專利名稱：一種直線電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電機技術領域，特別涉及一種直線電機。
背景技術：
隨著科學技術的不斷發(fā)展，節(jié)能已經(jīng)是每個設計工作者最為關注的方面，S卩如何采用最少的資源獲得最大的效益已經(jīng)成為設計工作者的重要工作。電機在我們日常生活中使用是相當廣泛的，如何設計高效的電機更是每個電機設計人員的畢生追求。如果單純的依靠提高電機特性來增加電機的出力，勢必給電機的設計帶來很多困難，而且增加的輸出扭矩始終有限，這種裝置一般包括電機定子，電機轉子和傳動裝置三個部分?，F(xiàn)有裝置如圖1所示，該裝置包括螺桿輸出軸1，前蓋2，轉子3，定子4和鑲嵌在轉子3上的螺母5。外部控制裝置通過一定的控制方案給電機定子內的繞組通電，通電繞組與轉子3上的磁鋼相互作用，產生電磁力，這種電磁力驅動電機轉子3并帶動轉子3上的螺母5沿著一定方向旋轉，螺母5和螺桿輸出軸1相互作用，使螺桿輸出軸1實現(xiàn)軸向運動， 而且電機的輸出力得到了放大。假設電機的輸出扭矩為T，電機轉子3的外徑為R，螺桿的輸出力為Q，螺桿上的螺距為P，因此，根據(jù)能量守恒原理有伸2 π = Q*P，所以得到螺桿輸出軸1上的輸出力為Q = (2 π /P) *Τ，用力傳動比i來表示省力的程度，則又i = 2 π /P。也就是說力被放大了 i倍。然而，在一定的安裝空間限制的情況下，此裝置的放大倍數(shù)比較有限。因此，如何提供一種直線電機，能夠在一定的安裝空間內，提供更大倍數(shù)的輸出力，成為本領域技術人員亟待解決的重要技術問題。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種直線電機，能夠在一定的安裝空間內，提供更大倍數(shù)的輸出力。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案一種直線電機，包括前蓋總成、轉子總成、定子總成和螺桿，還包括齒輪機構，所述齒輪機構包括固定連接于所述轉子總成的螺母錐齒輪，所述螺母錐齒輪的圓錐齒輪部分軸線與所述螺桿的軸線重合設置，且所述螺母錐齒輪的螺母部分螺紋配合于所述螺桿；沿軸向可滑動地連接于所述螺桿且與所述螺桿同軸設置的第一圓錐齒輪；能夠分別與所述螺母錐齒輪和所述第一圓錐齒輪嚙合的第二圓錐齒輪和第三圓錐齒輪，所述第二圓錐齒輪和第三圓錐齒輪能夠同步旋轉，且所述螺母錐齒輪和所述第二圓錐齒輪的傳動比跟所述第三圓錐齒輪和所述第一圓錐齒輪的傳動比不相等。優(yōu)選的，所述第二圓錐齒輪和所述第三圓錐齒輪固連為一體式設計，形成連體錐齒輪。優(yōu)選的，所述直線電機內設置有用于安裝所述連體錐齒輪的齒輪軸。
優(yōu)選的，所述齒輪軸的一端具有用于安裝所述連體錐齒輪的軸肩。優(yōu)選的，所述前蓋總成和定子總成上分別開設有用于安裝所述齒輪軸的安裝槽。優(yōu)選的，所述前蓋總成包括滑動軸承和前蓋，所述前蓋具有與所述第二圓錐齒輪和所述第三圓錐齒輪配合的安裝槽。優(yōu)選的，所述定子總成包括殼體、定子硅鋼片、絕緣端子、繞組和軸承，所述殼體具有與所述第二圓錐齒輪和所述第三圓錐齒輪配合的安裝槽。優(yōu)選的，所述轉子總成包括轉子硅鋼片和磁石，所述轉子硅鋼片和所述螺母錐齒
輪注塑成一體。優(yōu)選的，所述第一圓錐齒輪與所述螺桿通過滑鍵連接。從上述的技術方案可以看出，本發(fā)明提供的直線電機，借助設置齒輪結構，在原本轉子螺母和螺桿傳動的基礎上，又進行了圓錐齒輪傳動，從而實現(xiàn)了力的兩級傳動，通過兩級差速原理實現(xiàn)了直線電機輸出力的放大，與傳統(tǒng)結構相比，能夠在一定的安裝空間內，提供更大倍數(shù)的輸出力。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術中直線電機的結構示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的直線電機的結構示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的直線電機的剖面結構示意圖；圖4為圖3沿B-B面的剖面圖。
