CN210156980U - 一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构，包括机壳、盖板及输出轴，机壳内设有磁环组件、下极爪、线圈组件，还包括齿轮座，齿轮座与线圈组件间设有中极板，中极板设有上极爪，上极爪与下极爪相配合；机壳内设有减速机构，输出轴设有输出齿轮，磁环组件上同轴设有磁环组件传动齿轮，磁环组件传动齿轮与输出齿轮通过减速机构进行传动；中极板开设有贯穿孔，齿轮座开设有连通孔，贯穿孔和连通孔均供磁环组件传动齿轮穿出。本实用新型具有以下优点和效果：采用上极爪设置于中极板上的方式，使其与齿轮座分离设置，输出转速范围和力矩更大，磁环组件容纳空间的受限度更小；嵌入槽可对机壳和中极板起到止转作用。

Description

一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构。

背景技术

同步电机是一种常用的交流电机。同步电机是电力系统的心脏，它是一种集旋转与静止、电磁变化与机械运动于一体，实现电能与机械能变换的元件，其动态性能十分复杂，而且其动态性能又对全电力系统的动态性能有极大影响。同步电机其主要结构包括壳体，壳体内设置有定子、磁环组件和设置于定子上的齿轮座，齿轮座的一端设置有若干极爪，齿轮座的另一端设置有若干齿轮安装轴。

现有专利号为CN202652024U的中国专利公开了可改变转子转动方向的微型同步电机结构，包括机壳，以及设置于机壳内的支架、定子线圈、磁质转子和与磁质转子连动的齿轮减速组件；其中支架向机壳方向伸设有上爪极，机壳向支架方向延伸设有下爪极，上爪极与下爪极位于定子线圈与磁质转子的环形空间内，且交错排列，定子线圈上下两端设置有短路板，短路板上设置有与上爪极以及下爪极相匹配的通孔，并通过通孔插接于支架以及机壳的上爪极以及下爪极上。

但上述同步电机存在以下缺点：由于支架与上极爪冲制成一体，支架上既要设置安装齿轮减速组件的芯轴，又要冲制多个上极爪，使上极爪的截面和磁质转子外径的扩大都受到了极大的限制，从而限制了电机的转速和转矩，在同等转速下电机无法输出很大的转矩。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构，采用齿轮座与上极爪分离设置，将上极爪设置于中极板上的方式，具有可容纳磁环组件的外径受限较小、电机转速和转矩较大的效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构，包括机壳、盖板及伸出盖板的输出轴，机壳内设置有磁环组件、位于磁环组件四周的若干下极爪、套设于下极爪外的线圈组件，还包括设置于机壳内的齿轮座，齿轮座与线圈组件之间设置有中极板，中极板设置有上极爪，上极爪与下极爪相配合；

机壳内设置有减速机构，输出轴设置有输出齿轮，磁环组件上同轴设置有磁环组件传动齿轮，磁环组件传动齿轮与输出齿轮通过减速机构进行传动；

中极板开设有贯穿孔，齿轮座开设有连通孔，贯穿孔和连通孔均供磁环组件传动齿轮穿出。

通过采用上述技术方案，在安装时，将磁环组件沿轴向安装于若干下极爪形成的圆周内，再将线圈组件安装于下极爪形成的圆周外部，把中极板安装于线圈组件上方，使上极爪与下极爪共同排列成圆周且排布于磁环组件外周，磁环组件传动齿轮穿过贯穿孔，然后再将齿轮座安装于中极板上，磁环组件传动齿轮穿过连通孔，并将减速机构安装于齿轮座上，最后将盖板盖于机壳上，输出轴穿出盖板。如此，将上极爪设置于中极板上，使其与齿轮座分开设置，因为齿轮座不受冲制上极爪大小的限制，使齿轮座上减速机构的位置排布设置有更大的空间自由度，从而可以使减速机构的位置排布更加精密、合理，进而可以设计使用范围更宽广的输出转速，此外，磁环组件的直径受限程度较小，且可设置截面更大的上极爪，输出更多的磁能量，电机的输出力矩相比同类电机至少可以提高10%，因此电机的输出力矩得到了很大的提高，也使电机的内部空间得到了更充分的利用。

