專利名稱：緊湊型汽車電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車電機。
背景技術(shù)：
汽車風窗玻璃電動刮水器(簡稱刮水器)是由刮水器電機驅(qū)動、能刮刷清除風窗玻璃外表面上雨水、霜雪和灰塵等物質(zhì)。帶減速裝置的刮水器電機通過其輸出軸上的曲柄帶動由連桿一搖桿組成的連桿機構(gòu)運動，并帶動固定在兩輸出軸上的左、右刮桿作上下擺動，使安裝在左、右刮桿上的橡膠雨刷片作相應(yīng)的左、右刮刷運動，帶減速裝置的刮水器電機的傳動副為電樞軸蝸桿一斜齒輪，在刮水器作一個周期的往復運動時，電樞軸蝸桿(其端部為單螺旋方式，可稱為單蝸桿)會交替受到左、右兩方向的軸向力及徑向力，并由于電樞軸蝸桿一斜齒輪傳動副嚙合之間存在間隙，以及蝸桿電樞軸裝配定位件之間存在間隙，故在刮水器電機工作時會產(chǎn)生較大震動和沖擊，增大了刮水器電機的振動和噪音。對于一般汽車電機的電樞軸直徑小、長度長、剛度小的長徑比較大的細長軸結(jié)構(gòu)，需要三個“靜不定”軸承支點:即蝸桿端支承、中間支承及鐵芯端支承。本發(fā)明提供了一種緊湊型汽車電機，提供一級雙蝸桿、兩級并聯(lián)傳動方式，且結(jié)構(gòu)緊湊，雙蝸桿式電樞軸將沒有軸向力和徑向力的外力作用，本發(fā)明的電樞軸省去上述蝸桿端支承，只需要二個“靜定”支點:中間支承及鐵芯端支承。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述的不足，而提供一種傳動效率高、工作時受到的震動和沖擊均較小、結(jié)構(gòu)緊湊的緊湊型汽車電機。本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):緊湊型汽車電機，包括電機本體組件、減速箱組件，所述電機本體組件的電樞軸的端部具有螺旋方向相反的雙蝸桿結(jié)構(gòu)，在所述減速箱組件的減速箱體內(nèi)裝有與電樞軸上的雙蝸桿分別相連的外雙聯(lián)齒輪和內(nèi)雙聯(lián)齒輪，該外雙聯(lián)齒輪和內(nèi)雙聯(lián)齒輪通過內(nèi)齒輪與內(nèi)齒輪輸出軸相連；由內(nèi)齒輪及內(nèi)齒輪輸出軸組成的傳動件的位置將位于減速箱組件以及電機本體組件的機殼的中心，并與雙蝸桿式電樞軸的軸線同在此中心線上，而且作為中間傳動件的內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪均在內(nèi)齒輪尺寸范圍內(nèi)。采用本發(fā)明后，每對傳動副(內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪與內(nèi)齒輪之間)只承受電機運動輸出力矩的一半或電機運動輸出力矩將為上述傳動副的二倍，由此使該電機傳動具有輸出力矩大和相對體形小、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點，并由于傳動受力的改善，降低傳動消耗、提高傳動效率，且減少震動和沖擊，顯著降低電機的振動和噪音，提高了電機性能和壽命。本發(fā)明通用性強、安裝方便，工作效率高。
以下結(jié)合附圖與實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。

圖1為本發(fā)明的雙蝸桿式電樞軸的結(jié)構(gòu)示意圖。[0010] 圖 圖 圖 圖 圖 圖具體實施方式
