專利名稱：：少齒差行星減速電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)，具體是一種少齒差行星減速電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
：在目前生產(chǎn)機(jī)械的電力拖動(dòng)，諸如電梯曳引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電動(dòng)絞車、以及其他機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備的電力拖動(dòng)中，一般均需通過(guò)減速機(jī)將電動(dòng)機(jī)的速度降下來(lái)，并提高電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩來(lái)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行；其中，電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)之間一般采用組合安裝的方式；然而，組合安裝極易帶來(lái)占地面積大、級(jí)聯(lián)多、損耗大等一系列問(wèn)題，在某些應(yīng)用場(chǎng)合，組合安裝的電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)根本無(wú)法滿足應(yīng)用要求。為此有必要發(fā)明一種能解決電力拖動(dòng)中組合安裝方式帶來(lái)的一系列問(wèn)題的新型電動(dòng)機(jī)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決現(xiàn)有電力拖動(dòng)中電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)之間組合安裝帶來(lái)占地面積大、級(jí)聯(lián)多、損耗大的問(wèn)題，提供了一種少齒差行星減速電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的少齒差行星減速電動(dòng)機(jī)，包括定子裝配、轉(zhuǎn)子裝配、輪殼、端蓋、以及固定于輪殼兩端的滑蓋；滑蓋通過(guò)軸承支撐于端蓋端部；定子裝配由固定于端蓋端面的定子圈、固定于定子圈上的6N(N為大于等于2的自然數(shù))個(gè)定子磁極、以及繞在各定子磁極上的集中繞組組成；轉(zhuǎn)子裝配包括其上設(shè)有偏心軸段的轉(zhuǎn)軸、行星轉(zhuǎn)子、以及固定于轉(zhuǎn)子圈上的行星齒輪；其中，偏心軸段的軸線與轉(zhuǎn)軸的軸線平行；行星轉(zhuǎn)子包括經(jīng)軸承支撐于偏心軸段上的轉(zhuǎn)子圈、固定于轉(zhuǎn)子圈上的6N-1(N為大于等于2的自然數(shù))個(gè)轉(zhuǎn)子磁極、以及固定于轉(zhuǎn)子磁極上的永久磁體；輪殼的內(nèi)表面固定有內(nèi)齒輪，行星齒輪與內(nèi)齒輪的內(nèi)齒相嚙合；6N個(gè)集中繞組中，均勻間隔N-1個(gè)集中繞組排列的六個(gè)集中繞組為一組，每一組的六個(gè)集中繞組中，第一個(gè)集中繞組的尾端與第四個(gè)集中繞組的尾端相連作為B相繞組，第二個(gè)集中繞組的尾端與第五個(gè)集中繞組的尾端相連作為A相繞組，第三個(gè)集中繞組的首端與第六個(gè)集中繞組的首端相連作為C相繞組，各組中的各相繞組相互串聯(lián)或并聯(lián)而形成電動(dòng)機(jī)的定子三相繞組(即N組集中繞組中，各組中的B相繞組相串聯(lián)或并聯(lián)而形成電動(dòng)機(jī)的定子B相繞組，各組中的A相繞組相串聯(lián)或并聯(lián)而形成電動(dòng)機(jī)的定子A相繞組，各組中的C相繞組相串聯(lián)或并聯(lián)而形成電動(dòng)機(jī)的定子C相繞組)。所述輪殼為現(xiàn)有公知結(jié)構(gòu)。工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的定子三相繞組通以三相交流電，在定子磁場(chǎng)的作用下，各行星轉(zhuǎn)子繞偏心軸段的軸線沿定子表面自轉(zhuǎn)，同時(shí)繞轉(zhuǎn)軸的軸線沿定子表面公轉(zhuǎn)，與轉(zhuǎn)子圈同軸連接的行星齒輪也隨行星轉(zhuǎn)子進(jìn)行自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，并驅(qū)動(dòng)與之嚙合的內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)齒輪進(jìn)而推動(dòng)與之固定的輪殼進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，輪殼同時(shí)亦