CN220059900U - 一种变速曲轴和压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及压缩机领域，提供了一种变速曲轴和压缩机。其中，变速曲轴包括转子轴段、变速机构和泵体曲轴段，转子轴段通过变速机构与泵体曲轴段连接，变速机构用于降低泵体曲轴段的转速。本申请提供的变速曲轴，能够实现降低转速，提高扭矩的目的。本申请提供的压缩机包括本申请提供的变速曲轴，变速曲轴的转子轴段用于与压缩机的电机的转子连接，变速曲轴的泵体曲轴段用于与压缩机的泵体的滚子连接，从而使电机的转速大于泵体的转速，从而有利于降低电机的成本，提升泵体的可靠性，提高压缩机能效。

Description

一种变速曲轴和压缩机

技术领域

本实用新型涉及压缩机领域，尤其涉及一种变速曲轴和压缩机。

背景技术

相关技术中，压缩机的电机和泵体为同一转速，如果电机的转速较低，不利于电机功率密度的提高，性价比较低，如果电机的转速较高，泵体的滚子的转速也随之较高，容易导致泵体的可靠性下降，容易出现质量问题。

因此，需要提供一种技术方案，使电机的转速较高，泵体的转速较低。

实用新型内容

为解决相关技术中压缩机的电机和泵体为同一转速的技术问题，现提出一种变速曲轴和压缩机。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种变速曲轴，其特征在于，包括转子轴段、变速机构和泵体曲轴段，转子轴段通过变速机构与泵体曲轴段连接，变速机构用于降低泵体曲轴段的转速。

进一步地，变速机构包括输入齿轮、输出齿轮和传动齿轮，输出齿轮通过传动齿轮与输入齿轮啮合；输出齿轮的齿数大于输入齿轮的齿数，以降低泵体曲轴段的转速。

进一步地，输入齿轮为外啮合齿轮，输出齿轮为内啮合齿轮，传动齿轮为外啮合齿轮，传动齿轮啮合在输入齿轮和输出齿轮之间，传动齿轮与泵体曲轴段连接，输入齿轮与转子轴段连接；和/或输入齿轮的轴线和输出齿轮的轴线重合；和/或输出齿轮为固定部件，用于与压缩机的外壳连接或用于与泵体的固定件连接。

进一步地，输入齿轮的齿数为Z₁，模数为M₁，分度圆直径为D₁；输出齿轮的齿数为Z₂，模数为M₂，分度圆直径为D₂；传动齿轮的齿数为Z₃，模数为M₃，分度圆直径为D₃；变速曲轴的传动比为i；其中，

进一步地，i为大于等于2且小于等于6的整数。

进一步地，传动齿轮为多个，多个传动齿轮绕输入齿轮的外周间隔设置；或者传动齿轮为多个，多个传动齿轮绕输入齿轮的外周等间隔设置；或者传动齿轮为三个，三个传动齿轮绕输入齿轮的外周等间隔设置，三个传动齿轮的中心连线形成三角形。

进一步地，泵体曲轴段包括：轴架，轴架包括支架和设置在支架上的多个连接轴，多个传动齿轮与多个连接轴一一对应设置，连接轴与传动齿轮通过键连接；第一转轴，第一转轴的轴向一端与支架的远离连接轴的一端连接，第一转轴与输出齿轮同轴设置；偏心部，偏心部的轴向一端与第一转轴的轴向另一端连接；第二转轴，第二转轴与偏心部的轴向另一端连接。

进一步地，转子轴段的直径为D₄；第一转轴的直径为D₅；其中，D₅≥D₄或者

进一步地，变速机构位于转子轴段的下方；或者变速机构位于泵体曲轴段的上方；或者变速机构位于泵体曲轴段的偏心部中。

进一步地，变速机构为一级变速机构或多级变速机构。

根据本实用新型的另一方面，本申请提供了一种压缩机，包括：变速曲轴，变速曲轴为上述的变速曲轴；

电机，电机的转子与变速曲轴的转子轴段传动连接；泵体，泵体包括滚子，滚子套设在泵体曲轴段的偏心部外。

应用本实用新型的技术方案，变速曲轴的泵体曲轴段的转速小于转子轴段的转速，变速曲轴的转子轴段用于与电机的转子连接，变速曲轴的泵体曲轴段用于与泵体的滚子连接，从而使电机的转速大于泵体的转速。这样，可以降低压缩机的泵体的转速，提高泵体的扭矩。当电机运转在高转速、小力矩下，可降低电机叠高减小体积，提升电机转矩密度、功率密度，降低电机的成本；当泵体运转在低转速，大扭矩下，可适当增大压缩机的泵体的排量，减小泄露，提高压缩机能效；并且当泵体的转速降低后，有利于提高泵体的可靠性，减小磨损。

