CN116123257A - 摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统，包括电机、齿轮箱总成和输出轴，齿轮箱总成包括箱体和安装于箱体内的传动机构，电机的电机轴与传动机构连接以驱动传动机构，传动机构与输出轴连接以驱动输出轴，电机轴的轴线与输出轴的轴线平行；传动机构包括摆线针轮减速组件、小齿轮和大齿轮，摆线针轮减速组件包括错位的双偏心套、分别转动安装于双偏心套上的两个摆线齿轮以及与两个摆线齿轮连接的摆线输出轴，箱体内设有与摆线齿轮差齿啮合的摆线内齿，双偏心套套装于电机轴上，摆线输出轴与小齿轮连接以驱动小齿轮，小齿轮与大齿轮为斜齿轮且相啮合，大齿轮与的输出轴连接以驱动输出轴。重量轻，体积小，高减速比，结构更稳定。

Description

摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统

技术领域

本发明涉及机电技术领域，尤其涉及一种摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统。

背景技术

在消费者对汽车大空间和大视野需求下，广受期待的车顶天幕系统应动而生。车顶天幕系统中，需要一种尺寸小、轻量化的电机，但同时，又能够保证足够的输出距离。目前市面上的电机不符合要求。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统，可应用在汽车领域，重量轻，体积小，高减速比，结构更稳定。

为解决上述问题，本发明提供的方案是：

一种摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统，其包括电机、齿轮箱总成和输出轴，所述齿轮箱总成包括箱体和安装于所述箱体内的传动机构，所述电机的电机轴与所述传动机构连接以驱动所述传动机构，所述传动机构与所述输出轴连接以驱动所述输出轴，所述电机轴的轴线与所述输出轴的轴线平行；所述传动机构包括摆线针轮减速组件、小齿轮和大齿轮，所述摆线针轮减速组件包括错位的双偏心套、分别转动安装于双偏心套上的两个摆线齿轮以及与两个所述摆线齿轮连接的摆线输出轴，所述箱体内设有与所述摆线齿轮差齿啮合的摆线内齿，双偏心套套装于所述电机轴上，所述摆线输出轴与所述小齿轮连接以驱动所述小齿轮，所述小齿轮与所述大齿轮为斜齿轮且相啮合，所述大齿轮与所述的输出轴连接以驱动所述输出轴。

作为本发明的优选实施例，双偏心套为中心孔错位180°固定连接的两个轴套。

作为本发明的优选实施例，双偏心套与两个所述摆线齿轮之间分别装设有转臂轴承。

作为本发明的优选实施例，所述摆线输出轴的一端垂直连接于衬板，所述衬板在远离所述摆线输出轴的一侧圆周分布有销轴，所示销轴与所述摆线齿轮连接。

作为本发明的优选实施例，所述销轴上套设有销套，所述摆线齿轮圆周分布有供所述销轴和所述销套穿设的销轴孔。

作为本发明的优选实施例，所述电机包括定子和转子，所述转子转动安装于所述定子内，所述转子与所述电机轴连接以驱动所述电机轴。

作为本发明的优选实施例，所述定子一端与所述箱体固定，另一端通过刷架连接于端盖插头，所述定子在靠近所述箱体的一端装设有端盖，所述电机轴穿出所述端盖的中心开孔且穿设部分设置有第一轴承。

作为本发明的优选实施例，所述箱体内部形成有设置所述小齿轮和所述大齿轮的第一空间以及设置所述摆线内齿的第二空间，所述第二空间对应于小齿轮的位置且通过隔板隔开，所述隔板上开设有供所述摆线输出轴穿过的中心开孔且穿设部分设置有第二轴承。