帶動(dòng)滑蓋進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；通過(guò)行星齒輪和內(nèi)齒輪之間的傳動(dòng)比，內(nèi)齒輪上輸出大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速；該大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速是由定子裝配和行星轉(zhuǎn)子所形成的準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的性能(包括電磁性能、定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu))決定的。本發(fā)明所述電動(dòng)機(jī)的定子驅(qū)動(dòng)行星轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的工作過(guò)程如下以三相交流電典型3瞬時(shí)時(shí)刻對(duì)應(yīng)行星轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行分析，將三相交流電的一個(gè)周期分成6個(gè)時(shí)刻，以12個(gè)定子磁極(即N等于2)為例，在各個(gè)時(shí)刻，定子磁極的極性變化、行星轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子磁極的位置變化等如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表中1-11為行星轉(zhuǎn)子的11個(gè)轉(zhuǎn)子磁極；Al、A2、Bl、B2、Cl、C2、al、a2、bl、b2、cl、c2為12個(gè)定子磁極；其中，Al、A2、al、a2為定子A相繞組所對(duì)應(yīng)的定子磁極，Bl、B2、bl、b2為定子B相繞組所對(duì)應(yīng)的定子磁極，Cl、C2、cl、c2為定子C相繞組所對(duì)應(yīng)的定子磁極；tl、t2、t3、t4、t5、t6為三相交流電的一個(gè)周期中的6個(gè)時(shí)刻；N為磁極；電流從集中繞組的尾端進(jìn)、首端出為N極；S為磁極；電流從集中繞組的首端進(jìn)、尾端出為S極；0為中性點(diǎn)；即定子磁極沒(méi)有極性；首先，我們以a相交流電為基準(zhǔn)，將其分為每60度為一個(gè)時(shí)刻，如圖14所示。設(shè)行星轉(zhuǎn)子表面(中間)為N極，當(dāng)在tl時(shí)刻，行星轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子磁極1、2分別與定子磁極A1、A2對(duì)齊(接觸)，見(jiàn)表。在tl時(shí)亥lj，a相電壓為O，b相電壓為正，c相電壓為負(fù)，此時(shí)定子磁極Bl、B2為S極，定子磁極Cl、C2為S極，定子磁極Bl、B2對(duì)轉(zhuǎn)子磁極的吸力等于定子磁極Cl、C2磁極對(duì)轉(zhuǎn)子磁極的吸力；此后b相電壓逐漸下降，c相電壓逐漸升高，定子磁極Cl、C2對(duì)轉(zhuǎn)子磁極的吸力大于定子磁極Bl、B2對(duì)轉(zhuǎn)子磁極的吸力，定子磁極Cl、C2對(duì)轉(zhuǎn)子磁極產(chǎn)生力矩，使得轉(zhuǎn)子磁極3、4向定子磁極C1、C2滾動(dòng)；到了t2時(shí)刻，a相電壓與c相電壓大小相等且極性相反，b相電壓為0，轉(zhuǎn)子磁極3、4分別與定子磁極Cl、C2對(duì)齊(接觸)；在三相交流旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，經(jīng)過(guò)表中的一個(gè)正弦周期中的6個(gè)時(shí)刻后，轉(zhuǎn)子磁極2、3滾動(dòng)到定子磁極A1、A2(與定子磁極A1、A2對(duì)齊)；經(jīng)過(guò)12個(gè)正弦周期后，行星轉(zhuǎn)子即完成自轉(zhuǎn)一周；上述便是本發(fā)明所述電動(dòng)機(jī)在理想條件下的運(yùn)行情況；在電動(dòng)機(jī)帶載運(yùn)行的情況下，行星轉(zhuǎn)子的位置將會(huì)滯后定子磁場(chǎng)一個(gè)偏轉(zhuǎn)角度，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩越大，偏轉(zhuǎn)角度也越大，當(dāng)偏轉(zhuǎn)角度大于180度時(shí)，行星轉(zhuǎn)子將與定子磁場(chǎng)失步；當(dāng)偏轉(zhuǎn)角度為90度時(shí)，以轉(zhuǎn)子磁極1、2分別與定子磁極Al、A2對(duì)齊(接觸)的時(shí)刻為例，轉(zhuǎn)子磁極3、4、5、6、7與定子磁極之間產(chǎn)生吸力，而轉(zhuǎn)子磁極8、9、10、11、1與定子磁極之間產(chǎn)生推力，此時(shí)行星轉(zhuǎn)子上將產(chǎn)生最大的力矩；在實(shí)際應(yīng)用中，偏轉(zhuǎn)角度隨負(fù)載的變化而變化。