附图说明

图1示出了本实用新型的一种可选实施例的变速曲轴的主视图；

图2示出了图1的变速曲轴的左视图；

图3示出了图1中A-A处的截面图；

图4示出了图1中的变速曲轴的立体装配结构示意图；

图5示出了图4中的变速曲轴的拆解结构示意图；

图6示出了本实用新型的一种可选实施例的压缩机的装配结构示意图，其中，该压缩机包括图1中的变速曲轴；

图7示出了本实用新型的另一种可选实施例的变速曲轴的主视图；

图8示出了图7中的变速曲轴的左视图；

图9示出了图7中的变速曲轴的立体装配结构示意图；

图10示出了图9中的变速曲轴的拆解结构示意图；

图11示出了本实用新型的另一种可选实施例的压缩机的装配结构示意图，其中，该压缩机包括图7中的变速曲轴。

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

在附图中：

1、变速曲轴；10、转子轴段；20、变速机构；21、输入齿轮；22、输出齿轮；23、传动齿轮；30、泵体曲轴段；31、轴架；311、支架；312、连接轴；32、第一转轴；33、偏心部；34、第二转轴；2、电机；3、泵体。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

为了解决相关技术中的压缩机的电机和泵体为同一转速的技术问题，本实用新型提供了一种变速曲轴和压缩机。其中，压缩机包括上述和下述的变速曲轴。

可选地，本申请提供的压缩机为空调压缩机。

可选地，本申请提供的变速曲轴可应用于压缩机或减速机中。

可选地，本申请提供的压缩机可应用于空调中。

如图1至图11所示，本申请提供了一种变速曲轴，包括转子轴段10、变速机构20和泵体曲轴段30，转子轴段10通过变速机构20与泵体曲轴段30连接，变速机构20用于降低泵体曲轴段30的转速。

本申请提供的变速曲轴，能够实现降低转速，提高扭矩的目的。

具体来说，变速曲轴的泵体曲轴段的转速小于转子轴段的转速。

如果压缩机采用本申请提供的变速曲轴，令变速曲轴的转子轴段与电机的转子连接，变速曲轴的泵体曲轴段与泵体的滚子连接，就能够使电机的转速大于泵体的转速。这样，可以降低压缩机的泵体的转速，提高泵体的扭矩。当电机运转在高转速、小力矩下，可降低电机叠高减小体积，提升电机转矩密度、功率密度，降低电机的成本；当泵体运转在低转速，大扭矩下，可适当增大压缩机的泵体的排量，减小泄露，提高压缩机能效；并且当泵体的转速降低后，有利于提高泵体的可靠性，减小磨损。

如图2至图5、以及图8至图10所示，变速机构20包括输入齿轮21、输出齿轮22和传动齿轮23，输出齿轮22通过传动齿轮23与输入齿轮21啮合；输出齿轮22的齿数大于输入齿轮21的齿数，以降低泵体曲轴段30的转速。

如图2至图5、以及图8至图10所示，输入齿轮21为外啮合齿轮，输出齿轮22为内啮合齿轮，传动齿轮23为外啮合齿轮，传动齿轮23啮合在输入齿轮21和输出齿轮22之间，传动齿轮23与泵体曲轴段30连接，输入齿轮21与转子轴段10连接。

可选地，输入齿轮21与转子轴段10一体设置。

可选地，输入齿轮21的轴线和输出齿轮22的轴线重合。

可选地，输出齿轮22为固定部件，用于与压缩机的外壳连接或用于与泵体的固定件连接。

可选地，输入齿轮21的齿数为Z₁，模数为M₁，分度圆直径为D₁；输出齿轮22的齿数为Z₂，模数为M₂，分度圆直径为D₂；传动齿轮23的齿数为Z₃，模数为M₃，分度圆直径为D₃；变速曲轴的传动比为i；其中，