本实用新型的进一步设置为：线圈组件包括线圈骨架和绕设于线圈骨架上的绕组，线圈骨架套设于下极爪外壁，线圈骨架的内壁开设有若干嵌入槽，下极爪和上极爪对应插接于嵌入槽内。

通过采用上述技术方案，将下极爪和上极爪插入至嵌入槽内，在一定程度上可防止机壳和中极板相对线圈骨架发生周向旋转，具有止转作用。

本实用新型的进一步设置为：下极爪设置为五个，上极爪设置为五个，下极爪与上极爪依次交错式插接排布。

本实用新型的进一步设置为：连通孔的直径小于磁环组件的直径。

通过采用上述技术方案，由于连通孔直径小于磁环组件的直径，所以齿轮座在一定程度上可对磁环组件起到轴向限位的作用。

本实用新型的进一步设置为：机壳底部开设有第一安装孔，线圈组件设置有第一安装柱，第一安装孔与第一安装柱定位配合。

通过采用上述技术方案，当把线圈组件安装于机壳内时，第一安装柱插入至第一安装孔内，可对线圈组件进行定位，在安装时快速、方便。

本实用新型的进一步设置为：中极板开设有第二安装孔，线圈组件设置有第二安装柱，第二安装柱与第二安装孔定位配合。

通过采用上述技术方案，当把中极板安装于线圈组件上时，第二安装柱插入至第二安装孔内，可对中极板进行定位，在安装时快速、方便。

本实用新型的进一步设置为：中极板上设置有第三安装柱，齿轮座开设有第三安装孔，第三安装柱与第三安装孔定位配合。

通过采用上述技术方案，当把齿轮座安装于中极板上时，第三安装柱插入至第三安装孔内，可对齿轮座进行定位，在安装时快速、方便。

本实用新型的进一步设置为：线圈组件包括线圈骨架和绕设于线圈骨架上的绕组，机壳开设有出线孔；线圈骨架上设置有限位槽和穿线孔，限位槽包括中间限位槽及设置于中间限位槽两侧的侧边限位槽，穿线孔与中间限位槽沿轴向相对设置。

通过采用上述技术方案，连接于绕组上的导线两端分别穿过侧边限位槽后共同穿入至中间限位槽中，然后再通过穿线孔从机壳的出线孔穿出，如此即可对绕组上的导线进行定位，在一定程度上可避免导线杂乱无章的现象。

本实用新型的进一步设置为：齿轮座上设置有若干齿轮轴，减速机构包括分别设置于齿轮轴上的第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮依次传动配合；第一齿轮与磁环组件传动齿轮传动配合，第四齿轮与输出齿轮传动配合。

通过采用上述技术方案，在传动过程中，磁环组件旋转带动磁环组件传动齿轮旋转，磁环组件传动齿轮通过第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮依次传动带动输出齿轮旋转。

本实用新型的进一步设置为：磁环组件同轴设置有旋转柱，旋转柱侧壁设置有限位块，第一齿轮上设置有定向片，定向片与限位块定向配合。

通过采用上述技术方案，磁环组件转动带动旋转柱上的限位块转动，当磁环组件按设定的方向旋转时，定向片始终远离限位块，当磁环组件按设定的反方向旋转时，第一齿轮在磁环组件的传动下反向转动，并带动定向片向限位块运动，直至限位块与定向片相抵，使磁环组件停止运动，如此即可实现定向配合。若电机不需定向时，则取走定向片即可。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.采用上极爪设置于中极板上的方式，使其与齿轮座分离设置，齿轮座不受冲制上极爪的空间限制，使齿轮座上减速机构的位置排布设置有更大的空间自由度，从而可设置使用范围更宽泛的输出转速，电机输出力矩更大，磁环组件容纳空间的受限度更小；

