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      一種中空禮帽型剛輪輸出諧波減速器的中空一體電機的制作方法

      文檔序號:11709803閱讀:605來源:國知局
      一種中空禮帽型剛輪輸出諧波減速器的中空一體電機的制作方法與工藝

      本發(fā)明屬于電機領域,具體而言,本發(fā)明涉及一種中空禮帽型剛輪輸出諧波減速器的中空一體電機,尤其涉及一種對安裝空間、輸出精度和扭矩有較高要求的一種帶諧波減速器的中空一體電機。



      背景技術:

      隨著電機特別是伺服電機在工業(yè)領域的應用范圍越來越廣,對電機輸出的精度、轉矩等要求也越來越高。目前市場上的電機一般都要經過減速器后才與負載相連接,即電機和減速器基本上是分開安裝固定的,這樣的安裝結構會引入諸多誤差因素,降低最終輸出軸的精度;此外,這種結構的電機和減速器整體體積十分龐大,外形結構也不美觀,在安裝時需要把電機和減速器分別安裝在基座上,裝配比較麻煩,后期維護保養(yǎng)也很繁瑣,直接影響生產與維護成本;而且,在一些特定場合,還對電機及減速器的安裝空間有嚴格的要求。綜上可知,當下電機的設計和制造遇到了新的挑戰(zhàn)。



      技術實現(xiàn)要素:

      為了解決現(xiàn)有技術中的問題,本發(fā)明的提供了一種中空禮帽型剛輪輸出諧波減速器的中空一體電機,其包括:外殼、伺服電機和中空禮帽型鋼輪輸出諧波減速器;所述外殼呈筒狀;所述伺服電機固定于所述外殼內部,包括電機殼、前端蓋、后端蓋、轉軸,所述前端蓋、后端蓋分別位于所述電機殼的兩端,所述轉軸位于所述電機殼內部,并且所述轉軸的中部、后端分別通過前軸承和后軸承設于所述前端蓋、后端蓋中,所述前端蓋的前側設有環(huán)形凹止口,所述轉軸的前端的部分截面呈橢圓形;所述中空禮帽型鋼輪輸出諧波減速器位于所述外殼內部,并靠近所述外殼的前開口處,包括波發(fā)生器、柔性軸承、柔輪、減速器軸承、諧波減速器法蘭和鋼輪,所述波發(fā)生器為所述轉軸的截面呈橢圓形的前端的部分,所述柔性軸承套設于所述波發(fā)生器上,所述柔輪呈中空帽型,且包括:有齒一端和外翻一端,所述有齒一端套設于所述柔性軸承上,并與所述鋼輪的內齒嚙合,所述外翻一端和所述減速器軸承的軸承外圈依次固定在所述環(huán)形凹止口內,所述鋼輪的兩端分別與所述法蘭和所述減速器軸承的軸承內圈固定連接,所述法蘭作為輸出端。

      在如上所述的中空一體電機中,優(yōu)選地,所述轉軸為中空轉軸,所述轉軸形成的中空空腔與所述外殼的前開口和后開口組成一個貫通的長孔。

      在如上所述的中空一體電機中,優(yōu)選地,所述外殼的后端設有后蓋,在所述后蓋上開有所述后開口。

      在如上所述的中空一體電機中,優(yōu)選地,所述前端蓋的后側和所述后端蓋的前側均設有環(huán)形凸臺,所述電機殼裝卡于兩個所述環(huán)形凸臺上。

      在如上所述的中空一體電機中,優(yōu)選地,所述外殼的前端內側形成有外殼止口,所述外殼止口處裝卡有所述前端蓋。

      在如上所述的中空一體電機中,優(yōu)選地,所述伺服電機還包括:旋轉變壓器,所述旋轉變壓器安裝在所述轉軸的后端,并卡緊在所述后端蓋外側的環(huán)狀凹槽內。

      在如上所述的中空一體電機中,優(yōu)選地,所述伺服電機還包括:油封,所述油封為一個環(huán)形密封圈,安裝在所述轉軸和所述前端蓋的中心孔的內壁之間。

      本發(fā)明提供的技術方案帶來的有益效果如下:

      與傳統(tǒng)減速器的柔輪輸出不同,本發(fā)明專利把減速器的柔輪固定到伺服電機的前端蓋上,實現(xiàn)了減速器的鋼輪輸出效果;

      把伺服電機和減速器做成一體,減少由于分體式結構帶來的設計和安裝誤差

      附圖說明

      圖1為本發(fā)明實施例提供的一種中空禮帽型剛輪輸出諧波減速器的中空一體電機的結構示意圖;

      圖2是本發(fā)明實施例提供的一種伺服電機的結構示意圖;