可选地，i为大于等于2且小于等于6的整数。

可选地，传动齿轮23为多个，多个传动齿轮23绕输入齿轮21的外周间隔设置。

可选地，传动齿轮23为多个，多个传动齿轮23绕输入齿轮21的外周等间隔设置。

可选地，如图2至图5、以及图8至图10所示，传动齿轮23为三个，三个传动齿轮23绕输入齿轮21的外周等间隔设置，三个传动齿轮23的中心连线形成三角形。这样，变速转轴的结构更稳定。

如图5和图10所示，泵体曲轴段30包括：轴架31，轴架31包括支架311和设置在支架311上的多个连接轴312，多个传动齿轮23与多个连接轴312一一对应设置，连接轴312与传动齿轮23通过键连接；第一转轴32，第一转轴32的轴向一端与支架311的远离连接轴312的一端连接，第一转轴32与输出齿轮22同轴设置；偏心部33，偏心部33的轴向一端与第一转轴32的轴向另一端连接；第二转轴34，第二转轴34与偏心部33的轴向另一端连接。

可选地，键与连接轴312或传动齿轮23一体设置。这样，可以减少零件，装配效率更高。

可选地，如图5和图10所示，转子轴段10的直径为D₄；第一转轴32的直径为D₅；其中，D₅≥D₄或者

当第一转轴32获得的扭矩较转子轴段10的大，当第一转轴32和转子轴段10采用相同材质时，令第一转轴32比转子轴段10粗，即令第一转轴32的直径比转子轴段10的直径大。这样，变速曲轴1的使用寿命更高。

可选地，变速机构20位于转子轴段10的下方。

可选地，变速机构20位于泵体曲轴段30的上方。

可选地，变速机构20位于泵体曲轴段30的偏心部33中。这样，可以进一步提高变速机构的运转稳定性。

变速机构20的设置位置比较灵活，只要能够实现降低转速的效果，都在本申请的保护范围内。

在本申请的具体实施例中，当变速机构20的输入齿轮21、传动齿轮23和输出齿轮22足够小时，可以集成在泵体曲轴段30的偏心部33中，这样，变速曲轴的结构更加紧凑，外观更加美观，占用空间更小，可以进一步提高变速机构的运转稳定性。

可选地，变速机构20为一级变速机构。这样，传动更加稳定。

可选地，变速机构20为多级变速机构。这样，可以获得更大的传动比。

当一级传动无法满足要求，需要获得更大的传动比时，可以设置多级变速机构。

在本申请的图示可选实施例中，变速机构20为一级变速机构。在本申请的未图示的可选实施例中，可以采用二级变速机构甚至更多级的变速机构。

如图6和图11所示，本申请还提供了一种压缩机，包括：变速曲轴1，变速曲轴1为上述和下述的变速曲轴；电机2，电机2的转子与变速曲轴1的转子轴段10传动连接；泵体3，泵体3包括滚子，滚子套设在泵体曲轴段30的偏心部33外。

本申请提供的压缩机包括本申请提供的变速曲轴，变速曲轴的转子轴段10用于与压缩机的电机2的转子连接，变速曲轴的泵体曲轴段30用于与压缩机的泵体3的滚子连接，从而使电机2的转速大于泵体3的转速，从而有利于降低电机2的成本，提升泵体3的可靠性，提高压缩机能效。

本申请提供的变速曲轴1为降速曲轴，能够实现降低转速，提高扭矩的目的。电机2运转在高速、小力矩下，可降低电机2叠高减小体积，提升电机2转矩密度、功率密度，同时降低成本。泵体3在低转速，大扭矩下，可适当增大压缩机泵体3的排量，减小泄露，提高压缩机能效，提高可靠性。

