CN213072329U

CN213072329U - 输出轴组件及使用其的电机

Info

Publication number: CN213072329U
Application number: CN202022294418.1U
Authority: CN
Inventors: 胡俊; 罗明
Original assignee: Anhui Leili Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Anhui Leili Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2020-10-15
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2021-04-27
Anticipated expiration: 2030-10-15

Abstract

本实用新型公开了一种输出轴组件及使用其的电机，包括：适于铆接相连的输出轴和齿轮片；输出轴包括沿轴线方向依次相连的小外径部、连接部和大外径部；其中连接部与小外径部的交界相连处形成有第一台阶面，而大外径部与连接部的交界相连处形成有第二台阶面；以及当输出轴与齿轮片铆接时，齿轮片铆接固定在连接部上，且在第一台阶面上沿着输出轴的圆周方向形成多个呈分段式分布的铆脚。本实用新型可以优化输出轴与齿轮片之间的铆接固定效果。

Description

输出轴组件及使用其的电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种输出轴组件及使用其的电机。

背景技术

爪极式永磁微电机一般通过输出轴组件进行力矩输出，输出轴组件一般由输出轴与齿轮片组成，两者通过铆接的方式进行固定连接。

现有铆接方式为圆周方向环形整体式铆接方式，形成环形整体式铆脚(如图1和图2以及图3)，在铆接过程中，对于输出轴施加压力，压力方向F沿输出轴径向方向，使得虚线处的材料受挤压后向远离轴心方向移动，形成环形整体式铆脚134。

环形整体式铆接方式，所需压力较大，并且这样的铆接方式下还会造成以下问题：

1、由于铆接过程中压力大，因此对于冲床设备的功率要求较高，且能量消耗较大；

2、较大的铆接压力，通过输出轴传递至输出轴圆孔及输出轴端面处，使得输出轴圆孔或输出轴端面处受压后失圆变形，从而导致输出轴组件无法和外部装配件装配连接。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种输出轴组件，以解决优化输出轴与齿轮片的铆接固定效果的技术问题。

本实用新型的第二目的是提供一种电机，以解决优化输出轴组件与外部装配部无法装配连接的技术问题。

本实用新型的输出轴组件，是这样实现的：

一种输出轴组件，包括：适于铆接相连的输出轴和齿轮片；

所述输出轴包括沿轴线方向依次相连的轴头部、小外径部、连接部、大外径部和外端部；其中

所述连接部与小外径部的交界相连处形成有第一台阶面，而所述大外径部与连接部的交界相连处形成有第二台阶面；以及

当输出轴与齿轮片铆接时，所述齿轮片铆接固定在连接部上，且在所述第一台阶面上沿着输出轴的圆周方向形成多个呈分段式分布的铆脚。

在本实用新型较佳的实施例中，所述铆脚和第二台阶面分别从齿轮片轴向的两端夹紧齿轮片。

在本实用新型较佳的实施例中，所述铆脚的数量N≥3个。

在本实用新型较佳的实施例中，所述铆脚包括在输出轴与齿轮片铆接过程中在连接部上形成的切断面、与所述切断面相连的以纵向承载铆接压力的直压面，以及与所述直压面相连的斜压面。

在本实用新型较佳的实施例中，所述切断面与小外径部的外圆面的在沿着输出轴的径向方向的距离为0.1～0.2mm；

所述直压面的宽度为0.1～0.3mm；以及

所述直压面与斜压面的角度为10°～30°。

在本实用新型较佳的实施例中，所述第一台阶面设有倒角；以及所述倒角的尺寸为C0.2～C0.4。

在本实用新型较佳的实施例中，所述齿轮片包括齿轮本体，以及在齿轮本体的轴心处开设的适于与所述连接部铆接固定的中孔；其中

所述齿轮本体沿着中孔的轴向的两个端面相互对称；

所述中孔的孔壁包括相连的内圆弧面和内扁平面；以及

所述连接部的外壁面包括相连的外圆弧面和外扁平面；所述外圆弧面适于与内圆弧面配合，而外扁平面与内扁平面配合。

在本实用新型较佳的实施例中，所述中孔轴向的两端均设有倒角结构；且

所述倒角结构的角度为30°～60°。

在本实用新型较佳的实施例中，在所述中孔的轴向两端分别设有台阶过渡面；

所述台阶过渡面的宽度为0.1～0.3mm。

本实用新型的电机，是这样实现的：

一种电机，包括：所述输出轴组件。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：本实用新型的输出轴组件及使用其的电机，当输出轴与齿轮片铆接时，齿轮片铆接固定在连接部上，且在第一台阶面上沿着输出轴的圆周方向形成多个呈分段式分布的铆脚，这样的铆接结构，可以降低铆接所需的压力，使得较小的铆接压力就能保证齿轮片与输出轴的紧固连接；此外，这样的铆接结构还可使得输出轴除了铆脚以外的其他部位不易产生变形现象，从而有效保证输出轴组件和外部装配件可以正常装配连接。