參照圖1至圖5，本發(fā)明緊湊型汽車電機，包括電機本體組件、減速箱組件(及線路板組件)，其中減速箱組件包括減速箱體9、減速箱蓋22，電機本體組件包括換向器4(即整流子)、電樞繞組7、電樞鐵芯6、磁瓦5、機殼21、電樞軸I，所述電機本體組件的電樞軸I的(前)端部具有螺旋方向相反的雙蝸桿結(jié)構(gòu)(可稱為雙蝸桿式電樞軸)，在所述減速箱組件的減速箱體9內(nèi)(通過雙聯(lián)齒輪軸14，為兩件)裝有與電樞軸上的雙蝸桿分別相連的外雙聯(lián)齒輪10和內(nèi)雙聯(lián)齒輪15，該外雙聯(lián)齒輪10和內(nèi)雙聯(lián)齒輪15通過內(nèi)齒輪13與內(nèi)齒輪輸出軸23相連。其中，所述雙蝸桿式電樞軸I的前端具有左旋蝸桿IA及右旋蝸桿1B，雙蝸桿式電樞軸與外雙聯(lián)齒輪10和內(nèi)雙聯(lián)齒輪15等的組合代替了原電樞軸蝸桿端(前端)的前支承。滾動軸承3和鐵芯軸軸承8則分別作為電樞軸I的中部、后端的兩個“靜定”支承，作為中間支承的滾動軸承7由擋圈2卡住而裝在減速箱體9內(nèi)，并可在電樞軸I上滾動。如圖1所示，電樞軸I上設(shè)計有相連的左旋蝸桿1A、右旋蝸桿IB各一條，其中間為對稱中心點D (斷面中心點)，分別采用加工定位槽IC定位加工，保證其左、右對稱。對于50W刮水器電機而言，其雙蝸桿式電樞軸I上的左旋蝸桿IA的主要加工位置尺寸為:27±0.1，19±0.015，其右旋蝸桿IB的主要加工位置尺寸為:27±0.1，19±0.015，其加工定位槽IC的主要加工尺寸為:1.6+0.2/0,2+0.25/0。加工時，利用三針測量控制其尺寸。[0019]如圖2所示，對于50W刮水器電機而言，其雙蝸桿式電樞軸I的左旋蝸桿IA及右旋蝸桿IB主要加工尺寸均為:Φ8+0.003/-0.008(見圖1、圖2)，齒形角為20° ±15';測量三針25的測量尺寸為9.15+0/-0.08，測量三針25的直徑為2.2±0.002。所述雙蝸桿式電樞軸I的前端具有左旋蝸桿IA及右旋蝸桿1B，所述外雙聯(lián)齒輪10由外雙聯(lián)齒輪斜齒輪12 (與電樞軸I的右旋蝸桿IB相連)和外雙聯(lián)齒輪直齒輪11 (與內(nèi)齒輪13相連)構(gòu)成，所述內(nèi)雙聯(lián)齒輪15由內(nèi)雙聯(lián)齒輪斜齒輪17 (與電樞軸I的左旋蝸桿IA相連)和內(nèi)雙聯(lián)齒輪直齒輪16 (與內(nèi)齒輪13相連)構(gòu)成。內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪斜齒輪17、12分置于電樞軸的上、下兩側(cè),形成電樞軸上的一對反向螺旋蝸桿一斜齒輪的傳動，使兩斜齒輪反作用于電樞軸的軸向力和徑向力互相抵消，改善了電樞軸受力狀態(tài)，降低傳動消耗、提高傳動效率，特別適合于長徑比較大的細長電樞軸結(jié)構(gòu)。如圖4所示，所述機殼21上還裝有聯(lián)結(jié)盤18、吊緊片20 (及回位片組件19)，放置在對稱位置的帶有螺紋孔的兩吊緊片20，分別插入機殼21的方孔中，在減速箱體9上用螺釘旋入吊緊片并緊固，將減速箱體9、聯(lián)結(jié)盤18和機殼21固定在一起而連接成一整體；該吊緊片20的另一作用在于:用于滾動軸承3(中間支承)的軸的右向軸向定位，該軸的左向軸向定位由減速箱體9的軸承孔臺肩承擔。當電機工作時，雙蝸桿式電樞軸I旋轉(zhuǎn)，電樞軸I上的左旋蝸桿IA和右旋蝸桿IB分別帶動分置在電樞軸兩側(cè)的內(nèi)雙聯(lián)齒輪斜齒輪17和外雙聯(lián)齒輪斜齒輪12旋轉(zhuǎn)，再由外雙聯(lián)齒輪直齒輪11和內(nèi)雙聯(lián)齒輪直齒輪16同時帶動內(nèi)齒輪13旋轉(zhuǎn)。內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪直齒輪與內(nèi)齒輪的嚙合點的偏離角為α，即內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪直齒輪與內(nèi)齒輪的嚙合點與相應(yīng)的右旋(左旋)蝸桿一斜齒輪嚙合點的偏離角為α。