      圖3是本發(fā)明實施例提供的一種中空禮帽型鋼輪輸出諧波減速器的結構示意圖;

      圖4是本發(fā)明實施例提供的一種外殼的結構示意圖。

      圖中,符號說明如下:

      1外殼、101筒體、1011外殼止口、1012安裝法蘭、10121法蘭止口、102后蓋、1021后開口、2伺服電機、201前端蓋、202電機殼、203磁鋼、204后端蓋、205旋轉變壓器、206后軸承、207轉軸、208定子、209前軸承、210油封、2011中心孔、2012內孔止口、2013凹形止口、2014環(huán)形凸臺、2041內孔止口、2042環(huán)形凸臺、2043環(huán)狀凹槽、2071橢圓形軸階、3中空禮帽型鋼輪輸出諧波減速器、301波發(fā)生器、302柔性軸承、303柔輪、304剛輪、305減速器軸承的軸承內圈、306減速器軸承的軸承外圈、307法蘭。

      具體實施方式

      下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細說明。

      參見圖1~4,本發(fā)明實施例提供了一種中空禮帽型剛輪輸出諧波減速器的中空一體電機,其包括:外殼1、伺服電機2和中空禮帽型鋼輪輸出諧波減速器3,為了描述方便,下文中以減速器為中空禮帽型鋼輪輸出諧波減速器3的簡稱進行描述。

      具體地,參見圖2,伺服電機2包括:前端蓋201、后端蓋204、前軸承209、后軸承206、定子208、磁鋼203、轉軸207、電機殼202和旋轉變壓器205、油封210等。

      前端蓋201和后端蓋204呈圓盤狀結構,其兩側(如圖2中的左側和右側)分別加工有若干環(huán)形凹槽(或稱凹形止口)和環(huán)形凸臺(或稱凸形止口),其中心均設有一內孔,如在圖2中,前端蓋的中心形成有中心孔2011。

      電機殼202呈圓筒狀結構,其兩端分別裝卡于前端蓋201內側(圖2中前端蓋的右側)的環(huán)形凸臺2014和后端蓋204內側(圖2中后端蓋的左側)的環(huán)形凸臺2042上。

      后軸承206的外圈裝卡在后端蓋204內側(圖2中后端蓋的左側)的內孔止口2041處,內孔止口2041與轉軸軸線的距離小于環(huán)形凸臺2042與轉軸軸線之間的距離。前軸承209的外圈裝入前端蓋201內側(圖2中前端蓋的右側)的內孔止口2012處,內孔止口2012與轉軸軸線的距離小于環(huán)形凸臺2014與轉軸軸線之間的距離。

      轉軸207設有若干個臺階的軸狀結構,即在轉軸207的外壁上設有多個不同規(guī)格的軸肩(即不同軸徑的軸肩)。前軸承209、后軸承206的內圈則分別裝卡在轉軸207的兩段軸肩處。油封210為一個環(huán)形密封圈,其安裝在轉軸207和前端蓋201的中心孔2011的內壁之間。

      定子208固定在電機殼202內壁上,磁鋼203安裝在轉軸207的一段軸階處,且與定子208間設計有可轉動間隙,優(yōu)選,安裝有磁鋼303的軸肩的軸徑小于裝卡有前軸承209內圈的軸肩的軸徑,且大于裝卡有后軸承206內圈的軸肩的軸徑。

      旋轉變壓器205安裝在轉軸207末端,并卡緊在后端蓋204外側(圖2中后端蓋的右側)環(huán)狀凹槽2043內。

      轉軸207靠近前端蓋201處有一橢圓形軸階(即軸肩斷面為橢圓形)2071,在垂直于轉軸207軸線方向上,橢圓形軸肩所在位置與下述柔輪303的有齒一端所在位置相對應。

      減速器3包括:波發(fā)生器301、柔性軸承302、柔輪303、剛輪304、減速器軸承、法蘭307等。

      波發(fā)生器301與轉軸207設計為一體,即轉軸207左端的橢圓形軸階(或稱軸肩)即為該波發(fā)生器。

      柔輪303呈中空禮帽形薄壁狀結構,其一端設有外齒(即有齒一端),另一端外翻(即外翻一端)。剛輪304為設有內螺紋圓環(huán)狀結構,其通過螺釘與減速器軸承的軸承內圈305相連接。柔性軸承302嵌套安裝于波發(fā)生器301上面,柔輪303的有齒一端嵌套安裝在柔性軸承302的外表面,且與剛輪304內齒相嚙合。柔輪303的外翻一端與減速器軸承的軸承外圈306均固定在前端蓋201的凹形止口(或稱環(huán)形凹槽)2013內,在圖3中,從左至右,減速器軸承的軸承外圈306和柔輪303的外翻一端先后固定在凹形止口內。法蘭307為一種中空凸臺狀結構,其通過螺釘與剛輪304和軸承內圈305相連接,使得法蘭307作為輸出端。