作为本发明的优选实施例，所述摆线内齿的齿数比所述摆线齿轮的齿数多一齿。

作为本发明的优选实施例，所述电机为有刷电机。

由于采用上述技术方案，使得本发明具有以下有益效果：通过摆线针轮减速组件实现对电机转子轴的第一级减速，通过大、小斜齿轮实现第二级减速，摆线齿轮与斜齿轮组合成二级高减速比；摆线针轮减速组件取代效率低的蜗杆齿轮，传动更平稳；输出轴与电机转子轴平行，实现远距离输出大转矩。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统的结构示意图。

图2是图1中的齿轮箱局部剖切示意图。

图3是图2的爆炸图。

图4是图2的剖面图。

图5是图4的局部放大示意图。

图6是电机轴中心与输出轴中心的中心距示意图。

图中标记对应关系如下：

1-齿轮盖；2-小齿轮；3-齿轮箱箱体；4-第二轴承；5-摆线输出轴；6-销套；7-摆线齿轮；8-端盖；9-电机定子；10-刷架；11-端盖插头；12-大齿轮；13-转臂轴承；14-偏心套；15-第一轴承；16-电机转子；17-电机轴；18-输出轴；19-摆线内齿；20-电机轴中心；21-输出轴中心；D-中心距；22-卡扣。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1～5所示，是本发明实施例提供的一种摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统，可应用于汽车天窗调节机构中，本发明电机系统主要包括电机、齿轮箱总成和输出轴18，电机和齿轮箱总成连接呈大致L形，结构紧凑，占用空间小，输出轴3通过齿轮箱总成与电机连接，从而通过电机来驱动连接在输出轴上的遮阳帘(未示出)。已知，汽车上装配有天窗调节机构，其通过驱动天窗遮阳帘的卷绕运动来实现遮阳帘的开启与闭合。现有市场上的汽车天窗遮阳帘的驱动机构，电机轴线与齿轮箱输出轴线在空间上相交(例如垂直)，使整个结构较为复杂，组装困难，且占用空间体积较大，在空间受限的结构中当电机轴水平布置时，不能实现输出轴在水平方向转动。

本发明的齿轮箱总成包括箱体3和传动机构，电机的定子9(或外壳)安装在箱体3的外部而电机转子16的转子轴，即电机轴17伸入箱体3中与其内的传动机构连接，传动机构为摆线针轮和斜齿轮组合成的二级高减速比机构，传动并连接输出轴18，从而实现较大的传动比并具有更好的NVH(噪声、振动、声振粗糙度)表现，同时保证输出轴18的轴线与电机轴17的轴线平行，如图6所示，此时，电机轴17的轴线与输出轴18的轴线之间的间距即为电机的输出距离，，保证了足够的输出距离，通用性强。

具体的，箱体3为半封闭式，开放一侧设有齿轮盖1，两者可通过螺栓固定连接在一起。应该理解，箱体3和齿轮盖1也可以通过其他方式进行连接固定。如图1所示，箱体3的周缘具有若干卡扣，其插入齿轮盖1的相应孔内卡接，卡扣上部具有凸起，当箱体3与齿轮盖1扣合后，凸起卡在齿轮盖1上方，防止齿轮盖1脱出。

电机的定子9通过可螺栓固定安装在齿轮箱总成的箱体3上。定子9和齿轮箱总成的箱体3分别具有贯通孔，用螺栓插入该贯通孔中以将电机固定到齿轮箱总成上。

参阅图2～5所示，传动机构包括摆线针轮减速组件、小齿轮2和大齿轮12，摆线针轮减速组件包括错位180°的双偏心套14、分别转动安装于双偏心套14上的两个摆线齿轮7以及与两个摆线齿轮7连接的摆线输出轴5，箱体3内设有与摆线齿轮7差一齿啮合的环形排列的摆线内齿19(摆线内齿19比摆线齿轮7多一齿)，双偏心套14套装并固定于电机轴17上，优选的，双偏心套14中心开设非圆形的几何孔(例如方孔)或花键孔，相应地，电机轴17的端部配合设置相同形状的凸起部，如此配合的双偏心套14可保证随电机轴17的转动做同步转动运动。双偏心套为中心孔错位180°固定连接的两个轴套，两个轴套交接的部位形成错台。摆线输出轴5与小齿轮2连接以驱动小齿轮2，小齿轮2与大齿轮12为外周面相互啮合的斜齿轮，大齿轮12与的输出轴18连接以驱动输出轴18。较佳的，大齿轮12中心开设非圆形的几何孔(例如方孔)或花键孔，相应地，输出轴18的端部配合设置相同形状的凸起部，如此配合的输出轴18可保证随大齿轮12的转动做同步转动运动。或者，输出轴18与大齿轮12一体成型。