內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪直齒輪與內(nèi)齒輪的嚙合點對于水平線的偏離角亦為α (所述內(nèi)雙聯(lián)齒輪15的中心和外雙聯(lián)齒輪10的中心聯(lián)線要求通過內(nèi)齒輪中心線28，電機裝配時，要求內(nèi)齒輪中心線28通過電樞軸的雙蝸桿對稱中心斷面中心點D，要求兩者交點重合)，內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪直齒輪的齒數(shù)為Ζ1。并應(yīng)符合下面關(guān)系式要求:內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪直齒輪的選用齒數(shù)應(yīng)符合下面要求:內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪直齒輪與內(nèi)齒輪的嚙合點的偏離角與內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪直齒輪的齒數(shù)的乘積除于360應(yīng)為整數(shù)，且內(nèi)齒輪齒數(shù)應(yīng)選用偶數(shù)值。即(α/360) XZl =整數(shù)。對于50W 刮水器電機而言，α = 138.462，Zl = 13，則(α /360) XZl = (138.462/360) X 13 =5。內(nèi)齒輪13的齒數(shù)為Ζ2，應(yīng)選用偶數(shù)值。此時內(nèi)齒輪13的齒數(shù)Ζ2選用44齒。如圖5所示，當電機工作時，雙蝸桿式電樞軸I旋轉(zhuǎn)，電樞軸I上的左旋蝸桿IA和右旋蝸桿IB分別帶動分置在電樞軸兩側(cè)的內(nèi)雙聯(lián)齒輪斜齒輪17和外雙聯(lián)齒輪斜齒輪12旋轉(zhuǎn)，再由外雙聯(lián)齒輪直齒輪11和內(nèi)雙聯(lián)齒輪直齒輪16同時帶動內(nèi)齒輪13旋轉(zhuǎn)。所述內(nèi)齒輪13由塑料聚甲醛制成，并在注塑時與內(nèi)齒輪輸出軸23注塑在一起而成為一整體，并且在內(nèi)齒輪輸出軸23的注塑部分具有直齒滾花加工，用于傳遞扭矩，因此，內(nèi)齒輪13旋轉(zhuǎn)也就帶動內(nèi)齒輪輸出軸23旋轉(zhuǎn)。即當電機工作時，雙蝸桿式電樞軸I旋轉(zhuǎn)，通過內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪15、10，同時帶動內(nèi)齒輪13及內(nèi)齒輪輸出軸23旋轉(zhuǎn)，達到電機運動輸出。另外，所述內(nèi)齒輪輸出軸23具有上、下兩支承，鑲裝在減速箱蓋22內(nèi)的輸出軸上襯套24為其上支承，鑲裝在減速箱體9內(nèi)的輸出軸下襯套27為其下支承，由內(nèi)齒輪13及內(nèi)齒輪輸出軸23組成的傳動件的位置將位于減速箱組件以及機殼21的中心，并與雙蝸桿式電樞軸I的軸線同在此中心線上，而且作為中間傳動件的內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪15、10均在內(nèi)齒輪13尺寸范圍內(nèi)，圖中機殼的外殼尺寸線21Α就說明電機的整套減速傳動裝置均在機殼的外殼尺寸線范圍內(nèi)，此傳動結(jié)構(gòu)使電機尺寸十分緊湊。電機裝配時，要求內(nèi)齒輪中心線28通過電樞軸的雙蝸桿對稱中心斷面中心點D，兩者交點重合，所述內(nèi)雙聯(lián)齒輪15的中心和外雙聯(lián)齒輪10的中心聯(lián)線要求通過內(nèi)齒輪中心線28。此結(jié)構(gòu)使減速箱以及電機的整個外形尺寸對機殼-輸出軸中心面對稱，且比通常的結(jié)構(gòu)要緊湊很多，利于在窄小的空間中安裝。