本發(fā)明所述的電動(dòng)機(jī)是基于2Z型少齒差行星減速機(jī)原理的一種機(jī)電一體化的新型電機(jī)。2Z型少齒差行星減速機(jī)具有輸出大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速的特點(diǎn)，它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是內(nèi)齒輪a固定，行星齒輪b與行星齒輪c同軸連接，內(nèi)齒輪d與輸出軸相連；行星齒輪b與內(nèi)齒輪a相嚙合組成第一級(jí)少齒差行星減速，行星齒輪c與內(nèi)齒輪d相嚙合組成第二級(jí)少齒差行星減速；如圖15所示，第一級(jí)少齒差行星減速與第二級(jí)少齒差行星減速的聯(lián)接并不是通常的串聯(lián)關(guān)系，因而，2Z型少齒差行星減速機(jī)的傳動(dòng)比并不等于第一級(jí)傳動(dòng)比乘以第二級(jí)傳動(dòng)比；2Z型少齒差行星減速機(jī)的傳動(dòng)比公式如下:iX4="J77(其中，"4為2Z型少齒差行星減速機(jī)的傳動(dòng)比，Za為內(nèi)齒輪a的齒數(shù)，Zb為行星齒輪b的齒數(shù)，Zc為行星齒輪c的齒數(shù)，Zd為內(nèi)齒輪d的齒數(shù))；2Z型少齒差行星減速機(jī)的高速輸入通過(guò)行星齒輪b與內(nèi)齒輪a嚙合旋轉(zhuǎn)完成，低速輸出則通過(guò)內(nèi)齒輪d實(shí)現(xiàn)；具體為行星齒輪b與內(nèi)齒輪a嚙合旋轉(zhuǎn)，因行星齒輪b與行星齒輪c同軸連接，行星齒輪b的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)同時(shí)傳給行星齒輪c;當(dāng)行星齒輪c公轉(zhuǎn)一周時(shí)，內(nèi)齒輪d也按行星齒輪c的公轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)一周，由于行星齒輪c的自轉(zhuǎn)方向和公轉(zhuǎn)方向相反，內(nèi)齒輪d的輸出轉(zhuǎn)速等于行星齒輪c的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)同時(shí)作用于內(nèi)齒輪d上的轉(zhuǎn)速之差。本發(fā)明所述的電動(dòng)機(jī)利用了2Z型少齒差行星減速機(jī)的上述機(jī)械特性，并將內(nèi)齒輪a由電動(dòng)機(jī)的定子裝配代替，行星齒輪b由電動(dòng)機(jī)的行星轉(zhuǎn)子代替，行星齒輪b與內(nèi)齒輪a嚙合旋轉(zhuǎn)由此變?yōu)槿嘟涣餍D(zhuǎn)磁場(chǎng)推動(dòng)行星轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；因此，本發(fā)明所述的電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比公式如下7(其中，i為本發(fā)明所述的電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比，Za為定子磁極的個(gè)數(shù)，Zb為轉(zhuǎn)子磁極的個(gè)數(shù)，Zc為行星齒輪的齒數(shù)，Zd為內(nèi)齒輪的齒數(shù))；由上述公式可知，通過(guò)改變行星齒輪與內(nèi)齒輪之間的齒數(shù)比，即可以改變電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比，進(jìn)而改變電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速。通過(guò)利用2Z型少齒差行星減速機(jī)的原理，本發(fā)明所述的電動(dòng)機(jī)徹底實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，即對(duì)電力拖動(dòng)中的電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)兩大設(shè)備進(jìn)行了集成化，因而在電力拖動(dòng)中，無(wú)需再對(duì)電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)進(jìn)行組合安裝，從而徹底解決了現(xiàn)有電力拖動(dòng)中電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)之間組合安裝帶來(lái)占地面積大、級(jí)聯(lián)多、損耗大的問(wèn)題。