具體實施例方式本發(fā)明公開了一種直線電機，能夠在一定的安裝空間內，提供更大倍數(shù)的輸出力。下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。請參閱圖2和圖3，本發(fā)明實施例提供的直線電機，包括前蓋總成11、轉子總成12、 定子總成13和螺桿14，前蓋總成11包括滑動軸承32和前蓋21，轉子總成12包括轉子硅鋼片四和磁石31，定子總成13包括殼體對、定子硅鋼片25、絕緣端子沈、繞組27和軸承28， 滑動軸承32和軸承觀分別設置在螺桿14的兩端，其核心發(fā)明點在于，還包括齒輪機構，齒輪機構包括固定連接于轉子總成12的螺母錐齒輪15，螺母錐齒輪15的圓錐齒輪部分軸線與螺桿14的軸線重合設置，且螺母錐齒輪15的螺母部分螺紋配合于螺桿14，實現(xiàn)直線電機輸出力的第一級放大；沿軸向可滑動地連接于螺桿14且與螺桿14同軸設置的第一圓錐齒輪18 ；
能夠分別與螺母錐齒輪15和第一圓錐齒輪18嚙合的第二圓錐齒輪16和第三圓錐齒輪17，第二圓錐齒輪16和第三圓錐齒輪17能夠同步旋轉，實現(xiàn)直線電機輸出力的第二級放大，且螺母錐齒輪15和第二圓錐齒輪16的傳動比跟第三圓錐齒輪17和第一圓錐齒輪18的傳動比不相等。本發(fā)明實施例提供的直線電機，借助設置齒輪結構，在原本轉子螺母和螺桿傳動的基礎上，又進行了圓錐齒輪傳動，從而實現(xiàn)了力的兩級傳動，通過兩級差速原理實現(xiàn)了直線電機輸出力的放大，與傳統(tǒng)結構相比，能夠在一定的安裝空間內，提供更大倍數(shù)的輸出力。為了優(yōu)化上面的技術方案，第二圓錐齒輪16和第三圓錐齒輪17固連為一體式設計，形成連體錐齒輪22，這樣的結構更加牢固穩(wěn)定，保證了第二圓錐齒輪16和第三圓錐齒輪17的同步旋轉，安裝和拆卸起來也比較方便。當然，第二圓錐齒輪16和第三圓錐齒輪17也可以分體設計，兩者分別連接于不同的齒輪軸，借助聯(lián)軸器保持同步轉動。進一步的，直線電機內設置有用于安裝連體錐齒輪22的齒輪軸23。如圖3所示，本發(fā)明實施例提供的直線電機，齒輪軸23的一端具有用于安裝連體錐齒輪22的軸肩，實現(xiàn)連體錐齒輪22在連體齒輪軸23上的軸向定位，并對連體齒輪軸23的兩端進行固定，起到對連體錐齒輪22的支持作用。在本實施例中，前蓋總成11和定子總成13上分別開設有用于安裝齒輪軸23的安裝槽。連體錐齒輪軸23的一端通過前蓋21和殼體M上對應的安裝槽來固定，另一端通過前蓋21上對應的安裝槽來固定。進一步的，如圖3所示，前蓋總成11中的前蓋21具有與第二圓錐齒輪16和第三圓錐齒輪17配合的安裝槽，用來安裝和保護第二圓錐齒輪16和第三圓錐齒輪17。類似的，定子總成13中的殼體M具有與第二圓錐齒輪16和第三圓錐齒輪17配合的安裝槽。如圖3和圖4所示，本發(fā)明實施例提供的直線電機，轉子總成12的轉子硅鋼片四和螺母錐齒輪15注塑成一體，形成轉子30，使得直線電機在通電后，繞組27與磁石31相互作用，產生一定的電磁力，轉子硅鋼片四在電磁力的作用下帶動螺母錐齒輪15—起旋轉起來。當然，能夠實現(xiàn)轉子硅鋼片四和螺母錐齒輪15 —起旋轉的連接方式還有很多種，例如借助螺栓、螺釘固定或者型面連接，效果類似，在此不再贅述。為了進一步優(yōu)化上面的技術方案，第一圓錐齒輪18與螺桿14通過滑鍵33連接，螺桿14上設有與滑鍵33配合的滑鍵槽，使得第一圓錐齒輪18能夠帶動螺桿14旋轉，兩者之間也能發(fā)生沿螺桿14軸向的移動。通過一定的外置控制裝置給直線電機定子部分的繞組27進行供電，通電繞組27與磁石31相互作用，產生一定的電磁力，轉子硅鋼片四在電磁力的作用下帶動螺母錐齒輪15 一起旋轉起來，帶動螺桿14向上運動；與此同時，螺母錐齒輪15上的圓錐齒輪部分帶動連體錐齒輪22上的第二圓錐齒輪16進行旋轉，連體錐齒輪22上的第三圓錐齒輪17又帶動第一圓錐齒輪18旋轉，第一圓錐齒輪18通過滑鍵33帶動螺桿14向下移動，螺桿14的綜合移動量是兩個移動量之差，從而實現(xiàn)了省力的作用。用力的傳動比i來表示省力的程度，T為電機電磁作用產生的力，Q為螺桿14上的輸出力，螺桿的螺距為P，則有i =Q/T。