进一步的，箱体3具有第一孔部，齿轮盖1具有第二孔部，两者位于同一轴线上以便于大齿轮12的两端分别插入以对大齿轮12进行支撑，从而对大齿轮12提供轴向定位。应该理解，第一孔部和第二孔部可以根据需要选择为通孔或盲孔。在本实施例中，第一孔部和第二孔部均为通孔，一体形成在大齿轮12的中心的输出轴18从第一孔部中伸出。在另一个实施例中，第一孔部和第二孔部均为通孔，输出轴18从第一孔部中伸出。在又一个实施例中，第一孔部为通孔，第二孔部为盲孔，输出轴18从第一孔部中伸出。在又一个实施例中，第一孔部为盲孔，第二孔部为通孔，输出斜齿轮的输出轴3c从第二孔部中伸出。通过大齿轮的上述若干设计方式可以适配多种场合，具有良好的便利性。

进一步的，摆线针轮减速组件中的双偏心套14与两个摆线齿轮7之间分别装设有转臂轴承13。错位180°双偏心套14使得安装在其上的两个摆线齿轮7之间也存在错位，如5所示。

配合图3和图4所示，摆线输出轴5的一端垂直连接于一衬板，该衬板在远离摆线输出轴5的一侧圆周分布有6个销轴，在两个摆线齿轮7的圆周对应销轴分布有6个销轴孔，较佳的，每个销轴上套设有销套6，销套6与销轴等长，套设有销套6的销轴一一对应地插入两个摆线齿轮7圆周分布的销轴孔中，使得摆线输出轴5与摆线齿轮7同步转动。摆线输出轴5的轴线与电机轴17的轴线共线。

齿轮箱箱体3内部形成有设置小齿轮2和大齿轮12的第一空间以及设置摆线内齿19的第二空间，第二空间对应于小齿轮2所在位置且通过一隔板隔开，隔板上开设有供摆线输出轴5穿过的中心开孔且穿设部分设置有第二轴承4。优选的，齿轮盖1内侧在对应摆线输出轴5的位置设置有轴套，轴套与摆线输出轴5之间可设置轴承，摆线输出轴5的端部在穿过小齿轮2中心开孔后可转动地设置在齿轮盖内侧的轴套中，防止摆线输出轴5因一端悬挑而传动不平稳的情况发生。

本实施例的电机为有刷电机。电机包括定子9和转子16，转子16转动安装于定子9内，转子16与电机轴5连接以驱动电机轴5。定子9的一端与齿轮箱箱体3固定，另一端通过刷架11连接于端盖插头11，端盖插头11在使用时可连接电源插座，使电机通电。定子在靠近箱体3的一端装设有端盖8，电机轴17穿出端盖8的中心开孔且穿设部分设置有第一轴承15。

本发明摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统主要通过摆线针轮减速组件实现对电机转子轴的第一级减速，通过大、小斜齿轮实现第二级减速，摆线齿轮与斜齿轮组合成二级高减速比；摆线针轮减速组件取代效率低的蜗杆齿轮，传动更平稳；输出轴与电机转子轴平行，实现远距离输出大转矩。

