CN115833494A - 转轴及其制造方法和电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种转轴及其制造方法和电机，转轴包括轴本体和密封堵头，轴本体具有和轴本体同轴的通孔；密封堵头封堵在通孔在非花键端的开口处并和轴本体注塑为一体结构。通过这样设置，将密封堵头注塑成型，既起到堵塞通孔，提高气密性的作用，还可以达到减重的目的。通过这样设置，密封堵头可以用于连接其他部件，例如，轴本体的外径在选择具有旋变转子的旋转变压器时，可以根据需要利用密封堵头选择径向尺寸较小的旋转变压器，有利于降低成本。而且，这种结构的转轴，在轴本体热处理时，热处理炉中的流体在轴本体内部流动性良好，有利于提高轴本体的精度。

Description

转轴及其制造方法和电机

技术领域

本申请涉及电机技术领域，具体涉及一种转轴及其制造方法和电机。

背景技术

目前，车用永磁同步驱动电机花键轴有空心、盲孔两种结构。

为了保证整机气密，空心轴也需要在后期使用堵头堵住。盲孔花键轴在渗碳淬火热处理过程中由于气体或者液体的流动性差，花键部位容易出现高温变形，导致轴向锥度、M值超差、塞规不过等现象。空心轴可解决此问题，但是由于空心轴外径较大，在选择旋转变压器时，需要选择径向尺寸较大的型号。

为了解决上述问题，需要研究一种新的花键轴，既能降低热处理时花键轴的变形程度，又能够不影响与其配合的旋转变压器的型号选择，还有利于提高使用该转轴的电机的整机气密性稳定性。

发明内容

本申请的目的是为了解决如何保证永磁同步驱动电机整机气密的问题。有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种转轴，该转轴能提高气密性且不影响与其配合的旋转变压器的型号选择，还能降低热处理时转轴的变形程度。

为了解决上述问题，第一方面，本申请提供一种转轴。转轴包括轴本体和密封堵头，轴本体具有和轴本体同轴的通孔，轴本体的一端为非花键端；密封堵头封堵在通孔在非花键端的开口处并和轴本体注塑为一体结构。

又一种可能的实施例中，轴本体和密封堵头之间设置有防止轴本体和密封堵头轴向松脱的轴向防松脱结构。

又一种可能的实施例中，轴向防松脱结构包括彼此嵌合的环形凸起和环形凹槽，环形凸起和环形凹槽其一者设置在轴本体上，其另一者设置在密封堵头上

又一种可能的实施例中，轴本体和密封堵头之间设置有防止轴本体和密封堵头周向松脱的周向防松脱结构。

又一种可能的实施例中，周向防松脱结构包括彼此嵌合的条形凸起和条形凹槽，条形凸起和条形凹槽其一者设置在轴本体上，其另一者设置在密封堵头上。

又一种可能的实施例中，包括旋变转子，密封堵头远离轴本体的一端设置有安装环槽，旋变转子套设在安装环槽中，旋变转子和密封堵头注塑为一体结构。

又一种可能的实施例中，轴本体在轴向与非花键端相对的另一端为具有花键的花键端。

本申请第二方面提供一种转轴制造方法，包括如下工序：

工序1，对轴本体进行热处理；其中，轴本体具有和轴本体同轴的通孔，轴本体的一端加工为用于连接密封堵头的非花键端；通孔的一端开口于非花键端端面；

工序2，向轴本体的非花键端注塑密封堵头，使得密封堵头和轴本体形成为一体结构的转轴。

又一种可能的实施例中，在工序2中，利用注塑工装，将轴本体和旋变转子同轴布置在设定位置后向轴本体和旋变转子间注入注塑材料形成密封堵头，通过密封堵头将轴本体、密封堵头及旋变转子连接成为一体结构的转轴。

本申请第三方面提供一种电机，电机内设有上述转轴。

通过以上设置，本申请通过这样设置，轴本体可以选用空心轴的轴本体，以达到减重的目的。这种结构在热处理时，热处理炉中的流体在轴本体内部流动良好，因此有利于提高轴本体的精度。通过这样设置，轴本体可以通过密封堵头连接例如旋变转子，因而轴本体的外径在选择具有旋变转子的旋转变压器时，可以根据需要选择径向尺寸小的旋转变压器，有利于降低成本。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种转轴的结构示意图。

图2为图1提供的转轴的外观示意图。

图3为图2中轴本体的一种结构示意图。

图4为图3的局部剖视图。

图5为图1中密封堵头的剖视图。

图6为轴本体又一种的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

为了更方便的了解本申请，下面根据具体实施例并结合附图描述本申请。

第一方面，参见图1-图6所示，本申请提供一种转轴，转轴包括轴本体1和密封堵头2，轴本体1包括与轴本体1同轴的通孔13，轴本体1的一端为花键端，另一端为非花键端，通孔13开口于非花键端的端面，密封堵头2封堵在通孔13在非花键端的开口处并和轴本体1注塑为一体结构。通过这样设置，轴本体采用空心轴可以达到减重的目的。这种结构在热处理时，热处理炉中的流体在轴本体内部流动良好，有利于提高轴本体的精度。通过这样设置，密封堵头除了可以密封轴本体提高使用该轴本体的设备的气密性外还可以连接外部部件，例如连接旋变转子。这种结构在选择具有旋变转子的旋转变压器时，可以根据需要选择径向尺寸小的旋转变压器，可降低成本。

