CN113972766B - 一种具有高抗振性能的电机转子冲片及转子总成结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高抗振性能的电机转子冲片，包括冲片主体、第一磁钢槽、第二磁钢槽、减重孔和限位卡柱，第二磁钢槽整体呈“波浪”状，通过第一磁钢槽修正、补充第二磁钢槽的电磁场，使磁场强度显著提升，同时相邻冲片主体通过限位卡柱扣合，不易形变，稳定性强。本发明还公开了一种具有高抗振性能的电机转子总成，包括多个冲片叠加扣合成的铁芯、左端板、右端板、轴套、转子轴、第二磁钢和第一磁钢，转子轴贯穿铁芯、左端板和右端板，套设在转子轴上的轴套与右端板抵接，能够提供轴向力将铁芯压紧，同时，通过转子轴上的限位槽与冲片的限位凸台配合，代替平键传递扭矩，不仅提升了高频振动时可能的异响也减少了零部件、降低了成本，且装配简易、高效。

Description

一种具有高抗振性能的电机转子冲片及转子总成结构

技术领域

本发明涉及汽车电机技术领域，特别涉及一种具有高抗振性能的电机转子冲片及转子总成结构。

背景技术

随着新能源汽车的发展，新能源汽车对驱动电机的转速要求越来越高。这也给动力源的驱动电机转子的瞬时扭矩和高频运转振动性能提出了更高的要求。而随着油耗法规的不断加严，混合动力汽车成为新趋势，将发动机与驱动电机集成为一体成为每个汽车厂家必争之地。而集成后的动力总成由于发电机的高频抖动特性，使得驱动电机的振动问题更加突出。开发一款耐振动性能良好，高可靠性的驱动电机转子成为课题。

目前新能源汽车转子一般由几百片厚度为0.2-0.5mm的冲片叠压而成，传统工艺一般采用两端压板直接压紧利用冲片摩擦力传递扭矩，或在冲片外圆上进行焊缝焊接。采用端板压紧的方式，不仅端板需要较厚、强度较大而且当扭矩不断提高时可能会使冲片滑动或散片，而当搭载发动机时冲片在剧烈振动的环境下可能导致冲片孔间的磁铁碎裂，电机失效。焊接工艺复杂且成本较高。

专利CN208316439 U提出了一种冲片锥形卡扣，锥形结构在传递旋转扭矩上有一定效果，但由于卡扣本身成条状仅能单向限位，强度低，在高频随机振动时振动方向是平面的上下左右振动，条状结构并不能很好限位，振动较大时仍会出现转子冲片振动微量位移导致磁钢碎裂，电机失效的风险。

发明内容

针对现有技术存在的弊端，本发明提供了一种具有高抗振性能的电机转子冲片，在冲片主体上设置了整体呈“波浪”状的第二磁钢槽，通过第一磁钢槽修正、补充第二磁钢槽的电磁场，使磁场强度显著提升，相邻冲片主体能够通过限位卡柱扣合，不易形变，稳定性强。

本发明还有一个目的是，提出了一种具有高抗振性能的电机转子总成，将转子轴贯穿铁芯、左端板和右端板，套设在转子轴上的轴套与右端板抵接，以提供轴向力将铁芯压紧，同时，通过转子轴上的限位槽与冲片的限位凸台配合，代替平键传递扭矩，不仅提升了高频振动时可能的异响也减少了零部件、降低了成本，且装配简易、高效。

