CN107152499A - 驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种驱动装置，包括电机和齿轮箱，所述齿轮箱包括第一太阳轮、沿第一太阳轮周向间隔分布并啮合所述第一太阳轮的若干第一行星轮、环绕并啮合所述若干第一行星轮的第一内齿圈；所述第一太阳轮固定到所述电机的转轴且随着所述转轴进行同轴转动，所述第一太阳轮与所述若干第一行星轮的啮合面相对于所述转轴倾斜，所述若干第一行星轮沿所述第一太阳轮的周向间隔分布并分别受到外部施加的朝向所述电机的第一作用力，从而使得所述若干第一行星轮分别向所述第一太阳轮施加朝向所述转轴的横向分力。实施本发明可以简化驱动装置中电机的结构，使驱动装置的结构更加紧凑，重量轻，成本低。

Description

驱动装置
技术领域
本发明涉及一种驱动装置，更具体地，涉及具有电机和齿轮减速箱的驱动装置。
背景技术
齿轮减速箱常用于对电机的输出进行减速，然后再对外输出。齿轮减速箱通常与电机安装在一起，作为一种驱动装置。消费者希望驱动装置具有更紧凑的结构和/或更轻的重量。
发明内容
通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。
为克服现有技术的不足，本发明的目的是这样实现的，提供一种驱动装置，包括电机和齿轮箱，所述齿轮箱包括第一太阳轮、环绕并啮合所述第一太阳轮的若干第一行星轮、环绕并啮合所述若干第一行星轮的第一内齿圈；所述第一太阳轮固定连接到所述电机的转轴且可随着所述转轴进行同轴转动，所述第一太阳轮与所述若干第一行星轮的啮合面相对于所述转轴倾斜，所述若干第一行星轮沿所述第一太阳轮的周向间隔分布并分别受到外部施加的朝向所述电机的第一作用力，从而使得所述若干第一行星轮分别向所述第一太阳轮施加朝向所述转轴的横向分力。
优选地，所述若干第一行星轮沿所述第一太阳轮的周向等间隔分布，所述若干第一行星轮分别向所述第一太阳轮施加的朝向所述转轴的横向分力大小相等。
优选地，每一第一行星轮向所述第一太阳轮施加的横向分力通过转轴的中心。
优选地，所述第一行星轮的个数为3个。
作为一种改进方案，所述若干第一行星轮可转动地安装到第一转架，所述第一转架受到第一弹性件施加的朝向所述电机的第二作用力，并对所述若干第一行星轮施加所述第一作用力。
作为一种改进方案，所述第一弹性件为压缩弹簧，所述压缩弹簧的至少一端安装有滚珠。
作为一种改进方案，所述若干第一行星轮可转动地安装到第一转架，每一所述第一行星轮与所述第一转架之间安装有第二弹性件，用于对所述若干第一行星轮产生所述第一作用力。
作为一种改进方案，所述转轴仅由轴承和所述第一太阳轮支撑，所述轴承安装到所述电机的远离所述齿轮箱的一端。
作为一种改进方案，所述第一太阳轮的齿的齿厚沿靠近所述电机的方向逐渐增大，从而使第一太阳轮的啮合面相对于所述转轴倾斜；所述第一行星轮的齿的齿厚沿靠近所述电机的方向逐渐减小；所述第一内齿圈的齿的齿厚沿着靠近所述电机的方向逐渐增大。
作为一种改进方案，还包括固定套设到所述转轴并位于所述电机与所述齿轮箱之间的风扇。
作为一种改进方案，所述风扇包括套设到所述转轴的毂部、与所述毂部连接的若干叶片、与所述若干叶片连接的面板，所述面板基本上垂直于所述转轴并位于所述若干叶片与所述齿轮箱之间。
作为一种改进方案，所述风扇包括套设到所述转轴的毂部、与所述毂部连接的若干叶片；所述转轴安装有转子磁芯，所述转子磁芯与所述毂部通过凹凸卡合结构连接在一起。
作为一种改进方案，所述凹凸卡合结构由形成于所述毂部的的若干凸起、形成于所述转子磁芯的若干凹位构成。
作为一种改进方案，还包括通风外壳，所述通风外壳环绕在所述风扇的外侧，并与所述齿轮箱的外壳固定在一起，所述通风外壳设有通风孔。
作为一种改进方案，所述通风外壳、所述齿轮箱的外壳通过轴向的销钉或螺钉固定在一起。
作为一种改进方案，所述通风外壳、所述齿轮箱的外壳通过轴向的销钉固定到所述电机。
作为一种改进方案，所述通风外壳的外周具有凸楞，所述齿轮箱的外壳的外周也设有凸楞，所述通风外壳的凸楞和所述外壳的凸楞对齐，所述通风外壳的凸楞和所述外壳的凸楞都设有通孔供所述销钉或螺钉穿过。
作为一种改进方案，所述第一弹性件施加的弹力为750克至1800克。
作为一种改进方案，所述第一太阳轮的齿厚在3至5毫米，所述啮合面相对于所述转轴倾斜3至8度。