如圖6所示，電機工作時，電機各運動件的旋轉(zhuǎn)方向及雙蝸桿式電樞軸I所受的外力是:雙蝸桿式電樞軸I的旋轉(zhuǎn)方向為NI，外雙聯(lián)齒輪10的旋轉(zhuǎn)方向為Ν2，內(nèi)雙聯(lián)齒輪15的旋轉(zhuǎn)方向為Ν3，內(nèi)齒輪13的旋轉(zhuǎn)方向為Ν4 ;外雙聯(lián)齒輪斜齒輪作用于雙蝸桿式電樞軸I上的軸向力為Ρ1，外雙聯(lián)齒輪斜齒輪作用于雙蝸桿式電樞軸I上的徑向力為F1，內(nèi)雙聯(lián)齒輪斜齒輪作用于雙蝸桿式電樞軸I上的軸向力為Ρ2,內(nèi)雙聯(lián)齒輪斜齒輪作用于雙蝸桿式電樞軸I上的徑向力為F2，則Pl與Ρ2數(shù)值相等，方向相反，即Pl = _P2，F(xiàn)1與F2數(shù)值相等，方向相反，即Fl = -F2，亦即表示:在該電機減速傳動裝置中，由外雙聯(lián)齒輪斜齒輪12和內(nèi)雙聯(lián)齒輪斜齒輪17分置電樞軸上下兩側(cè)，反作用于雙蝸桿式電樞軸I上的軸向力Pl與P2和徑向力Fl與F2互相抵消，在該電機減速傳動裝置中，雙蝸桿式電樞軸I將沒有軸向力和徑向力的外力作用，此結(jié)構(gòu)十分適合于電機的電樞軸直徑小、長度長、剛度小的長徑比較大的細長軸結(jié)構(gòu)。如圖3所示，本發(fā)明結(jié)構(gòu)不需要一般電機電樞軸為細長軸的三個“靜不定”軸承支點:即中間支承、鐵芯端支承及蝸桿端支承，本發(fā)明省去了蝸桿端支承，只需要二個“靜定”支點:中間支承(滾動軸承)3及鐵芯端支承8，并且降低傳動消耗、提高傳動效率。本發(fā)明第一級傳動為雙蝸桿傳動，第二級傳動則為并聯(lián)外、內(nèi)齒減速雙傳動，即兩個外齒(小)齒輪(內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪直齒輪16、11)帶動一個(大)內(nèi)齒輪，使該電機傳動裝置具有輸出力矩大、降速比大和相對體形小的優(yōu)點。當電機工作時，雙蝸桿式電樞軸I旋轉(zhuǎn)，該電樞軸I上的左旋蝸桿IA和右旋蝸桿IB分別帶動內(nèi)雙聯(lián)齒輪斜齒輪17和外雙聯(lián)齒輪斜齒輪12旋轉(zhuǎn)，內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪15、10的內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪直齒輪16、11同時帶動內(nèi)齒輪13旋轉(zhuǎn)，內(nèi)齒輪輸出軸23與內(nèi)齒輪13聯(lián)成一體而同時旋轉(zhuǎn),達到電機運動輸出。由于電機在傳動中，內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪直齒輪16、11同時帶動內(nèi)齒輪13旋轉(zhuǎn)，形成兩對相同的傳動副:“外雙聯(lián)齒輪直齒輪11—內(nèi)齒輪13傳動副”和“內(nèi)雙聯(lián)齒輪直齒輪16—內(nèi)齒輪13傳動副”，亦即每對傳動副只承受電機運動輸出力矩的一半，或電機運動輸出力矩將為上述傳動副的二倍，由此，第一級雙蝸桿一斜齒輪傳動，第二級并聯(lián)外、內(nèi)齒雙傳動使該電機傳動裝置具有輸出力矩大、降速比大和相對體形小的優(yōu)點。采用并聯(lián)外、內(nèi)齒傳動副，要求內(nèi)齒輪中心線通過電樞軸的雙蝸桿對稱中心斷面中心點，內(nèi)齒輪與電樞軸的中心線同在減速箱中心上，使整套減速傳動裝置均在機殼的外殼尺寸線范圍內(nèi)，使得電機尺寸結(jié)構(gòu)十分緊湊。如圖7所示，外雙聯(lián)齒輪10由外雙聯(lián)齒輪斜齒輪12和外雙聯(lián)齒輪直齒輪11構(gòu)成，所述外雙聯(lián)齒輪10的外雙聯(lián)齒輪斜齒輪12具有螺旋齒29,其位置設(shè)計為外雙聯(lián)齒輪直齒輪11的兩齒中間位置，并在外雙聯(lián)齒輪直齒輪11的兩齒中間位置作裝配半月標記號30，當在電機裝配時，內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪15、10的內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪直齒輪的半月標記號，分別對準雙蝸桿式電樞軸I上的右旋蝸桿IB和左旋蝸桿IA進行嚙合安裝，不然，當內(nèi)齒輪13安裝時會產(chǎn)生干涉。