進(jìn)一步地，所述偏心軸段的數(shù)目為兩個(gè)，且兩個(gè)偏心軸段的軸線關(guān)于轉(zhuǎn)軸的軸線對(duì)稱；所述定子裝配、行星轉(zhuǎn)子、行星齒輪的數(shù)目均為兩個(gè)，各定子裝配均與端蓋固定，各行星轉(zhuǎn)子、行星齒輪分別安裝在兩個(gè)偏心軸段上；工作時(shí)，即使某個(gè)行星轉(zhuǎn)子或行星齒輪出現(xiàn)故障，另一個(gè)行星轉(zhuǎn)子或行星齒輪仍能繼續(xù)工作，從而保證電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。本發(fā)明所述的電動(dòng)機(jī)基于2Z型少齒差行星減速機(jī)原理，徹底解決了現(xiàn)有電力拖動(dòng)中電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)之間組合安裝帶來(lái)占地面積大、級(jí)聯(lián)多、損耗大的問(wèn)題，其具有輸出轉(zhuǎn)矩高、體積小、電驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、調(diào)速范圍寬、負(fù)載能力強(qiáng)、具有相同的啟制動(dòng)轉(zhuǎn)矩、可進(jìn)行頻繁的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)等一系列特點(diǎn)，特別適合在電梯曳引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電動(dòng)絞車、以及其他機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備的電力拖動(dòng)中使用。圖1為本發(fā)明所述電動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為圖1的A-A剖面圖；圖4為圖3的B-B剖面圖；圖5為圖3的C-C剖面圖；圖6為端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖7的左視圖；圖9為定子裝配的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為圖9的A-A剖面圖；圖11為行星轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為圖11的A-A剖面圖；圖13為定子集中繞組的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖14為三相交流電的時(shí)刻劃分示意圖；圖15為2Z型少齒差行星減速機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1-輪殼，2-端蓋，3-定子圈，4-定子磁極，5-轉(zhuǎn)軸，6_偏心軸段，7_行星齒輪，8-轉(zhuǎn)子圈，9-轉(zhuǎn)子磁極，10_內(nèi)齒輪，ll-滑蓋。具體實(shí)施例方式少齒差行星減速電動(dòng)機(jī)，包括定子裝配、轉(zhuǎn)子裝配、輪殼1、端蓋2、以及固定于輪殼1兩端的滑蓋11;滑蓋11通過(guò)軸承支撐于端蓋2端部；定子裝配由固定于端蓋2端面的定子圈3、固定于定子圈3上的6N(N為大于等于2的自然數(shù))個(gè)定子磁極4、以及繞在各定子磁極4上的集中繞組組成；轉(zhuǎn)子裝配包括其上設(shè)有偏心軸段6的轉(zhuǎn)軸5、行星轉(zhuǎn)子、以及固定于轉(zhuǎn)子圈8上的行星齒輪7;其中，偏心軸段6的軸線與轉(zhuǎn)軸5的軸線平行；行星轉(zhuǎn)子包括經(jīng)軸承支撐于偏心軸段6上的轉(zhuǎn)子圈8、固定于轉(zhuǎn)子圈8上的6N-1(N為大于等于2的自然數(shù))個(gè)轉(zhuǎn)子磁極9、以及固定于轉(zhuǎn)子磁極9上的永久磁體；輪殼1的內(nèi)表面固定有內(nèi)齒輪IO，行星齒輪7與內(nèi)齒輪10的內(nèi)齒相嚙合；6N個(gè)集中繞組中，均勻間隔N-l個(gè)集中繞組排列的六個(gè)集中繞組為一組，每一組的六個(gè)集中繞組中，第一個(gè)集中繞組的尾端與第四個(gè)集中繞組的尾端相連作為B相繞組，第二個(gè)集中繞組的尾端與第五個(gè)集中繞組的尾端相連作為A相繞組，第三個(gè)集中繞組的首端與第六個(gè)集中繞組的首端相連作為C相繞組，各組中的各相繞組相互串聯(lián)或并聯(lián)而形成電動(dòng)機(jī)的定子三相繞組(集中繞組的連接結(jié)構(gòu)如圖13所示)；所述偏心軸段6的數(shù)目為兩個(gè)，且兩個(gè)偏心軸段6的軸線關(guān)于轉(zhuǎn)軸5的軸線對(duì)稱；所述定子裝配、行星轉(zhuǎn)子、行星齒輪7的數(shù)目均為兩個(gè)，各定子裝配均與端蓋2固定，各行星轉(zhuǎn)子、行星齒輪7分別安裝在兩個(gè)偏心軸段6上；具體實(shí)施時(shí)，輪殼1表面設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)可盤繞線纜，用于電梯曳引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電動(dòng)絞車等的電力拖動(dòng)；轉(zhuǎn)子磁極9上開(kāi)有兩個(gè)槽，槽內(nèi)分別放置極性軸向排列的兩個(gè)釹鐵硼永久磁體，這樣使轉(zhuǎn)子磁極9表面形成S、N、S或N、S、N的磁分布；定子磁極4上開(kāi)有兩個(gè)槽，槽內(nèi)繞有集中繞組，集中繞組通電后，定子磁極4表面形成S、N、S或N、S、N的磁分布。