2.采用在线圈骨架内壁设置嵌入槽的方式，使上极爪和下极爪嵌入至嵌入槽内，可对机壳和中极板起到止转作用。

附图说明

图1是实施例的各部分处于分离状态的结构关系示意图。

图2是实施例的机壳、线圈骨架、磁环组件和中极板处于分离时的结构关系示意图，其中线圈骨架上未设绕组。

图3是实施例的的机壳的俯视图。

图4是实施例设置有定向片的结构关系示意图。

图5是实施例的定向片与第一驱动齿轮的位置关系示意图。

图中：1、机壳；11、中心轴；12、下极爪；13、出线孔；14、第一安装孔；2、盖板；3、输出轴；31、输出齿轮；4、磁环组件；41、磁环组件传动齿轮；42、旋转柱；421、限位块；5、线圈组件；51、线圈骨架；511、中间限位槽；512、侧边限位槽；513、穿线孔；514、嵌入槽；515、第一安装柱；516、第二安装柱；52、绕组；53、导线；6、齿轮座；61、连通孔；62、第三安装孔；63、齿轮轴；7、中极板；71、贯穿孔；72、上极爪；73、第二安装孔；74、第三安装柱；8、减速机构；81、第一齿轮；811、第一驱动齿轮；812、第一从动齿轮；813、连接柱；82、第二齿轮；821、第二驱动齿轮；822、第二从动齿轮；83、第三齿轮；831、第三驱动齿轮；832、第三从动齿轮；84、第四齿轮；841、第四驱动齿轮；842、第四从动齿轮；9、定向片；91、连接孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

实施例一：

一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构，如图1-图3所示，包括有机壳1、盖于机壳1上的盖板2，机壳1内设置有输出轴3，输出轴3穿过盖板2。机壳1中心沿轴向设置有中心轴11，中心轴11上连接有磁环组件4，机壳1的底部冲制有五个大小相同的下极爪12，下极爪12沿机壳1轴向向上延伸，且五个下极爪12等距分布于同一圆周上；机壳1内还设置有线圈组件5，线圈组件5包括线圈骨架51和绕设于线圈骨架51上的绕组52，绕组52上连接有两根导线53，线圈骨架51套设于五个下极爪12形成的圆周外；机壳1底部开设有出线孔13，线圈骨架51上设置有限位槽和穿线孔513，限位槽设置于线圈骨架51上端面的边缘，穿线孔513设置于线圈骨架51下端面的边缘，限位槽包括中间限位槽511及设置于中间限位槽511两侧的侧边限位槽512，穿线孔513与中间限位槽511相对设置，且穿线孔513与出线孔13对应设置，连接于绕组52上的导线53两端分别穿过侧边限位槽512后共同穿入至中间限位槽511中，然后再通过穿线孔513从机壳1的出线孔13穿出，如此即可对绕组52上的导线53进行定位，在一定程度上可避免导线53杂乱无章的现象。

如图1-图3所示，机壳1内还设置有齿轮座6，齿轮座6中心开设有连通孔61，连通孔61的直径小于磁环组件4的直径，齿轮座6与线圈骨架51之间设置有中极板7，中极板7的中心开设有贯穿孔71，贯穿孔71与连通孔61同轴设置，中极板7上设置有五个上极爪72，上极爪72沿贯穿孔71的孔边向下延伸设置，线圈骨架51的内壁竖直开设有十个嵌入槽514，下极爪12和上极爪72依次交错式对应插接于嵌入槽514内，将下极爪12和上极爪72插入置嵌入槽514内，在一定程度上可防止机壳1和中极板7相对线圈骨架51发生周向旋转，具有止转作用。机壳1底部开设有第一安装孔14，线圈骨架51下端面设置有第一安装柱515，第一安装孔14与第一安装柱515定位配合；中极板7开设有第二安装孔73，线圈骨架51上端面设置有第二安装柱516，第二安装柱516与第二安装孔73定位配合，中极板7上表面设置有第三安装柱74，齿轮座6开设有第三安装孔62，第三安装柱74与第三安装孔62定位配合。当把线圈骨架51安装于机壳1、中极板7安装于线圈骨架51、齿轮座6安装于中极板7上时，具有安装快速、方便的效果。