附图说明

图1为现有技术中的输出轴组件的第一视角示意图；

图2为现有技术中的输出轴组件的第二视角示意图；

图3为现有技术中的输出轴组件的在铆接加工过程中的铆脚形成的过程示意图

图4为本实施例的输出轴组件的整体结构在第一视角下的示意图；

图5为本实施例的输出轴组件的整体结构在第二视角下的示意图；

图6为本实施例的输出轴组件对应的输出轴的第一视角结构示意图；

图7为本实施例的输出轴组件对应的输出轴的第二视角结构示意图；

图8为本实施例的输出轴组件对应的输出轴的第三视角结构示意图；

图9为图8的δ部放大图；

图10为本实施例的输出轴组件对应的输出轴与齿轮片铆接后的结构示意图；

图11为图10的A向剖视图；

图12为图10的β部放大图；

图13为图11的γ部放大图；

图14为本实施例的输出轴组件对应的输出轴在与齿轮片铆接的过程中形成的若干个铆脚的结构示意图；

图15为图11的B向剖视图；

图16为本实施例的输出轴组件对应的齿轮片的第一视角结构示意图；

图17为本实施例的输出轴组件对应的齿轮片的第二视角结构示意图；

图18为图17的ε部放大图。

图中：输出轴1、轴头部11、小外径部12、连接部13、大外径部14、外端部15、扁式151、孔152、端面153、外扁平面131、外圆弧面133、第一台阶面132、铆脚134、切断面1341、直压面1342、斜压面1343、第二台阶面141、齿轮片2、齿轮本体24、中孔21、内扁平面211、内圆弧面212、倒角结构223、台阶过渡面213。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1：

请参阅图4至图18所示，本实施例提供了一种输出轴组件，包括：适于铆接相连的输出轴1和齿轮片2。

具体的，首先，本实施例的输出轴1包括沿轴线方向依次相连的小外径部12、连接部13和大外径部14。此处根据电机的实际使用情况来说，可选的一种实施方式下，输出轴1还包括与小外径部12远离连接部13的一端相连的轴头部11，以及与大外径部14远离连接部的一端相连的外端部15；其中的外端部15由扁式151、孔152和端面153组成，扁式151、孔152主要是为了连接外部装配件；端面153在输出轴组件铆接时，起到压力反向支撑的作用。

连接部13与小外径部12的交界相连处形成有第一台阶面132，而大外径部14与连接部13的交界相连处形成有第二台阶面141；以及当输出轴1与齿轮片2铆接时，齿轮片2铆接固定在连接部13上，且在第一台阶面132上沿着输出轴1的圆周方向形成多个呈分段式分布的铆脚134。本实施例的铆脚134的数量N≥3个。此处对于多个铆脚134来说可选为均匀地沿着输出轴1的圆周方向分布。需要加以说明的是，对于本实施例在第一台阶面132上沿着输出轴1的圆周方向形成多个呈分段式分布的铆脚134是通过铆接模具的铆头来对于输出轴1和齿轮片2进行铆接加工过程中形成的，具体通过在铆接模具的铆头中设置分段式铆压结构来实现。

其次，齿轮片2包括齿轮本体24，以及在齿轮本体24的轴心处开设的适于与连接部13铆接固定的中孔21；其中齿轮本体24沿着中孔21的轴向的两个端面相互对称，这样的情况下使得齿轮片2在与输出轴1之间进行装配时无需确认方向，如此即可提升装配效率。

此外，还需要说明的是，本实施例的中孔21的孔壁包括相连的内圆弧面212和内扁平面211；以及连接部13的外壁面包括相连的外圆弧面133和外扁平面131；外圆弧面133适于与内圆弧面212配合，而外扁平面131与内扁平面211配合，本实施例通过外扁平面131与内扁平面211的配合使得输出轴1与齿轮片2之间不会形成相对旋转。

在输出轴1与齿轮片2进行铆接装配的过程中，铆脚134和第二台阶面141分别从齿轮片2轴向的两端夹紧齿轮片2，在此结构基础上可有效地保证输出轴1的连接部13与齿轮片2之间的铆接固定后的连接状态的稳定性。