为了增加轴本体1和密封堵头2的连接可靠性及连接便捷性，通常轴本体1和密封堵头2的连接端设置为彼此套接。

为了防止轴本体1和密封堵头2在受到拉伸力的作用下松脱，又一种实施例中，轴本体1和密封堵头2之间设置有防止轴本体1和密封堵头2轴向松脱的轴向防松脱结构。以防止在转轴在高速转动时密封堵头2和轴本体1松脱。

具体的，轴向防松脱结构包括彼此嵌合的环形凸起和环形凹槽，环形凸起和环形凹槽其一者设置在轴本体1上，其另一者设置在密封堵头2上。其中，环形凸起在周向可以是连续的凸起，也可以是间隔分布的小凸起围成的环形；同样，环形凹槽在周向可以是连续的凹槽，也可以是由多个间隔分布的小凹槽围成的环形。环形凸起和环形凹槽在轴向可以具有一个或者多个。为了进一步的理解本申请，参考图1、图3-图5所示，轴向防松脱结构的一种实施例中，密封堵头2的一端容纳在轴本体1的通孔13中，轴本体1上设置有从通孔13的内表面向轴本体1径向凹进的周向沟槽11，密封堵头2上形成有与周向沟槽11匹配的第一凸起21，在轴本体1和密封堵头2安装在一起的安装状态，第一凸起21至少部分容纳在周向沟槽11中以起到轴向限位防止轴本体1和密封堵头2受拉松脱的作用。参考图6所示，轴向防松脱结构的又一种实施例中，周向沟槽11设置为从轴本体1的外周向轴本体1的中心线方向径向凹进形成的环形沟槽。密封堵头2与轴本体1连接的一端具有可以容纳在轴本体1的帽结构(图中未出示)，即帽结构套设在轴本体1上，密封堵头2的另一端为实心结构以保证通孔13的密封性；帽结构上具体与环形沟槽匹配的环形凸起，该环形凸起从帽结构的内壁向向内凸起(图中未出示)。

为了防止轴本体1和密封堵头2在受到周向力的作用下二者之间打滑空转，又一种实施例中，轴本体1和密封堵头2之间设置有防止轴本体1和密封堵头2周向松脱的周向防松脱结构。通过设置周向防松脱结构以降低转轴在转动中轴本体1和密封堵头2的相对运动，提高轴本体1和密封堵头2的连接可靠性。

具体的，周向防松脱结构包括彼此嵌合的条形凸起和条形凹槽，条形凸起和条形凹槽其一者设置在轴本体1上，其另一者设置在密封堵头2上。为了进一步的理解本申请，参考图1、图3-图5所示，周向防松脱结构的一种实施例中，密封堵头2的一端容纳在轴本体1的通孔13中，轴本体1上设置有从通孔13的内表面向轴本体1径向凹进的径向沟槽12，径向沟槽12的长度沿轴本体1的轴向延伸，密封堵头2上形成有与径向沟槽12匹配的第二凸起22，在轴本体1和密封堵头2安装在一起的安装状态，第二凸起22至少部分容纳在径向沟槽12中以起到周向限位防止轴本体1和密封堵头2松脱的作用。其中，径向沟槽12在通孔13的内壁上圆周设置一个或多个径向沟槽12。参考图6所示，周向防松脱结构的又一种实施例中，径向沟槽12设置为从轴本体1的外周向轴本体1的中心线方向径向凹进形成的条形沟槽。密封堵头2与轴本体1连接的一端至少具有可以套设在轴本体1上的帽结构(图中未出示)，帽结构上具体与所述条形沟槽匹配的条形凸起，该条形凸起从帽结构的内壁向帽结构的中心线方向凸起。

在以上实施例中，径向沟槽12在轴向可以贯穿或部分贯穿周向沟槽11，径向沟槽12也可以和周向沟槽11在轴向间隔一定距离。

又一种实施例中，转轴包括旋变转子3，密封堵头2远离轴本体1的一端设置有安装环槽23，旋变转子3套设在安装环槽23中，旋变转子3和密封堵头2注塑为一体结构。这种结构，可以取消掉旋变转子3位置的键槽加工，节省转轴加工成本；在安装环槽23的外侧形成有止挡24，通过这种结构形式，止挡24可以起到在轴本体1的轴向限定旋变转子3轴向远离轴本体1的方向移动位置，通过这样设置可以取消安装固定卡簧工序，节省工序，降低成本。