如图1所示，磁环组件4的上端同轴设置有磁环组件传动齿轮41，磁环组件传动齿轮41依次穿过贯穿孔71和连通孔61，输出轴3位于机壳1内的一端设置有输出齿轮31，齿轮座6的上表面设置有四个齿轮轴63，齿轮轴63上设置有减速机构8，减速机构8包括第一齿轮81、第二齿轮82、第三齿轮83和第四齿轮84，第一齿轮81包括同轴设置的第一驱动齿轮811和第一从动齿轮812，第一驱动齿轮811与磁环组件传动齿轮41传动配合，第二齿轮82包括同轴设置的第二驱动齿轮821和第二从动齿轮822，第二驱动齿轮821与第一从动齿轮812传动配合，第三齿轮83包括同轴设置的第三驱动齿轮831和第三从动齿轮832，第三驱动齿轮831与第二从动齿轮822传动配合，第四齿轮84包括同轴设置的第四驱动齿轮841和第四从动齿轮842，第四驱动齿轮841与第三从动齿轮832传动配合，第四从动齿轮842与输出齿轮31传动配合。

在安装时，将磁环组件4沿轴向安装于若干下极爪12形成的圆周内，再将线圈骨架51安装于下极爪12形成的圆周外部，把中极板7安装于线圈组件5上方，使上极爪72与下极爪12共同排列成圆周且排布于磁环组件4外壁，磁环组件传动齿轮41穿过贯穿孔71，然后再将齿轮座6安装于中极板7上，磁环组件传动齿轮41穿过连通孔61，并将减速机构8安装于齿轮座6上，最后将盖板2盖于机壳1上，输出轴3穿出盖板2。

本实用新型的基本工作原理为：将上极爪72设置于中极板7上，使其与齿轮座6分开设置，因为齿轮座6不受冲制上极爪72的限制，使齿轮座6上减速机构8的位置排布设置有更大的空间自由度，从而可以使减速机构8的位置排布更加精密、合理，进而可以设置使用范围更宽广的输出转速，此外，磁环组件4的直径受限程度较小，且可设置截面更大的上极爪72，输出更多的磁能量，电机的输出力矩相比同类电机至少可以提高10%，因此电机的输出力矩得到了很大的提高，也使电机的内部空间得到了更充分的利用。

在此需要说明的是，减速机构上所设置的齿轮个数不受限制，也可采用3个、5个等不同方式。

本实用新型具有可选用的转速范围广、输出力矩大、结构布局合理、整机转速稳定、噪音和震动小、电气性能优良、使用寿命长等特点，广泛适用于各种电动阀门执行机构、各类家电中的传动、摆动、门锁控制等机构、医疗器械、精密机械传动控制机构、机器人等，尤其适用于轻恒负载机械的运行和控制等机构中。

实施例二：一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构，如图4和图5所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：磁环组件4上同轴设置有旋转柱42，旋转柱42的侧壁对称设置有呈扇形的限位块421，第一齿轮81的第一驱动齿轮811上转动连接有定向片9，定向片9与限位块421定向配合，定向片9开设有连接孔91，第一驱动齿轮811上设置有同轴的连接柱813，定向片9通过连接孔91转动连接于连接柱813上。磁环组件4转动带动旋转柱42上的限位块421转动，当磁环组件4按设定的方向旋转时，定向片9始终远离限位块421，当磁环组件4按设定的反方向旋转时，第一驱动齿轮811在磁环组件4的传动下反向转动，并带动定向片9向限位块421运动，直至限位块421与定向片9相抵，使磁环组件4停止运动，如此即可实现定向配合。若电机不需定向时，则取走定向片即可。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构，包括机壳(1)、盖板(2)及伸出所述盖板(2)的输出轴(3)，所述机壳(1)内设置有磁环组件(4)、位于所述磁环组件(4)四周的若干下极爪(12)、套设于所述下极爪(12)外的线圈组件(5)，其特征在于：还包括设置于所述机壳(1)内的齿轮座(6)，所述齿轮座(6)与所述线圈组件(5)之间设置有中极板(7)，所述中极板(7)设置有上极爪(72)，所述上极爪(72)与所述下极爪(12)相配合；