其中，摆线针轮减速组件采用摆线针轮减速机的现有技术，减速机全部传动装置可分为三部分：输入部分(电机轴)、减速部分、输出部分(摆线输出轴)。在输入轴(即电机轴)上装有一个错位180°的双偏心套，在偏心套上装有两个称为转臂的滚柱轴承(可称为“转臂轴承”)，形成H机构。两个摆线齿轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道，并由摆线齿轮与摆线内齿(针齿轮)上一组环形排列的针齿轮相啮合，以组成差为一齿的内啮合减速机构(为了减小摩擦，在速比小的减速机中，针齿上带有针齿套)。当输入轴带着偏心套转动一周时，由于摆线齿轮上齿廊曲线的特点及其受针齿轮上针齿限制之故，摆线齿轮的运动成为既有公转又有自转的平面运动，在输入轴正转一周时，偏心套亦转动一周，摆线齿轮于相反方向上转过一个齿差从而得到减速，将摆线齿轮的低速自转运动通过销轴，传递给摆线输出轴，从而获得较低的输出转速，传递较大的输出力矩，完成一级减速。

进一步的，摆线输出轴转动，带动与之连接的小齿轮2同轴转动，再通过斜齿啮合，带动大齿轮12转动，完成二级减速，实现了电机的减速增扭。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统，其特征在于：包括电机、齿轮箱总成和输出轴，所述齿轮箱总成包括箱体和安装于所述箱体内的传动机构，所述电机的电机轴与所述传动机构连接以驱动所述传动机构，所述传动机构与所述输出轴连接以驱动所述输出轴，所述电机轴的轴线与所述输出轴的轴线平行；所述传动机构包括摆线针轮减速组件、小齿轮和大齿轮，所述摆线针轮减速组件包括错位的双偏心套、分别转动安装于双偏心套上的两个摆线齿轮以及与两个所述摆线齿轮连接的摆线输出轴，所述箱体内设有与所述摆线齿轮差齿啮合的摆线内齿，双偏心套套装于所述电机轴上，所述摆线输出轴与所述小齿轮连接以驱动所述小齿轮，所述小齿轮与所述大齿轮为斜齿轮且相啮合，所述大齿轮与所述的输出轴连接以驱动所述输出轴。

2.根据权利要求1所述的摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统，其特征在于，双偏心套为中心孔错位180°固定连接的两个轴套。

3.根据权利要求2所述的摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统，其特征在于，双偏心套与两个所述摆线齿轮之间分别装设有转臂轴承。

4.根据权利要求1所述的摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统，其特征在于，所述摆线输出轴的一端垂直连接于衬板，所述衬板在远离所述摆线输出轴的一侧圆周分布有销轴，所示销轴与所述摆线齿轮连接。

5.根据权利要求4所述的摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统，其特征在于，所述销轴上套设有销套，所述摆线齿轮圆周分布有供所述销轴和所述销套穿设的销轴孔。

6.根据权利要求1所述的摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统，其特征在于，所述电机包括定子和转子，所述转子转动安装于所述定子内，所述转子与所述电机轴连接以驱动所述电机轴。

7.根据权利要求6所述的摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统，其特征在于，所述定子一端与所述箱体固定，另一端通过刷架连接于端盖插头，所述定子在靠近所述箱体的一端装设有端盖，所述电机轴穿出所述端盖的中心开孔且穿设部分设置有第一轴承。

8.根据权利要求6所述的摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统，其特征在于，所述箱体内部形成有设置所述小齿轮和所述大齿轮的第一空间以及设置所述摆线内齿的第二空间，所述第二空间对应于小齿轮的位置且通过隔板隔开，所述隔板上开设有供所述摆线输出轴穿过的中心开孔且穿设部分设置有第二轴承。

9.根据权利要求1所述的摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统，其特征在于，所述摆线内齿的齿数比所述摆线齿轮的齿数多一齿。

10.根据权利要求1所述的摆线齿轮与斜齿轮二级超高减速比电机系统，其特征在于，所述电机为有刷电机。

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