在本申请图1至图6的可选实施例中，变速曲轴1由转子轴段10、变速机构20和泵体曲轴段30组成。其中，变速机构20包括输入齿轮21、传动齿轮23和输出齿轮22，泵体曲轴段30包括轴架31、第一转轴32、偏心部33和第二转轴34，轴架31包括支架311和连接轴312。转子轴段10、第一转轴32和第二转轴34同轴线设置。输入齿轮21的齿数为Z₁，模数为M₁，分度圆直径为D₁；输出齿轮22的齿数为Z₂，模数为M₂，分度圆直径为D₂；传动齿轮23的齿数为Z₃，模数为M₃，分度圆直径为D₃；变速曲轴的传动比为i；其中， 通过齿轮传动实现降速。输入齿轮21为外啮合齿轮，输出齿轮22为内啮合齿轮，传动齿轮23为外啮合齿轮，传动齿轮23啮合在输入齿轮21和输出齿轮22之间，传动齿轮23与泵体曲轴段30连接，输入齿轮21与转子轴段10连接。传动比优选设置为2-6倍。转子轴段10的直径为D₄；第一转轴32的直径为D₅；同材质下D₅比D₄粗，优选D₅是D₄的1.5-3倍。传动齿轮23的数量为三个，三个传动齿轮23的中心连线为较为稳定的三角形结构，有利于提高可靠性。变速曲轴内核为齿轮传动，输入齿轮21与输出齿轮22同轴线安装，从而可以提高传动稳定性。输出齿轮22为固定位置的部件，其可与泵体3的固定件组合在一起，亦可与压缩机的外壳固定组合在一起。

在该实施例中，电机2的转子与变速曲轴1通过热套或者铆接等方式组合在一起，电机的高转速，小扭矩，通过变速曲轴转化为低转速，大扭矩，进而传递到泵体中。其中曲轴变速采用的机理是齿轮传动变速，通过设置一定的传动比改变旋转速度，达到降低速度的目的。电机2的高转速传递到变速曲轴1的输入齿轮21上，输入齿轮21的转速同电机2的转子，输入齿轮21与传动齿轮23啮合，传动齿轮23与输出齿轮22啮合，最终通过一定的传动比，转子的高转速，小扭矩，传递到轴架31上，通过轴架31输出低转速，高扭矩，进而带动泵体3进行旋转压缩气体。

可选地，传动齿轮23与轴架31通过键配合。

可选地，变速曲轴内核，即齿轮传动降速装置设计在电机2的转子下方(电机转子输出端)，在泵体3输入前的轴处或者偏心部33处。

可选地，第一转轴32的长度大于第二转轴34的长度。

可选地，可通过设置不同的齿数，获得不同的传动比，满足不同的降速要求。

可选地，传动比建议设置为2-6倍，从而获得一定低速，匹配合适的压缩机排量，减速比太大减速太多，将影响到整个机构的体积。

由于传动齿轮23不影响变速曲轴的总传动比，因此传动齿轮23的数量为可选的。

可选地，传动齿轮23的数量可以设置为1个、2个、3个、4个等不同数量。

为了机构运转稳定，2个及以上的传动齿轮23需沿轴线均匀布置。

图7至图11示出的可选实施例中，通过设置齿轮的分度圆大小、齿数、传动比等，可以调整变速曲轴的体积大小。图7至图11示出的可选实施例较图1至图6的可选实施例的体积大。

可选地，变速曲轴1的调速齿轮足够小时，可以集成到偏心部33中，这将进一步提高机构运转稳定性。

可选地，图1至图11示出的变速曲轴为较为稳定的一级传动变速。当一级传动无法满足要求，需要获得更大的传动比时，则可以牺牲部分的稳定性，设置二级甚至更多级的调速传动机构。

本申请提供的变速曲轴，能够实现降低转速，提高扭矩的目的。具体为可实现降低电机输出到压缩机泵体的转速，从而提高扭矩，而压缩机电机运转仍然保持为高转速，小力矩，有利于降低电机叠高，减小电机体积，从而提升电机转矩密度及功率密度。另一方面，泵体转速降低，且获得较大的扭矩，因此可以同步匹配更大排量的泵体，增大了压缩机的排气量，较小泵体泄露，提高压缩机能效，泵体转速降低亦有利于提高泵体的可靠性，减小泵体的磨损。该方案打破了常规的电机和泵体为同一个转速的限制，为高速变频压缩机发展提供新的思路。同时，整个压缩机的成本，电机占了主要部分，对转速的控制，可降低电机高度，减小电机体积，节省成本。