所述机壳(1)内设置有减速机构(8)，所述输出轴(3)设置有输出齿轮(31)，所述磁环组件(4)上同轴设置有磁环组件传动齿轮(41)，所述磁环组件传动齿轮(41)与所述输出齿轮(31)通过减速机构(8)进行传动；

所述中极板(7)开设有贯穿孔(71)，所述齿轮座(6)开设有连通孔(61)，所述贯穿孔(71)和所述连通孔(61)均供所述磁环组件传动齿轮(41)穿出。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构，其特征在于：所述线圈组件(5)包括线圈骨架(51)和绕设于所述线圈骨架(51)上的绕组(52)，所述线圈骨架(51)套设于所述下极爪(12)外壁，所述线圈骨架(51)的内壁开设有若干嵌入槽(514)，所述下极爪(12)和所述上极爪(72)对应插接于所述嵌入槽(514)内。

3.根据权利要求2所述的一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构，其特征在于：所述下极爪(12)设置为五个，所述上极爪(72)设置为五个，所述下极爪(12)与所述上极爪(72)依次交错式插接排布。

4.根据权利要求1所述的一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构，其特征在于：所述连通孔(61)的直径小于所述磁环组件(4)的直径。

5.根据权利要求1所述的一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构，其特征在于：所述机壳(1)底部开设有第一安装孔(14)，所述线圈组件(5)设置有第一安装柱(515)，所述第一安装孔(14)与所述第一安装柱(515)定位配合。

6.根据权利要求1所述的一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构，其特征在于：所述中极板(7)开设有第二安装孔(73)，所述线圈组件(5)设置有第二安装柱(516)，所述第二安装柱(516)与所述第二安装孔(73)定位配合。

7.根据权利要求1所述的一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构，其特征在于：所述中极板(7)上设置有第三安装柱(74)，所述齿轮座(6)开设有第三安装孔(62)，所述第三安装柱(74)与所述第三安装孔(62)定位配合。

8.根据权利要求1所述的一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构，其特征在于：所述线圈组件(5)包括线圈骨架(51)和绕设于所述线圈骨架(51)上的绕组(52)，所述机壳(1)开设有出线孔(13)；所述线圈骨架(51)上设置有限位槽和穿线孔(513)，所述限位槽包括中间限位槽(511)及设置于所述中间限位槽(511)两侧的侧边限位槽(512)，所述穿线孔(513)与所述中间限位槽(511)沿轴向相对设置。

9.根据权利要求1所述的一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构，其特征在于：所述齿轮座(6)上设置有若干齿轮轴(63)，所述减速机构(8)包括分别设置于所述齿轮轴(63)上的第一齿轮(81)、第二齿轮(82)、第三齿轮(83)和第四齿轮(84)，所述第一齿轮(81)、所述第二齿轮(82)、所述第三齿轮(83)和所述第四齿轮(84)依次传动配合；所述第一齿轮(81)与所述磁环组件传动齿轮(41)传动配合，所述第四齿轮(84)与所述输出齿轮(31)传动配合。

10.根据权利要求9所述的一种齿轮座与极爪分离的大力矩同步电机新结构，其特征在于：所述磁环组件(4)同轴设置有旋转柱(42)，所述旋转柱(42)侧壁设置有限位块(421)，所述第一齿轮(81)上设置有定向片(9)，所述定向片(9)与所述限位块(421)定向配合。

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