(23)中的杆部(33)。

Description

电机轴与减速齿轮之间的连接结构
技术领域
本发明涉及包括电机以及联接至该机器的减速齿轮的机电组件。
更具体地但非排他地，本发明涉及如下的机电组件：其中电机是马达，特别地，该机电组件用于机动车辆牵引应用。
背景技术
马达与减速齿轮之间的连接结构是振动的来源，该振动引起噪声，因此应当将其降至最低。
FR 605 287描述了一种电动马达，该电动马达具有速度调节器，该速度调节器包括设置在两个添加轴之间的小齿轮，并且所述两个添加轴配装在小齿轮的渐缩孔中。
在现有技术中，轴与小齿轮之间存在不同的连接方法。
图1中示出的第一解决方案是不添加部件，但是轴1中切割有小齿轮2的齿，小齿轮2也被称为“轴的小齿轮”。
这个解决方案有两个缺点。
首先，轴的材料通常是具有高机械性能的昂贵的钢。小齿轮的齿与轴整体地生产增加了加工设备的磨损成本。
其次，马达的前轴承必须确保油紧密密封的功能。因此，马达包括密封件3，密封件3必须允许轴被装配并且密封件3的内直径大于小齿轮的外直径。现在，由于接触速度随着半径的增大，确保宽直径上的密封紧密性是有问题的，并且必须不超过操作的极限速度以避免密封件的过度过热。
图2中示出的小齿轮与轴之间的另一种连接模式在于将小齿轮的尾部4结合在轴1中；这种布置改善了材料成本问题，从而允许对小齿轮和轴使用两种不同的材料。
然而，该方案不能解决上述在高速下的密封紧密性问题，原因在于轴和小齿轮在组件安装到电机的其余部件中之前被组装。
此外，为了确保扭矩的充分传递，需要在小齿轮的尾部与轴之间具有适当的重叠长度，这将增加组件的体积。
图3中示出的另一解决方案在于：使用中空小齿轮2，该中空小齿轮2在将密封件3和机器的前滚动轴承5安装之后被添加到轴1上。然后，通过轴向拧紧固定在轴的端部处的螺钉6来确保小齿轮在轴上的扭矩阻力。
这种解决方案的一个缺点在于通过拧紧螺钉所确保的小齿轮在轴上的扭矩阻力是相对有限的。
因此，需要进一步改善电机与相关联的减速齿轮之间的连接结构，以便在允许在高的旋转速度例如大约10000rpm至18000rpm下进行操作的同时，特别地最佳地减少在适当构成的机电组件的操作期间产生的振动。
发明内容
本发明借助于电机——特别地为马达——的轴与联接至该机器的减速齿轮的小齿轮之间的连接结构实现了该目的，其特点是，小齿轮具有配装到所述轴上的渐缩孔并且包括配装在所述减速齿轮的滚动轴承中的被称为尾部的部分。
本发明提供许多优点。
首先，本发明能够将小齿轮安装在已经装配有前滚动轴承和密封件的轴上并且允许高的扭矩传递，借助于减速机构的滚动轴承，所述机器的轴不再是悬置的。
因而，所述机器的密封件的内直径可以相对较小，这允许在高的旋转速度下进行操作。
此外，渐缩孔确保了高的扭矩吸收(take-up)。
最后，对包括具有渐缩孔和装配到滚动轴承中的表面两者的小齿轮的同一部件的机械加工减少了生产中的同心度缺陷并且使得能够将偏心缺陷最小化，其中，偏心缺陷是振动和噪声的来源。
优选地，小齿轮的尾部限定用于减速齿轮的滚动轴承的滚动表面。
还优选地，小齿轮被轴向元件轴向地穿过，该轴向元件用于将该小齿轮固定在轴上。例如，该轴向元件是固定在轴的端部处的螺钉，或者作为变型，该轴向元件是与轴成一体的螺纹部分，然后，使用拧在螺纹部分上的螺母进行固定。因而，该小齿轮可以轴向地压在轴上以获得所寻求的扭矩传递。
小齿轮的尾部可以被筒状孔穿过，其中，上述轴向元件在该筒状孔中延伸。
本发明的另一主题是一种包括联接至减速齿轮的机器的机电组件，使用如本发明所要求保护的如上文限定的连接结构来执行减速齿轮与所述机器之间的扭矩传递。
本发明的又一主题是一种配备有这种机电组件的车辆。
本发明的又一主题是一种用于将减速齿轮安装到电机上以形成如本发明所要求保护的连接结构的方法，在该方法中，将小齿轮固定在马达的预先配备有滚动轴承和密封件的轴上，然后将已适当配备的轴配装到减速齿轮中。
本发明的又一主题是一种用于制造如本发明所要求保护的连接结构的方法，其中，在相同的机器上对渐缩孔以及配装到滚动轴承中的部分进行机械加工以减少偏心缺陷。
附图说明
通过阅读以下详细描述以及通过对附图的研究将能够更好地理解本发明，在附图中：
-先前描述的图1至图3示出了现有技术，
-图4是根据本发明的示例性机电组件的局部轴向截面，以及
-图5示出了图4的细节。
具体实施方式
图5和图6示出了如本发明所要求保护的机电组件100，机电组件100包括联接至减速齿轮20的电机10。
在所考虑的示例中，电机是能够在高的旋转速度下操作的电动马达，特别地，高的旋转速度在10000rpm至18000rpm之间。
该电动马达例如是电动车辆或混合动力车辆的牵引发动机，该电动马达例如被安装在发动机罩下方的中央位置中或者直接安装在轮毂的水平面处。
马达10包括轴11，轴11穿过前端板12，前端板12对滚动轴承13和密封件14进行支撑。
减速齿轮20包括壳体21，壳体21例如通过螺栓固定至前端板12的凸缘15。壳体21具有开孔28，其中，轴11被配装到开孔28中。
减速齿轮20容纳适于所考虑的应用的所有减速机构或降档机构。该机构包括小齿轮30，小齿轮30在所考虑的示例中是减速齿轮的输入小齿轮并与该机构的其它元件啮合，所述其它元件在图5和图6中不可见。
该小齿轮30包括加宽部分31以及尾部33，其中，在加宽部分31上加工出齿32，并且尾部33与加宽部分31成一体，尾部33限定用于减速齿轮20的滚动轴承23的滚动表面34，滚动轴承23例如为如图所示的滚针轴承。齿32可以是任何类型，螺旋型、直线型或渐缩型。
轴10在端部处具有渐缩的延伸部16，并且小齿轮的加宽部分31具有渐缩孔35，渐缩孔35适于配装到轴的端部上以便允许通过借助于拧入轴中的螺钉26将小齿轮30轴向拧紧在轴10上而在轴与小齿轮之间传递扭矩，并且螺钉26的头部27轴向地支撑在小齿轮的端部边缘37上。
螺钉26借助于小齿轮的筒状轴向孔38穿过小齿轮的尾部。
轴10的端部17并未支撑抵靠在形成在渐缩孔35与筒状孔38的接合处的肩部39上，以便允许小齿轮在轴上的轴向拧紧。
渐缩孔例如是允许小齿轮的不可逆驱动的MORSE类型。为安装所施加的力允许扭矩的传递并且正向操作或反向操作不能够使小齿轮变松。锥度优选地在5％至10％(10％对应于2°51’45”的顶点处的1/2角)之间、更好地为10％，以便使小齿轮30关于与小齿轮30啮合的减速齿轮的中间部段的小齿轮的轴向定位的变化最小化，并且因而保证在减速齿轮水平下良好的啮合条件、低磨损和低噪音。
在加工期间，能够穿过前滚动轴承13和密封件14安装轴10。
然后，小齿轮30可以安装在轴10上并借助于螺钉26固定在轴10上。因此，设置有小齿轮30的轴10可以通过减速齿轮20的开孔28被配装到减速齿轮20中，并且马达端板的固定凸缘15可以与减速齿轮的框架21组装在一起。
本发明不局限于刚刚描述的示例。
除非另有说明，表述“包括一”应当理解为与“包括至少一个”的同义。