与现有技术相比，本发明优选实施例的有益效果是：本发明通过设计第一太阳轮、若干第一行星轮及第一内齿圈的齿的结构，使得第一太阳轮与若干第一行星轮的啮合面相对于转轴倾斜，且该若干第一行星轮受到朝向电机的第一作用力从而在啮合过程中分别对第一太阳轮施加朝向转轴的横向分力，以减少第一行星轮与第一太阳轮之间的径向间隙从而对太阳轮及转轴起到类似轴承的支撑作用，这样，转轴的两端就可分别由第一太阳轮及一个轴承来支撑，相较传统的电机需要两个轴承来支撑，本发明可以简化驱动装置中电机的结构，降低轴向尺寸、使驱动装置的结构更加紧凑，重量轻，成本低。
附图说明
下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：
图1为本发明一实施例提供的驱动装置的示意图；
图2是图1所示驱动装置使用的电机组件的示意图；
图3和图4是图2所示电机组件在不同视觉方向的分解示意图；
图5是图1所示驱动装置使用的齿轮减速箱的示意图；
图6是图5所示齿轮减速箱的分解示意图；
图7是图5所示齿轮减速箱的第一级减速组件的示意图；
图8所示为第一级减速组件的太阳轮承受的来自行星轮的受力示意图；
图9是图1所示驱动装置的剖视图；
图10是本发明另一个实施例提供的驱动装置的局部示意图。
具体实施方式
参考图1，本发明提供的驱动装置200包括电机30和齿轮箱90。齿轮箱90安装到电机30的输出端，对电机30的输出进行减速再通过齿轮箱的输出端例如输出轴116对外输出。
参考图1至图4，电机30包括定子和转子，定子包括定子磁芯32、安装到定子磁芯32一端的端盖38、安装到端盖38外侧的电路板41、安装到端盖38的端子42等。定子磁芯32包括环形的轭部、从轭部向内伸出的若干齿，相邻的齿形成绕线槽。转子包括固定到转轴51的转子磁芯53、安装到转子磁芯53的永磁体57等。转子磁芯53与定子磁芯32的齿之间存在间隙，从而允许转子相对于定子转动。
本实施例中，转轴51还固定安装有风扇75。风扇75位于电机30与齿轮箱90之间。风扇75包括套设到转轴51的毂部76、与毂部76连接的若干叶片78、与若干叶片78连接的面板77。面板77基本上垂直于转轴51并位于若干叶片78与齿轮箱90之间。毂部76与转子磁芯53通过凹凸卡合结构连接在一起，该凹凸卡合结构由形成于毂部的76的若干凸起79、形成于转子磁芯53的若干凹位55构成。
参考图5和图6，齿轮箱90包括两级行星齿轮系。第一级行星齿轮系包括第一太阳轮96、环绕第一太阳轮96并与其啮合的若干第一行星轮98、环绕若干第一行星轮98的第一内齿圈101。第一太阳轮96固定到电机30的转轴51从而与转轴51进行同轴转动。该若干第一行星轮98同时与第一太阳轮96、第一内齿圈101啮合，从而能够在转轴51转动时绕着第一太阳轮96公转。因为每个第一行星轮98可转动地安装到第一转架105，因此，该若干第一行星轮98绕着第一太阳轮96公转时，将带动第一转架105转动。
第二级行星齿轮系包括第二太阳轮108、环绕第二太阳轮108并与其啮合的若干第二行星轮110、环绕若干第二行星轮110的第二内齿圈112。第二太阳轮108固定到第一转架105从而与电机30的转轴51进行同轴转动。该若干第二行星轮110同时与第二太阳轮108、第二内齿圈112啮合，从而能够在转轴51转动时绕着第二太阳轮108公转。因为每个第二行星轮110可转动地安装到第二转架114，因此，该若干第二行星轮110绕着第二太阳轮108公转时，将带动第二转架114转动。齿轮箱90的输出轴116固定到第二转架114，与第二转架114进行同轴转动。
该两级行星齿轮系都收容于齿轮箱90的外壳92内。外壳92近似于一端有底的筒体(参考图8)，齿轮箱90的输出轴116穿过外壳92的底部从而伸到外壳92之外。外壳92的内壁设有轴向的定位槽94。第二内齿圈112的外周设有轴向的定位凸起113，定位凸起113可与定位槽94配合，从而能够方便地将第二内齿圈112安装到外壳92内，并防止第二内齿圈112发生转动。第一内齿圈101的外周设有轴向的定位凸起102，定位凸起102可与定位槽94配合，从而能够方便地将第一内齿圈101安装到外壳92内，并防止第一内齿圈101发生转动。