      外殼1的筒體101呈筒狀,形成有前開口和后開口1021,其全覆蓋在減速器3和伺服電機2的外側,且與減速器3的法蘭307處預留轉動間隙。在外殼1的后端設有后蓋102,在后蓋102上開有后開口1021。在外殼1的前端內側(圖4中外殼的右側)設有一外殼止口1011,前端蓋201裝卡在該外殼止口處,并通過螺釘固定。殼體1的前端的外側還設有一安裝法蘭1012,安裝法蘭1012上開設有一法蘭止口10121和一圈安裝螺釘孔。優(yōu)選地,前開口和后開口1021余轉軸同心。

      優(yōu)選地,轉軸207為中空轉軸,中空轉軸形成的中空空腔與前開口和后開口1021連通,即由于減速器、伺服電機和外殼內部均是中空結構,安裝完畢后,其內部會組成一個貫通的長孔,既可以用于內部走線,又利于本發(fā)明一體機散熱。

      下面對伺服電機2、減速器3和外殼1相互間的安裝順序進行具體說明:

      針對伺服電機2,首先把磁鋼203過盈安裝在中空轉軸207中間一段軸階上,然后把前軸承209裝在中空轉軸207左側較高一段軸階(即該處軸肩的軸徑大于中間一段軸肩的軸徑)上,且中空轉軸207最高一段軸階(即該處軸肩的軸徑大于較高一段軸肩的軸徑)擋住前軸承內圈;同理,后軸承206內圈擋在中空轉軸207后端一軸階上;把安裝在中空轉軸207軸階上的前軸承209嵌入前端蓋201凹止口2012內,然后把油封210嵌套安裝在中空轉軸與前端蓋中心孔2011之間位置處;由于減速器的波發(fā)生器301和中空轉軸207做成一體,所以可把柔性軸承302嵌套在波發(fā)生器301外,為下一步安裝做準備;

      針對減速器3,首先把中空禮帽形柔輪303有齒一端套入軸承內圈305,柔輪外翻一端貼合軸承外圈306;然后,把剛輪304同心安裝在述軸承內圈305靠外一側,且剛輪304安裝時要與柔輪303有齒一端嚙合;最后,把法蘭307同心安裝在剛輪304靠外一側。

      對于已部分預裝配的伺服電機2和減速器3,把裝有定子的電機殼202安裝到上述電機前端蓋內側凸形止口2014上,且使得電機殼上的定子208與中空轉軸上的磁鋼203之間留有一定轉動間隙;然后,再把電機后端蓋內側凹形止口2041外套于電機后軸承206上,電機后端蓋內側凸形止口2042與電機殼202相配合;再把上述旋轉變壓器205嵌套在中空轉軸207上,且使旋轉變壓器205左側裝卡在后端蓋外側環(huán)狀凹槽2043內;最后,把減速器有柔輪外翻部分的一側安裝到電機前端蓋外側凹形止口2013內,且通過螺釘把減速器上的軸承外圈306和柔輪303與電機前端蓋201相固定,同時,使安裝在中空轉軸207上的柔性軸承302與減速器柔輪303有齒一端緊密貼合;

      完成之前步驟,即可把伺服電機2與減速器3一體結構從外殼1底部裝入筒體(或稱前殼體)101,且與前殼體內部止口1011相固定,然后再把后蓋102安裝到筒體101后端。

      實施例工作原理如下:

      中空轉軸207在伺服電機2通電時轉動,與中空轉軸207做成一體的波發(fā)生器301也隨之轉動,波發(fā)生器301驅動柔性軸承302轉動,柔性軸承302又把轉動傳遞給柔輪303,柔輪303與剛輪304進行嚙合運動,而柔輪303與軸承外圈306又均與電機前端蓋201固定,經過減速的運動就通過剛輪304以及與剛輪固定的軸承內圈305輸出。

      分析可知,與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于:

      與傳統(tǒng)減速器的柔輪輸出不同,本發(fā)明專利把減速器的柔輪固定到伺服電機的前端蓋上,實現(xiàn)了減速器的鋼輪輸出效果;在模塊化設計時,在保證空間、精度、走線等要求的前提下,豐富了選擇方案。

      由技術常識可知,本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實質或必要特征的實施方案來實現(xiàn)。因此,上述公開的實施方案,就各方面而言,都只是舉例說明,并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內或在等同于本發(fā)明的范圍內的改變均被本發(fā)明包含。

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