Claims (10)

1.一种电机(10)的轴(11)与联接至所述机器的减速齿轮(20)的小齿轮(30)之间的连接结构，所述电机(10)特别地为马达，其特征在于，所述小齿轮具有配装在所述轴上的渐缩孔(31)，并且所述小齿轮包括配装在所述减速齿轮的滚动轴承(23)中的尾部(33)。
2.根据权利要求1所述的连接结构，所述小齿轮的所述尾部(33)限定用于所述减速齿轮的所述滚动轴承的滚动表面(23)。
3.根据权利要求1或2所述的连接结构，所述小齿轮被轴向元件(26)轴向地通过，所述轴向元件(26)用于将所述小齿轮固定至所述轴。
4.根据权利要求3所述的连接结构，所述轴向元件是固定在所述轴的端部处的螺钉(26)。
5.根据权利要求3或4所述的连接结构，所述小齿轮的所述尾部被筒状孔穿过，其中，上述轴向元件(26)在所述筒状孔中延伸。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的连接结构，所述渐缩孔的锥度为10％。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的连接结构，所述渐缩孔(31)在与所述小齿轮的配装到所述滚动轴承中的所述尾部的表面(23)相同的机器上加工而成。
8.一种机电组件，所述机电组件包括联接至减速齿轮的机器，所述减速齿轮与所述机器之间的扭矩传递使用如在权利要求1至7中的任一项中所限定的本发明所要求保护的连接结构来执行。
9.一种配备有如权利要求8所述的机电组件的车辆。
10.一种用于将减速齿轮安装在电机上以形成如在权利要求1至7中的任一项中所限定的连接结构的方法，在所述方法中，在马达的轴(11)预先配备有滚动轴承(13)和密封件(14)的情况下将所述小齿轮(30)固定在所述轴(11)上，然后将已适当配备的所述轴配装到所述减速齿轮(20)中。
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