本发明的技术方案为：

一种具有高抗振性能的电机转子冲片，包括：

冲片主体，其为圆环形；

第一磁钢槽，其周向间隔设置在冲片主体外环周缘，用于固定第一磁钢；

第二磁钢槽，其周向间隔设置在冲片主体上，位于第一磁钢槽内周，用于固定第二磁钢，相邻第二磁钢槽呈轴对称设置，多个第二磁钢槽整体呈“波浪”状；

减重孔，其周向间隔设置在冲片主体上，且位于相邻所述第二磁钢槽之间，能够和第一磁钢槽、第二磁钢槽围合成“梯形”框架结构；

限位卡柱，其周向间隔设置在冲片主体上，位于“梯形”框架结构下方，能够将相邻的冲片主体扣接。

优选的是，还包括至少两个限位凸台，其设置在冲片主体内环边缘。

优选的是，第一磁钢槽包括：

第一磁槽；

第二磁槽，其与第一磁槽轴对称设置；

第三磁槽，其位于第一磁槽和第二磁槽之间；

第一磁槽、第二磁场和第三磁槽连结呈“微弧”形，且彼此之间具有间隙；

第一磁槽、第二磁场和第三磁槽的两端均具有第一减震缺口。

优选的是，第二磁钢槽为条形槽，其两端均具有第二减震缺口。

优选的是，限位卡柱包括：

卡柱主体，其为圆锥筒状结构；

卡扣，其周向间隔设置在卡扣主体的锥顶边缘，且具有向卡扣主体外侧延伸的翻折凸起；

卡孔，其设置在卡柱主体上，位于卡扣内侧，与卡扣相对设置且具有间隙，能够与相邻冲片上的翻折凸起扣接。

优选的是，卡柱主体的坡度为30-40度。

优选的是，卡柱主体的厚度小于冲片主体厚度的一半；翻折凸起的厚度小于卡柱主体的厚度。

优选的是，“梯形”框架结构为6-8组，均匀分布在冲片主体上，限位卡柱为6-8个，均匀分布在冲片主体上。

一种具有高抗振性能的电机转子总成，使用上述的具有高抗振性能的电机转子冲片，包括：

铁芯，其为多个冲片彼此叠加扣合而成的磁性结构；

左端板，其位于铁芯的一侧；

右端板，其位于铁芯的另一侧；

转子轴，其自由端依次穿过左端板、铁芯和右端板；

轴套，其套设在转子轴的自由端，且与右端板的外侧抵接，以提供轴向固定力，将铁芯压紧；

第一磁钢，其安装在冲片的第一磁钢槽内；

第二磁钢，其安装在冲片的第二磁钢槽内；

限位槽，其设置在转子轴上，能够与冲片的限位凸台配合。

一种具有高抗振性能的电机转子总成的安装方法，使用上述的具有高抗振性能的电机转子总成，包括：

将第一磁钢安装在第一磁钢槽内，第二磁钢安装到第二磁钢槽内；

将多个冲片相对设置，相邻冲片的卡扣与卡孔扣合连接，叠加成铁芯；

将左端板置于铁芯的一侧，右端板置于铁芯的另一侧；

将转子轴的限位槽与冲片的限位凸台配合，转子轴自由端依次穿过左端板、铁芯和右端板；

将轴套套设在转子轴自由端上，且与右端板抵接，以将铁芯压紧。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种具有高抗振性能的电机转子冲片，在冲片主体上设置了整体呈“波浪”状的第二磁钢槽，通过第一磁钢槽修正、补充第二磁钢槽的电磁场，使磁场强度显著提升；第二磁钢槽、第一磁钢槽与减重孔围合成“梯形”框架式结构提升强度，避免了减重后可能产生的高速变形；相邻冲片主体能够通过限位卡柱扣合，不易形变，稳定性强。

2、本发明提出的限位卡柱结构，通过卡扣与卡孔配合扣接，为冲片提供定位，通过增加翻折凸起，与卡孔配合，使得冲片叠加后整体性更好，抗振性能进一步提升，冲片组装时更加方便、高效，组装好后通过圆柱嵌套相互限位保证在高频振动时冲片一体振动、相对静止。

3、本发明设计的第二磁钢槽和第一磁钢槽的两侧均设置有减震缺口，磁钢的软性固定和冲片的刚性限位相结合提升了抗振动性能。

4、本发明提出的一种具有高抗振性能的电机转子总成，转子轴贯穿铁芯、左端板和右端板，套设在转子轴上的轴套与右端板抵接，能够提供轴向力将铁芯压紧，同时，通过转子轴上的限位槽与冲片的限位凸台配合，代替平键传递扭矩，不仅提升了高频振动时可能的异响也减少了零部件、降低了成本，且装配简易、高效。

附图说明

图1为本发明提供的一种具有高抗振性能的电机转子冲片的结构示意图。

图2为本发明的一个实施例中第一磁钢槽和第二磁钢槽的结构示意图。

图3为本发明的一个实施例中限位卡柱的结构示意图。

图4为本发明提供的一种具有高抗振性能的电机转子总成的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所述的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-3所述，一种具有高抗振性能的电机转子冲片包括冲片主体110、第一磁钢槽120、第二磁钢槽130、减重孔140和限位卡柱150。

冲片主体110为圆环形，第一磁钢槽120周向间隔设置在冲片主体110外环周缘，用于固定第一磁钢600，第二磁钢槽130周向间隔设置在冲片主体110上，位于第一磁钢槽120内周，用于固定第二磁钢700，相邻第二磁钢槽130呈轴对称设置，多个第二磁钢槽130整体呈“波浪”状，减重孔140周向间隔设置在冲片主体110上，且位于相邻第二磁钢槽130之间，能够和第一磁钢槽120、第二磁钢槽130围合成“梯形”框架结构，限位卡柱150周向间隔设置在冲片主体110上，位于“梯形”框架结构下方，能够将相邻的冲片主体110扣接。