以上具体的示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方式；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变速曲轴，其特征在于，包括转子轴段(10)、变速机构(20)和泵体曲轴段(30)，所述转子轴段(10)通过所述变速机构(20)与所述泵体曲轴段(30)连接，所述变速机构(20)用于降低所述泵体曲轴段(30)的转速；所述变速机构(20)包括输入齿轮(21)、输出齿轮(22)和传动齿轮(23)，所述输出齿轮(22)通过所述传动齿轮(23)与所述输入齿轮(21)啮合；所述输出齿轮(22)的齿数大于所述输入齿轮(21)的齿数，以降低所述泵体曲轴段(30)的转速。

2.根据权利要求1所述的变速曲轴，其特征在于，

所述输入齿轮(21)为外啮合齿轮，所述输出齿轮(22)为内啮合齿轮，所述传动齿轮(23)为外啮合齿轮，所述传动齿轮(23)啮合在所述输入齿轮(21)和所述输出齿轮(22)之间，所述传动齿轮(23)与所述泵体曲轴段(30)连接，所述输入齿轮(21)与所述转子轴段(10)连接；和/或

所述输入齿轮(21)的轴线和所述输出齿轮(22)的轴线重合；和/或

所述输出齿轮(22)为固定部件，用于与压缩机的外壳连接或用于与泵体的固定件连接。

3.根据权利要求2所述的变速曲轴，其特征在于，

所述输入齿轮(21)的齿数为Z₁，模数为M₁，分度圆直径为D₁；

所述输出齿轮(22)的齿数为Z₂，模数为M₂，分度圆直径为D₂；

所述传动齿轮(23)的齿数为Z₃，模数为M₃，分度圆直径为D₃；

所述变速曲轴的传动比为i；

其中，

4.根据权利要求3所述的变速曲轴，其特征在于，i为大于等于2且小于等于6的整数。

5.根据权利要求2所述的变速曲轴，其特征在于，

所述传动齿轮(23)为多个，多个所述传动齿轮(23)绕所述输入齿轮(21)的外周间隔设置；或者

所述传动齿轮(23)为多个，多个所述传动齿轮(23)绕所述输入齿轮(21)的外周等间隔设置；或者

所述传动齿轮(23)为三个，三个所述传动齿轮(23)绕所述输入齿轮(21)的外周等间隔设置，三个所述传动齿轮(23)的中心连线形成三角形。

6.根据权利要求5所述的变速曲轴，其特征在于，

所述泵体曲轴段(30)包括：

轴架(31)，所述轴架(31)包括支架(311)和设置在所述支架(311)上的多个连接轴(312)，多个所述传动齿轮(23)与多个所述连接轴(312)一一对应设置，所述连接轴(312)与所述传动齿轮(23)通过键连接；

第一转轴(32)，所述第一转轴(32)的轴向一端与所述支架(311)的远离所述连接轴(312)的一端连接，第一转轴(32)与所述输出齿轮(22)同轴设置；

偏心部(33)，所述偏心部(33)的轴向一端与所述第一转轴(32)的轴向另一端连接；

第二转轴(34)，所述第二转轴(34)与所述偏心部(33)的轴向另一端连接。

7.根据权利要求6所述的变速曲轴，其特征在于，

所述转子轴段(10)的直径为D₄；

所述第一转轴(32)的直径为D₅；

其中，D₅≥D₄或者

8.根据权利要求1所述的变速曲轴，其特征在于，

所述变速机构(20)位于所述转子轴段(10)的下方；或者

所述变速机构(20)位于所述泵体曲轴段(30)的上方；或者

所述变速机构(20)位于所述泵体曲轴段(30)的偏心部(33)中。

9.根据权利要求1所述的变速曲轴，其特征在于，所述变速机构(20)为一级变速机构或多级变速机构。

10.一种压缩机，其特征在于，包括：

变速曲轴(1)，所述变速曲轴(1)为权利要求1至9中任一项所述的变速曲轴；

电机(2)，所述电机(2)的转子与所述变速曲轴(1)的转子轴段(10)传动连接；

泵体(3)，所述泵体(3)包括滚子，所述滚子套设在所述泵体曲轴段(30)的偏心部(33)外。