又一种实施例中，轴本体1的背离非花键端的一端为具有花键的花键端。通过这样设置的转轴，在热处理时，由于通孔13的存在，热处理中的气体和液体均能够在通孔13中良好流动，可以降低花键端的变形，提高轴本体1的加工精度。

本申请第二方面提供一种转轴制造方法，包括如下工序：

工序1，对轴本体1进行热处理；其中，轴本体1和轴本体1同轴的通孔13，轴本体1的一端加工为非花键端，其中通孔13的一端开口于非花键端的端面；

工序2，向轴本体1的非花键端注塑密封堵头2，使得密封堵头2和轴本体1形成为一体结构的转轴。采用这种方法制造的转轴，密封堵头2可以将通孔13堵塞，可以保证适用该转轴的电机整机气密性可靠，通过设置密封堵头2，利用密封堵头2可以实现转轴与其他部件的连接功能，可以连接尺寸较小的部件，例如，当利用密封堵头2连接旋变转子3时，旋变转子3的型号规格不受限制。

又一种实施例中，在工序1中，在轴本体1的与非花键端相对的另一端加工花键，使得轴本体1为花键轴，可以先加工通孔13，然后加工花键端的花键，然后再在非花键端加工周向防松脱结构和/或轴向防松脱结构。

又一种实施例中，在工序1中，对轴本体1进行渗碳淬火热处理以使渗过碳的轴本体1表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度

又一种实施例中，在工序2中，利用注塑工装，将轴本体1和旋变转子3同轴布置在设定位置后向轴本体1和旋变转子3间注入注塑材料形成密封堵头2，通过密封堵头2将轴本体1、密封堵头2及旋变转子3连接成为一体结构的转轴。将旋变转子3与密封堵头2一体注塑在轴本体1上，可节省轴本体1的加工和旋变转子3的装配成本的同时保证了气密性还节省转轴加工和旋变转子的装配成本。

本申请第三方面提供一种电机，电机内设有上述转轴。电机具有上述转轴所具有的技术优势，在此不再赘述。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系，但也可能表示的是一种“和/或”的关系，具体可参考前后文进行理解。

本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转轴，其特征在于，包括：

轴本体(1)，具有和所述轴本体(1)同轴的通孔(13)；

密封堵头(2)，所述轴本体(1)的一端为非花键端，所述密封堵头(2)封堵在所述通孔(13)在所述非花键端的开口处并和所述轴本体(1)注塑为一体结构。

2.根据权利要求1所述的转轴，其特征在于，所述轴本体(1)和所述密封堵头(2)之间设置有防止所述轴本体(1)和所述密封堵头(2)轴向松脱的轴向防松脱结构。

3.根据权利要求2所述的转轴，其特征在于，所述轴向防松脱结构包括彼此嵌合的环形凸起和环形凹槽，所述环形凸起和所述环形凹槽其一者设置在所述轴本体(1)上，其另一者设置在所述密封堵头(2)上。

4.根据权利要求1所述的转轴，其特征在于，所述轴本体(1)和所述密封堵头(2)之间设置有防止所述轴本体(1)和所述密封堵头(2)周向松脱的周向防松脱结构。

5.根据权利要求4所述的转轴，其特征在于，所述周向防松脱结构包括彼此嵌合的条形凸起和条形凹槽，所述条形凸起和所述条形凹槽其一者设置在所述轴本体(1)上，其另一者设置在所述密封堵头(2)上。

6.根据权利要求1所述的转轴，其特征在于，所述转轴包括旋变转子(3)，所述密封堵头(2)远离所述轴本体(1)的一端设置有安装环槽(23)，所述旋变转子(3)套设在所述安装环槽(23)中，旋变转子(3)和密封堵头(2)注塑为一体结构。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的转轴，其特征在于，轴本体(1)在轴向与所述非花键端相对的另一端为具有花键的花键端。

8.一种转轴制造方法，其特征在于，包括如下工序：

工序1，对轴本体(1)进行热处理；其中，轴本体(1)具有和所述轴本体(1)同轴的通孔(13)；所述轴本体(1)的一端为用于连接密封堵头(2)的非花键端，所述通孔(13)的一端开口于所述非花键端端面；

工序2，向所述轴本体(1)的所述非花键端注塑密封堵头(2)，使得所述密封堵头(2)和所述轴本体(1)形成为一体结构的所述转轴。

9.根据权利要求8所述的转轴制造方法，其特征在于，在所述工序2中，利用注塑工装，将所述轴本体(1)和所述旋变转子(3)同轴布置在设定位置后向所述轴本体(1)和所述旋变转子(3)间注入注塑材料形成所述密封堵头(2)，通过所述密封堵头(2)使得所述轴本体(1)、所述密封堵头(2)及所述旋变转子(3)三者连接成为一体结构的所述转轴。

10.一种电机，其特征在于，所述电机内设有权利要求1至9中任意一项所述的转轴。

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