前述描述工作過(guò)程的表格中，定子磁極的極性是以定子磁極表面中間的極性為代表，轉(zhuǎn)子磁極的極性是以轉(zhuǎn)子磁極表面的兩個(gè)槽中間的極性為代表。權(quán)利要求一種少齒差行星減速電動(dòng)機(jī)，包括定子裝配、轉(zhuǎn)子裝配、輪殼(1)、端蓋(2)、以及固定于輪殼(1)兩端的滑蓋(11)；滑蓋(11)通過(guò)軸承支撐于端蓋(2)端部；其特征在于定子裝配由固定于端蓋(2)端面的定子圈(3)、固定于定子圈(3)上的6N(N為大于等于2的自然數(shù))個(gè)定子磁極(4)、以及繞在各定子磁極(4)上的集中繞組組成；轉(zhuǎn)子裝配包括其上設(shè)有偏心軸段(6)的轉(zhuǎn)軸(5)、行星轉(zhuǎn)子、以及固定于轉(zhuǎn)子圈(8)上的行星齒輪(7)；其中，偏心軸段(6)的軸線與轉(zhuǎn)軸(5)的軸線平行；行星轉(zhuǎn)子包括經(jīng)軸承支撐于偏心軸段(6)上的轉(zhuǎn)子圈(8)、固定于轉(zhuǎn)子圈(8)上的6N-1(N為大于等于2的自然數(shù))個(gè)轉(zhuǎn)子磁極(9)、以及固定于轉(zhuǎn)子磁極(9)上的永久磁體；輪殼(1)的內(nèi)表面固定有內(nèi)齒輪(10)，行星齒輪(7)與內(nèi)齒輪(10)的內(nèi)齒相嚙合；6N個(gè)集中繞組中，均勻間隔N-1個(gè)集中繞組排列的六個(gè)集中繞組為一組，每一組的六個(gè)集中繞組中，第一個(gè)集中繞組的尾端與第四個(gè)集中繞組的尾端相連作為B相繞組，第二個(gè)集中繞組的尾端與第五個(gè)集中繞組的尾端相連作為A相繞組，第三個(gè)集中繞組的首端與第六個(gè)集中繞組的首端相連作為C相繞組，各組中的各相繞組相互串聯(lián)或并聯(lián)而形成電動(dòng)機(jī)的定子三相繞組。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的少齒差行星減速電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述偏心軸段(6)的數(shù)目為兩個(gè)，且兩個(gè)偏心軸段(6)的軸線關(guān)于轉(zhuǎn)軸(5)的軸線對(duì)稱；所述定子裝配、行星轉(zhuǎn)子、行星齒輪(7)的數(shù)目均為兩個(gè)，各定子裝配均與端蓋(2)固定，各行星轉(zhuǎn)子、行星齒輪(7)分別安裝在兩個(gè)偏心軸段(6)上。全文摘要本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)，具體是一種少齒差行星減速電動(dòng)機(jī)。解決了現(xiàn)有電力拖動(dòng)中電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)之間組合安裝帶來(lái)占地面積大、級(jí)聯(lián)多、損耗大的問(wèn)題。少齒差行星減速電動(dòng)機(jī)包括定子裝配、轉(zhuǎn)子裝配、輪殼、端蓋、以及固定于輪殼兩端的滑蓋；滑蓋通過(guò)軸承支撐于端蓋端部；定子裝配由固定于端蓋端面的定子圈、固定于定子圈上的6N(N為大于等于2的自然數(shù))個(gè)定子磁極、以及繞在各定子磁極上的集中繞組組成；轉(zhuǎn)子裝配包括其上設(shè)有偏心軸段的轉(zhuǎn)軸、行星轉(zhuǎn)子、以及固定于轉(zhuǎn)子圈上的行星齒輪；輪殼的內(nèi)表面固定有內(nèi)齒輪，行星齒輪與內(nèi)齒輪的內(nèi)齒相嚙合。本發(fā)明適合在電梯曳引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電動(dòng)絞車、以及其他機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備的電力拖動(dòng)中使用。文檔編號(hào)H02K7/116GK101752953SQ20101010000公開(kāi)日2010年6月23日申請(qǐng)日期2010年1月19日優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日發(fā)明者崔振忠,彭建成,王官升申請(qǐng)人:大同裕隆環(huán)保有限責(zé)任公司