同理設電機轉子外徑為R，螺母錐齒輪15上的錐齒輪齒數(shù)為Z1，連體錐齒輪22的第二圓錐齒輪16齒數(shù)為Z2，第三圓錐齒輪17齒數(shù)為Z3，第一錐齒輪18的齒數(shù)為Z4，則根據(jù)能量守恒定律有ΤΜπ = Q*P*[1-(Z1*Z3/Z2*Z4)]，從而得到 Q = T^K2ji/P)/[1-(Z1*Z3/Z2*Z4)]，力的傳動比 i = (2 π/P) /[1-(Z1*Z3/Z2*Z4)]。綜上所述，從力的傳動比i來看，要想獲得最大的力的傳動比，只需要使Z1*Z3/Z2*Z4小于1，而且越接近1獲得的力的傳動比就越大。例如分別取Z1 = 20，Z2 = 21, Z3=20，Z4 = 20，本發(fā)明實施例提供的直線電機可以廣泛應用在各個領域。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種直線電機，包括前蓋總成(11)、轉子總成(12)、定子總成(13)和螺桿(14)，其特征在于，還包括齒輪機構，所述齒輪機構包括固定連接于所述轉子總成(1 的螺母錐齒輪(15)，所述螺母錐齒輪(1 的圓錐齒輪部分軸線與所述螺桿(14)的軸線重合設置，且所述螺母錐齒輪(1 的螺母部分螺紋配合于所述螺桿(14)；沿軸向可滑動地連接于所述螺桿(14)且與所述螺桿(14)同軸設置的第一圓錐齒輪 (18)；能夠分別與所述螺母錐齒輪(1 和所述第一圓錐齒輪(18)嚙合的第二圓錐齒輪(16) 和第三圓錐齒輪(17)，所述第二圓錐齒輪(16)和第三圓錐齒輪(17)能夠同步旋轉，且所述螺母錐齒輪(1 和所述第二圓錐齒輪(16)的傳動比跟所述第三圓錐齒輪(17)和所述第一圓錐齒輪(18)的傳動比不相等。
2.根據(jù)權利要求1所示的直線電機，其特征在于，所述第二圓錐齒輪(16)和所述第三圓錐齒輪(17)固連為一體式設計，形成連體錐齒輪02)。
3.根據(jù)權利要求2所示的直線電機，其特征在于，所述直線電機內設置有用于安裝所述連體錐齒輪0 的齒輪軸03)。
4.根據(jù)權利要求3所示的直線電機，其特征在于，所述齒輪軸03)的一端具有用于安裝所述連體錐齒輪0 的軸肩。
5.根據(jù)權利要求4所示的直線電機，其特征在于，所述前蓋總成(11)和定子總成(13) 上分別開設有用于安裝所述齒輪軸03)的安裝槽。
6.根據(jù)權利要求1所示的直線電機，其特征在于，所述前蓋總成(11)包括滑動軸承 (32)和前蓋(21)，所述前蓋具有與所述第二圓錐齒輪(16)和所述第三圓錐齒輪(17) 配合的安裝槽。
7.根據(jù)權利要求1所示的直線電機，其特征在于，所述定子總成(1 包括殼體(M)、 定子硅鋼片0 、絕緣端子06)、繞組(XT)和軸承( )，所述殼體04)具有與所述第二圓錐齒輪(16)和所述第三圓錐齒輪(17)配合的安裝槽。
8.根據(jù)權利要求1所示的直線電機，其特征在于，所述轉子總成(12)包括轉子硅鋼片 (29)和磁石(31)，所述轉子硅鋼片09)和所述螺母錐齒輪(1 注塑成一體。
9.根據(jù)權利要求1所示的直線電機，其特征在于，所述第一圓錐齒輪(18)與所述螺桿 (14)通過滑鍵(33)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種直線電機，包括前蓋總成、轉子總成、定子總成和螺桿，還包括齒輪機構，齒輪機構包括固定連接于轉子總成的螺母錐齒輪，螺母錐齒輪的圓錐齒輪部分軸線與螺桿的軸線重合設置，且螺母錐齒輪的螺母部分螺紋配合于螺桿；沿軸向可滑動地連接于螺桿且與螺桿同軸設置的第一圓錐齒輪；能夠分別與螺母錐齒輪和第一圓錐齒輪嚙合的第二圓錐齒輪和第三圓錐齒輪，第二圓錐齒輪和第三圓錐齒輪能夠同步旋轉，且螺母錐齒輪和第二圓錐齒輪的傳動比跟第三圓錐齒輪和第一圓錐齒輪的傳動比不相等。本發(fā)明提供的直線電機，利用了齒輪傳動的結構優(yōu)勢來對電機的輸出力進行放大。
文檔編號H02K7/116GK102570712SQ201210015289
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權日2012年1月17日
發(fā)明者楊軒, 王文平, 程愛明, 黃志群 申請人:北京經(jīng)緯恒潤科技有限公司