本发明第二磁钢槽130整体呈“波浪”状，通过第一磁钢槽120修正、补充第二磁钢槽的电磁场，使磁场强度显著提升，从而提升了电机的工作效率；磁钢槽与减重孔140的“梯形”框架式结构提升强度，避免了减重后可能产生的高速变形；通过限位卡柱150给成百的冲片提供定位使冲片组装时更加方便、高效，组装好后通过限位卡柱150相互限位保证在高频振动时冲片一体振动、相对静止。

一个优选的实施例是，还包括至少两个限位凸台160，其设置在冲片主体110内环边缘。

一个优选的实施例是，限位凸台160为2个，整体呈长方形凸出在转子冲片内圆，2个限位凸台对称布置在冲片主体110内环边缘，转子冲片叠加后限位凸台160整体形呈长方体结构，能够与转子轴配合代替平键传递扭矩，即达到传递扭矩作用又避免了平键高频振动可能产生的异响。

具体的，第一磁钢槽120包括第一磁槽121、第二磁槽122和第三磁槽123。

其中，第一磁槽121与第二磁槽122轴对称设置，第三磁槽123位于第一磁槽121和第二磁槽122之间，第一磁槽121、第二磁/122和第三磁槽123连结呈“微弧”形，且彼此之间具有间隙，此外，第一磁槽121、第二磁槽122和第三磁槽123的两端均具有第一减震缺口120a。

具体的，第二磁钢槽130为条形槽，其两端均具有第二减震缺口130a。

第一磁钢和第二磁钢分别放置在第一磁钢槽120和第二磁钢槽130中，第一减震缺口120a和第二减震缺口130a的设置既起到减重作用，也为磁钢在磁钢槽中提供减震、卸载荷的功能，达到柔性设计目的，磁钢采取软性固定和冲片的刚性限位相结合提升了抗振动性能。

具体的，限位卡柱150包括卡柱主体151、卡扣152和卡孔153，卡柱主体151为圆锥筒状结构，卡扣152周向间隔设置在卡扣主体151的锥顶边缘，且具有向卡扣主体外侧延伸的翻折凸起，卡孔153设置在卡柱主体151上，位于卡扣152内侧，与卡扣152相对设置且具有间隙，能够与相邻冲片上的翻折凸起配合链接。

一个优选的实施例是，卡柱主体151的坡度为30-40度。坡度值根据限位卡柱150厚度进行微调，保证冲片在叠加后相互贴合且无干涉或内应力，圆锥筒状结构保证冲片叠加后充分定位，当电机转子在高频振动时冲片行程整体运动，相对静止，充分保证磁钢的稳定，从而提高耐振动性能。

一个优选的实施例是，卡柱主体151的厚度小于冲片主体110厚度的一半，翻折凸起的厚度小于卡柱主体151的厚度。当冲片叠加后卡扣与卡孔扣接，保证所有冲片叠加即环环相扣结构，进一步提升了整体性和抗震性能。

一个优选的实施例是，“梯形”框架结构为6-8组，均匀分布在冲片主体上，限位卡柱为6-8个，均匀分布在冲片主体上。

一个优选的实施例是，“梯形”框架结构为8组，均匀分布在冲片主体上，限位卡柱为8个，均匀分布在冲片主体上。

如图1-4所示，一种具有高抗振性能的电机转子总成包括铁芯100、左端板200、右端板300、转子轴400、轴套500、第一磁钢和第二磁钢。

铁芯100为多个冲片彼此叠加扣合而成的磁性结构，第一磁钢600安装在冲片的第一磁钢槽120内，第二磁钢700安装在冲片的第二磁钢槽130内，左端板200位于铁芯100的一侧，右端板300位于铁芯100的另一侧，转子轴400的自由端依次穿过左端板200、铁芯100和右端板300，轴套500套设在转子轴400的自由端，且与右端板300的外侧抵接，以提供轴向固定力，将铁芯100压紧，同时，转子轴400上还设置有限位槽410，限位槽410能够与冲片的限位凸台160配合。

本发明通过套设在转子轴400上的轴套500与右端板300抵接，能够提供轴向力将铁芯100压紧，同时，通过转子轴400上的限位槽410与冲片的限位凸台160配合，代替平键传递扭矩，不仅提升了高频振动时可能的异响也减少了零部件、降低了成本，且装配简易、高效。