参考图7和图8，第一太阳轮96的齿97的齿厚沿着靠近电机30的方向逐渐增大，从而使第一太阳轮96的啮合面相对于转轴51倾斜。第一行星轮98的齿99的齿厚沿着靠近电机30的方向逐渐减小；第一内齿圈101的齿103的齿厚沿着靠近电机30的方向逐渐增大。该种结构下，第一太阳轮96与若干第一行星轮98的啮合过程中所受到的该若干第一行星轮98施加的作用力可分解为朝向转轴51的横向分力(所述横向分力垂直于转轴的轴向)、朝向电机的轴向分力。该横向分力实现了对第一太阳轮96的径向支撑，该轴向分力保障了第一太阳轮96与该若干行星轮98之间的稳定啮合。因此，该实施例中可通过第一太阳轮96来支撑转轴51，不再需要传统的轴承。优选地，第一太阳轮96的齿厚在3至5毫米，其啮合面相对于转轴51倾斜3至8度。因为第一太阳轮96、该若干第一行星轮98、第一内齿圈101顺次啮合，所以它们的齿厚相同，啮合面的倾斜角度也相同。
请参阅图8，优选地，所述第一行星轮的个数为3个，所述第一行星轮98沿所述第一太阳轮96的周向等间隔分布，所述若干第一行星轮98分别向所述第一太阳轮施加的朝向所述转轴的横向分力F1、F2、F3大小相等，每一第一行星轮向所述第一太阳轮施加的横向分力通过转轴的中心。
参考图8，本实施例中，第二太阳轮108受到第一弹性件121施加的朝向电机30的作用力，因为第二太阳轮108固定安装到第一转架105，因此，第一转架105也间接地受到该作用力，从而会对第一行星轮98施加朝向电机30的作用力，该作用力在啮合过程中导致该若干第一行星轮98对第一太阳轮96施加上述的朝向转轴51的横向分力、朝向电机的轴向分力。第一弹性件121为压缩弹簧，安装在第二太阳轮108与输出轴116之间。因为输出轴116与第二转架114固定为一个整体，因此，第一弹性件121也相当于安装在第二太阳轮108与第二转架114之间。优选地，第一弹性件121施加的弹力为750克至1800克。
参考图7，还可以在第一行星轮98与第一转架105之间安装第二弹性件123，第二弹性件123为压缩弹簧，从而对第一行星轮98施加的朝向电机30的作用力，从而确保了第一行星轮98与第一太阳轮96的啮合过程中对第一太阳轮96施加朝向电机30的轴向分力、朝向转轴51的横向分力。本实施例中，转轴51仅仅由轴承40、第一太阳轮96支撑，轴承40安装到电机的30远离齿轮箱90的一端。因此，比传统的设计少用了一个轴承，也因此，比传统的设计少用了一个端盖(该端盖本来安装在电机30的朝向齿轮箱50的一端)。因为少用了一个轴承和端盖，所以该驱动装置的轴向尺寸得到有效减少、体积更紧凑。
参考图1和图9，因为该驱动装置加装了风扇75，因此，可以相应地设置或加设通风外壳72。通风外壳72环绕在风扇75的外侧，并于齿轮箱90的外壳92固定在一起，通风外壳72设有通风孔74。通风外壳72、齿轮箱90的外壳92通过轴向的销钉固定在一起，例如，通风外壳72、齿轮箱90的外壳92通过轴向的销钉固定到电机30。具体地，电机30的定子磁芯32具有两条凸楞33，凸楞33内设有通孔；通风外壳72也设有两条凸楞73，凸楞73内设有通孔；齿轮箱90的外壳92也设有两条凸楞93，凸楞93内设有通孔。凸楞33、凸楞73、凸楞93轴向对齐，从而可通过轴向的销钉或其他连接件将三者固定在一起。
作为一种替换方案，可以省去上述的风扇75及通风外壳73，从而使驱动装置的结构更紧凑。
可以理解地，参考图9，第一弹性件121两端所抵顶的部件存在转速差，因此，第一弹性件121的端部可能会因为滑动摩擦而磨损。参考图10，在另一个实施例中，第一弹性件121为压缩弹簧，压缩弹簧的一端或者安装有滚珠125，以减少第一弹性件121端部的磨损。可以理解地，第二弹性件123的端部也可以加设类似的滚珠。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (16)

1.一种驱动装置，包括电机(30)和齿轮箱(90)，其特征在于，所述齿轮箱(90)包括第一太阳轮(96)、环绕并啮合所述第一太阳轮(96)的若干第一行星轮(98)、环绕并啮合所述若干第一行星轮(98)的第一内齿圈(101)；所述第一太阳轮(96)固定连接到所述电机(30)的转轴(51)且可随着所述转轴(51)进行同轴转动，所述第一太阳轮(96)与所述若干第一行星轮(98)的啮合面相对于所述转轴(51)倾斜，所述若干第一行星轮(98)沿所述第一太阳轮的周向间隔分布并分别受到外部施加的朝向所述电机(30)的第一作用力，从而使得所述若干第一行星轮分别向所述第一太阳轮施加朝向所述转轴(51)的横向分力。