此外，在输出轴1与齿轮片2的装配过程中，为更方便齿轮片2与输出轴1进行装配，提升装配工效，第一台阶面132设有倒角Q以起到对于输出轴1与齿轮片2之间装配时的导向作用；此处的倒角Q的尺寸为C0.2～C0.4，优选为C0.3。详细来说，为保证输出轴组件中的齿轮片2与输出轴1有较小的同心度，输出轴1的连接部13和齿轮片2的中孔21必须要保证较小的配合间隙；输出轴1与齿轮片2装配时，输出轴1的连接部13需穿过齿轮片2的中孔21，较小的配合间隙导致输出轴1的连接部13很难插入到齿轮片2的中孔21中，故通过在连接部13的第一台阶面132上设有倒角Q可起到对于输出轴1与齿轮片2装配时的导向作用。此处倒角Q的尺寸不宜设置过大或过小；当倒角的尺寸设置过小，起不到导向作用；而当倒角Q的尺寸设置过大，则会减小铆接的输出轴1的实体量，减小铆接外胀量，导致输出轴组件拉脱力降低。

考虑到进一步方便输出轴1与齿轮片2的装配，可选的一种实施情况下，可在齿轮的中孔21轴向的两端均设置倒角结构223，通过倒角结构223来起到对于输出轴1与齿轮片2装配时的导向作用；此处的倒角结构223的角度为30°～60°，优选为45°。

在中孔21的轴向两端分别设有台阶过渡面213；台阶过渡面213的宽度M为0.1～0.3mm，优选为0.2mm。详细来说，齿轮片2是由模具成型而成，模具的型芯与型腔合模时，由于模具存在定位精度存在，故模具型腔的中孔21倒角处的尖角极易受到型芯杆的碰撞；因模具型腔的中孔21倒角处尖角的强度较低，导致尖角处极易被碰伤，且成型后的齿轮片2的中孔21产生飞边毛刺；故在中孔21的轴向两端设有倒角结构223的基础上还设置台阶过渡面213，可增强模具倒角处的强度，延长模具的使用寿命；降低模具的设计难度及加工精度；减小齿轮片2的中孔21处飞边毛刺的产生，从而提升产品质量。

对于本实施例的多个铆脚134来说，沿输出轴1的圆周方向呈分段式均匀分布：

输出轴1本身不同部位的材质相同，屈服极限σ_s相同，当一个输出轴1受到外界足够大的压力施压时，输出轴1最先变形的位置为输出轴1的受压段横截面积最小的位置；

根据公式：

(F为压力，σ为应力，A为输出轴1的受压段不同位置的横截面积)；

当压力F持续增加，应力σ大于输出轴1的材料屈服极限σ_s，此时材料开始塑性变形外胀；当材料开始塑性变形时，F＝σ_s*A，材料的屈服极限σ_s是材料本身固有的特性，为定值，故压力F与输出轴1不同位置的横截面积A的大小成正比；因力的作用是相互的，故输出轴1的受压段所受到的压力F是相同的；但输出轴1不同部位的横截面积A不同，故在压力F施压的过程中，输出轴1受压段不同位置的应力σ不同；输出轴1受压段横截面积A最小的位置，应力σ最大，且此处的应力σ最先大于输出轴1材料的屈服极限σ_s，故输出轴1受压段横截面积A最小的位置最先产生变形外胀；

若铆脚134处的最大横截面积A1不是输出轴1受压段横截面积最小位置，那输出轴1的受压段的横截面积最小的位置就会最先产生胀大变形；

若铆接过程中，铆脚134处的最大横截面积A1始终是输出轴1的受压段横截面积最小位置，那么输出轴1的受压段中，有且仅有铆脚134处产生胀大变形，铆脚134处的外胀部分便可与齿轮片2的台阶过渡面213及倒角结构223紧密贴合，齿轮片2与输出轴1紧固连接，且其它位置不会产生变形；

如图14所示的剖面B-B处即图14的横截面积A2为输出轴1的受压段，除铆脚134处以外，横截面积最小的位置，当A1＞A2时，A2处先发生变形；当A1＜A2时，A2处不会发生变形。

对于本实施例的铆脚134结构，当输出轴1与齿轮片2铆接时，在第一台阶面132上沿着输出轴1的圆周方向形成多个呈分段式分布的铆脚134，可以通过减少铆脚134的数量、及每个铆脚134的大小，来减小铆脚134处的最大横截面积，使其成为输出轴1的受压段横截面积最小的位置，从而使其达到在铆接过程中，降低铆接压力，同时使得输出轴1的其他位置无变形；以及在铆接过程中，使得较小的铆接压力就能保证齿轮片2与输出轴1的紧固连接。

关于本实施例的铆脚134，还需要说明的是，铆脚134包括在输出轴1与齿轮片2铆接过程中在连接部13上形成的切断面1341、与切断面1341相连的以纵向承载铆接压力的直压面1342，以及与直压面1342相连的斜压面1343。