一种具有高抗振性能的电机转子总成的安装方法包括：

将第一磁钢600安装在第一磁钢槽120内，第二磁钢700安装到第二磁钢槽130内；

将多个冲片相对设置，相邻冲片的卡扣152与卡孔153扣合连接，叠加成铁芯100；

将左端板200置于铁芯100的一侧，右端板300置于铁芯100的另一侧；

将转子轴400的限位槽410与冲片的限位凸台160配合，转子轴400自由端依次穿过左端板200、铁芯100和右端板300；

将轴套500套设在转子轴400的自由端上，且与右端板300抵接，以将铁芯压紧。

本发明提供的具有高抗振性能的电机转子总成安装方法，装配简易、工序简单，易于实现，安装效率高，得到的电机转子总成抗震性能强，可靠性高，对于整个产线或是整个工厂而言，大大降低时间、金钱、人力物力成本。

以上内容仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不脱离本发明的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (9)

1.一种具有高抗振性能的电机转子冲片，其特征在于，包括：

冲片主体，其为圆环形；

第一磁钢槽，其周向间隔设置在所述冲片主体外环周缘，用于固定第一磁钢；

第二磁钢槽，其周向间隔设置在所述冲片主体上，位于所述第一磁钢槽内周，用于固定第二磁钢，相邻所述第二磁钢槽呈轴对称设置，多个所述第二磁钢槽整体呈“波浪”状；

减重孔，其周向间隔设置在所述冲片主体上，且位于所述相邻所述第二磁钢槽之间，能够和所述第一磁钢槽、所述第二磁钢槽围合成“梯形”框架结构；

限位卡柱，其周向间隔设置在所述冲片主体上，位于所述“梯形”框架结构下方，能够将相邻的所述冲片主体扣接；

所述限位卡柱包括：

卡柱主体，其为圆锥筒状结构；

卡扣，其周向间隔设置在所述卡柱主体的锥顶边缘，且具有向所述卡柱主体外侧延伸的翻折凸起；

卡孔，其设置在所述卡柱主体上，位于所述卡扣内侧，与所述卡扣相对设置且具有间隙，能够与相邻冲片上的所述翻折凸起扣接。

2.如权利要求1所述的具有高抗振性能的电机转子冲片，其特征在于，还包括至少两个限位凸台，其设置在所述冲片主体内环边缘。

3.如权利要求2所述的具有高抗振性能的电机转子冲片，其特征在于，所述第一磁钢槽包括：

第一磁槽；

第二磁槽，其与所述第一磁槽轴对称设置；

第三磁槽，其位于所述第一磁槽和所述第二磁槽之间；

所述第一磁槽，所述第二磁槽和所述第三磁槽连结呈“微弧”形，且彼此之间具有间隙；

所述第一磁槽、所述第二磁槽和所述第三磁槽的两端均具有第一减震缺口。

4.如权利要求3所述的具有高抗振性能的电机转子冲片，其特征在于，所述第二磁钢槽为条形槽，其两端均具有第二减震缺口。

5.如权利要求1所述的具有高抗振性能的电机转子冲片，其特征在于，所述卡柱主体的坡度为30-40度。

6.如权利要求5所述的具有高抗振性能的电机转子冲片，其特征在于，所述卡柱主体的厚度小于所述冲片主体厚度的一半；所述翻折凸起的厚度小于所述卡柱主体的厚度。

7.如权利要求6所述的具有高抗振性能的电机转子冲片，其特征在于，所述“梯形”框架结构为6-8组，均匀分布在所述冲片主体上，所述限位卡柱为6-8个，均匀分布在所述冲片主体上。

8.一种具有高抗振性能的电机转子总成，使用如权利要求1-7之一所述的具有高抗振性能的电机转子冲片，其特征在于，包括：

铁芯，其为多个冲片彼此叠加扣合而成的磁性结构；

左端板，其位于所述铁芯的一侧；

右端板，其位于所述铁芯的另一侧；

转子轴，其自由端依次穿过所述左端板、所述铁芯和所述右端板；

轴套，其套设在所述转子轴的自由端，且与所述右端板的外侧抵接，以提供轴向固定力，将所述铁芯压紧；

第一磁钢，其安装在所述冲片的第一磁钢槽内；

第二磁钢，其安装在所述冲片的第二磁钢槽内；

限位槽，其设置在所述转子轴上，能够与所述冲片的限位凸台配合。

9.一种具有高抗振性能的电机转子总成的安装方法，使用如权利要求8所述的具有高抗振性能的电机转子总成，其特征在于，包括：

将第一磁钢安装在第一磁钢槽内，第二磁钢安装到第二磁钢槽内；

将多个冲片相对设置，相邻所述冲片的卡扣与卡孔扣合连接，叠加成铁芯；

将左端板置于所述铁芯的一侧，右端板置于所述铁芯的另一侧；

将转子轴的限位槽与所述冲片的限位凸台配合，转子轴自由端依次穿过所述左端板、所述铁芯和所述右端板；

将轴套套设在所述转子轴自由端上，且与所述右端板抵接，以将所述铁芯压紧。

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