2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述若干第一行星轮(98)可转动地安装到第一转架(105)，所述第一转架(105)受到第一弹性件(121)施加的朝向所述电机(30)的第二作用力，并对所述若干第一行星轮(98)施加所述第一作用力。
3.如权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述第一弹性件(121)为压缩弹簧，所述压缩弹簧的至少一端安装有滚珠(125)。
4.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述若干第一行星轮(98)可转动地安装到第一转架(105)，每一所述第一行星轮(98)与所述第一转架(105)之间安装有第二弹性件(123)，用于对所述若干第一行星轮(98)产生所述第一作用力。
5.如权利要求1至4任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述转轴(51)仅由轴承(40)和所述第一太阳轮(96)支撑，所述轴承(40)安装到所述电机的(30)远离所述齿轮箱(90)的一端。
6.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第一太阳轮(96)的齿(97)的齿厚沿靠近所述电机(30)的方向逐渐增大，从而使第一太阳轮(96)的啮合面相对于所述转轴(51)倾斜；所述第一行星轮(98)的齿(99)的齿厚沿靠近所述电机(30)的方向逐渐减小；所述第一内齿圈(101)的齿(103)的齿厚沿着靠近所述电机(30)的方向逐渐增大。
7.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，还包括固定套设到所述转轴(51)并位于所述电机(30)与所述齿轮箱(90)之间的风扇(75)。
8.如权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述风扇(75)包括套设到所述转轴(51)的毂部(76)、与所述毂部(76)连接的若干叶片(78)、与所述若干叶片(78)连接的面板(77)，所述面板(77)基本上垂直于所述转轴(51)并位于所述若干叶片(78)与所述齿轮箱(90)之间。
9.如权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述风扇(75)包括套设到所述转轴(51)的毂部(76)、与所述毂部(76)连接的若干叶片(78)；所述转轴(51)安装有转子磁芯(53)，所述转子磁芯(53)与所述毂部(76)通过凹凸卡合结构连接在一起。
10.如权利要求9所述的驱动装置，其特征在于，所述凹凸卡合结构由形成于所述毂部的(76)的若干凸起(79)、形成于所述转子磁芯(53)的若干凹位(55)构成。
11.如权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，还包括通风外壳(72)，所述通风外壳(72)环绕在所述风扇(75)的外侧，并与所述齿轮箱(90)的外壳(92)固定在一起，所述通风外壳(72)设有通风孔(74)。
12.如权利要求11所述的驱动装置，其特征在于，所述通风外壳(72)、所述齿轮箱(90)的外壳(92)通过轴向的销钉或螺钉固定在一起。
13.如权利要求11所述的驱动装置，其特征在于，所述通风外壳(72)、所述齿轮箱(90)的外壳(92)通过轴向的销钉固定到所述电机(30)。
14.如权利要求11所述的驱动装置，其特征在于，所述通风外壳(72)的外周具有凸楞(73)，所述齿轮箱(90)的外壳(92)的外周也设有凸楞(93)，所述通风外壳(72)的凸楞(73)和所述外壳(92)的凸楞(93)对齐，所述通风外壳(72)的凸楞(73)和所述外壳(92)的凸楞(93)都设有通孔供所述销钉或螺钉穿过。
15.如权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述第一弹性件施加的第二作用力为750克至1800克且平行于转轴。
16.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第一太阳轮的齿厚在3至5毫米，所述啮合面相对于所述转轴倾斜3至8度。
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