內(nèi)雙聯(lián)齒輪斜齒輪17也與上述外雙聯(lián)齒輪斜齒輪12的做法一致。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于車輛上配套的各種永磁直流電機，如刮水器電機、座椅電機、玻璃升降電機、天窗電機等。本發(fā)明還可提供一種刮水器電機的雙蝸桿兩級減速傳動裝置，該裝置具有輸出力矩大、降速比大和相對體形小的優(yōu)點。
權(quán)利要求1.緊湊型汽車電機，包括電機本體組件、減速箱組件，其特征在于:所述電機本體組件的電樞軸(I)的端部具有螺旋方向相反的雙蝸桿結(jié)構(gòu)，在所述減速箱組件的減速箱體(9)內(nèi)裝有與電樞軸上的雙蝸桿分別相連的外雙聯(lián)齒輪(10)和內(nèi)雙聯(lián)齒輪(15)，該外雙聯(lián)齒輪(10)和內(nèi)雙聯(lián)齒輪(15)通過內(nèi)齒輪(13)與內(nèi)齒輪輸出軸(23)相連；由內(nèi)齒輪(13)及內(nèi)齒輪輸出軸(23)組成的傳動件的位置將位于減速箱組件以及電機本體組件的機殼(21)的中心，并與雙蝸桿式電樞軸(I)的軸線同在此中心線上，而且作為中間傳動件的內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪(15、10)均在內(nèi)齒輪(13)尺寸范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型汽車電機，其特征在于:所述雙蝸桿式電樞軸(I)的前端具有左旋蝸桿(IA)及右旋蝸桿(IB)，所述外雙聯(lián)齒輪(10)由與電樞軸的右旋蝸桿相連的外雙聯(lián)齒輪斜齒輪(12)、與內(nèi)齒輪相連的外雙聯(lián)齒輪直齒輪(11)構(gòu)成,所述內(nèi)雙聯(lián)齒輪(15)由與電樞軸的左旋蝸桿相連內(nèi)雙聯(lián)齒輪斜齒輪(17)、與內(nèi)齒輪相連的內(nèi)雙聯(lián)齒輪直齒輪(16)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的緊湊型汽車電機，其特征在于:其特征在于:所述外雙聯(lián)齒輪(10)的外雙聯(lián)齒輪斜齒輪(12)具有螺旋齒(29),其位置設(shè)計為外雙聯(lián)齒輪直齒輪(11)的兩齒中間位置，并在外雙聯(lián)齒輪直齒輪(11)的兩齒中間位置作裝配半月標記號(30)。
專利摘要一種緊湊型汽車電機，包括電機本體組件、減速箱組件，所述電機本體組件的電樞軸的端部具有螺旋方向相反的雙蝸桿結(jié)構(gòu)，在所述減速箱組件的減速箱體內(nèi)裝有與電樞軸上的雙蝸桿分別相連的外雙聯(lián)齒輪和內(nèi)雙聯(lián)齒輪，該外雙聯(lián)齒輪和內(nèi)雙聯(lián)齒輪通過內(nèi)齒輪與內(nèi)齒輪輸出軸相連；內(nèi)齒輪及內(nèi)齒輪輸出軸的位置將位于減速箱組件以及電機本體組件的機殼的中心，并與電樞軸的軸線同在此中心線上，且內(nèi)、外雙聯(lián)齒輪均在內(nèi)齒輪尺寸范圍內(nèi)。本實用新型電機傳動輸出力矩大、相對體形小、結(jié)構(gòu)緊湊，并由于傳動受力的改善，降低傳動消耗、提高傳動效率，且減少震動和沖擊，顯著降低電機的振動和噪音，提高了電機性能和壽命，其通用性強、安裝方便，工作效率高。
文檔編號H02K7/116GK203027082SQ20132001827
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月1日
發(fā)明者王上勝, 徐正宥 申請人:浙江勝華波電器股份有限公司