其中，切断面1341与小外径部12的外圆面的在沿着输出轴1的径向方向的距离H为0.1～0.2mm，这样设计主要是考虑到模具设计的定位精度，目的是保证在铆接的过程中铆接模具的铆头上预制的避让孔可以与小外径部12之间形成有一定的避让间隙。且此处的距离不宜设计过大，目的是保证铆脚134的强度。

直压面1342的宽度K为0.1～0.3mm，优选为0.2mm，直压面1342位于斜压面1343的根部位置，这样的设计可增加铆接模具的铆头的头部强度，从而有效保证铆接模具中的铆头的使用寿命。详细来说，铆接模具的铆头在铆接输出轴1时，铆头的头部最先接触输出轴1，且压强最大、受力时间最长；此处设置直压面1342，可增加铆头的头部强度，增加铆头的使用寿命。如果此处的宽度设计过小，则铆接模具的铆头的头部则较尖，容易磨损，使用寿命降低；如果此处的宽度设计过大，斜压面1343的面积减小，则在铆接过程中需要的铆接压力也会增大，增加能耗。

直压面1342与斜压面1343的角度θ为10°～30°，优选的是20°，此处的斜压面1343的结构，在铆接过程中，起到两个作用，其一是：这种情况下的铆接模具的铆头可设计为锥状，铆头的头部面积较小，压强较大，铆头更容易压入输出轴1，将材料从输出轴1上分离；其二是：在铆头压入输出轴1后，锥状的铆头的斜面对铆脚134有垂直于斜面且远离输出轴1的轴心方向的推力，使得铆脚134更容易向远离输出轴1的轴心方向移动。因此，在此角度范围内可大大减小输出轴组件在铆接过程中的铆接压力，降低能量损耗；此外该结构下不但可增大铆脚134的向外位移量，增大输出轴组件的拉脱力，还可使输出轴1与齿轮片2的连接更紧固，减小松动不良的产生，从而保证产品质量。

详细来说，如果直压面1342与斜压面1343的角度θ设计过小，为使得铆脚134达到一定的铆接位移量，则在铆接过程中需要的铆接压力就会增大；如果此处的角度θ设计过大，则铆脚134向远离输出轴1的轴心方向的变形量减小，而且向下压紧齿轮片2的位移量也会减小，输出轴1与齿轮片2之间会产生未完全压紧的虚压状态，应力释放后，或长时间使用后，齿轮片2与输出轴1之间可能会产生松动不良的现象；此外，此处情况下的铆接模具的铆头的强度还会减小，如此铆接模具中的铆头的使用寿命会降低。

实施例2：

在实施例1的输出轴组件的基础上，本实施例提供了一种电机，包括：实施例1的输出轴组件。

以上的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims

1.一种输出轴组件，其特征在于，包括：适于铆接相连的输出轴和齿轮片；

所述输出轴包括沿轴线方向依次相连的小外径部、连接部和大外径部；其中

2.根据权利要求1所述的输出轴组件，其特征在于，所述铆脚和第二台阶面分别从齿轮片轴向的两端夹紧齿轮片。

3.根据权利要求1或2任一项所述的输出轴组件，其特征在于，所述铆脚的数量N≥3个。

4.根据权利要求1或2任一项所述的输出轴组件，其特征在于，所述铆脚包括在输出轴与齿轮片铆接过程中在连接部上形成的切断面、与所述切断面相连的以纵向承载铆接压力的直压面，以及与所述直压面相连的斜压面。

5.根据权利要求4所述的输出轴组件，其特征在于，所述切断面与小外径部的外圆面的在沿着输出轴的径向方向的距离为0.1～0.2mm；

所述直压面的宽度为0.1～0.3mm；以及

所述直压面与斜压面的角度为10°～30°。

6.根据权利要求1所述的输出轴组件，其特征在于，所述第一台阶面设有倒角；以及

所述倒角的尺寸为C0.2～C0.4。

7.根据权利要求1所述的输出轴组件，其特征在于，所述齿轮片包括齿轮本体，以及在齿轮本体的轴心处开设的适于与所述连接部铆接固定的中孔；其中

所述齿轮本体沿着中孔的轴向的两个端面相互对称；

所述中孔的孔壁包括相连的内圆弧面和内扁平面；以及

8.根据权利要求7所述的输出轴组件，其特征在于，所述中孔轴向的两端均设有倒角结构；且

所述倒角结构的角度为30°～60°。

9.根据权利要求7或8任一项所述的输出轴组件，其特征在于，在所述中孔的轴向两端分别设有台阶过渡面；

所述台阶过渡面的宽度为0.1～0.3mm。

10.一种电机，其特征在于，包括：如权利要求1～9任一项所述的输出轴组件。