一种带内花键的电机轴及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种带内花键的电机轴及其制造方法。
【背景技术】
[0002]电机驱动执行机构的机械连接方式目前主要有两种:第一种是通过联轴器将电机的输出轴与执行机构的输入轴连接起来；第二种是将电机的输出轴做成内花键结构，执行机构的输入轴直接插入电机内花键中空轴内连接起来。在结构上，第二种方式省去了中间联轴器，具有结构紧凑、传动稳定性好和系统成本低的优点，已逐步成为电机与执行机构连接的优选方式，应用越来越广泛。
[0003]现有的内花键电机轴大多采用电机轴和内花键一体式结构，由于电机轴一般较长，所以电机轴的内花键一般设计成盲孔结构，而盲孔结构的内花键不但加工成本高、精度低，而且内花键热处理困难，只能应用于轻载条件，在实际应用中大扭矩和冲击扭矩条件下，由于内花键加工精度低、齿面硬度低和耐磨性差的缺陷，造成电机轴大量早期失效，制约了内花键电机轴的广泛应用；也有采用花键套筒和轴体分别加工后再组装在一起的方法，来解决上述问题，但由于采用的是分体压入的方式将花键套筒和轴体组合在一起，外面的轴承套装在花键套筒上，这样又产生了配合处松动，刚度低可靠性不高的问题；还有采用整体轴加花键套筒的内花键电机轴的结构，采用过盈配合和固定销方式来承担内花键扭力，缺点是电机轴的外径受轴承内径的限制，内花键至轴外表面的壁厚受到限制，固定销和内花键套过盈配合方式，内花键轴都不能承受较大的扭矩和冲击扭矩的作用，所以上述结构只适合于轻载和不受冲击扭矩作用的场合。
[0004]现有的内花键电机轴一般采用挤压或插齿的方法制造，成本高，且精度和硬度低，耐磨性差。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的问题是提供一种带内花键的电机轴，使内花键电机轴能承受较大扭矩和冲击扭矩作用。
[0006]本发明还相应提供一种带内花键的电机轴的制造方法，使其加工成本低、精度尚O
[0007]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种带内花键的电机轴，包括轴体、内花键套筒，其特征在于:轴体一端开有盲孔，内花键套筒插入轴体的盲孔中，内花键套外径至少有一个与花键套筒外径相连的凸键与轴体内孔凹槽配合。
[0008]上述内花键套热处理后的硬度为HRC25-HRC58，更好为热处理硬度HRC38-HRC54，最优为 HRC45-HRC52。
[0009]更好地，上述花键采用齿侧定心。
[0010]更好地，上述花键采用外径定心。
[0011]还相应地提供了一种带内花键的电机轴的制造方法，包括轴体、内花键套，轴体一端设有盲孔，内花键套插入轴体的盲孔中，内花键套外径至少有一个与花键套外径相连的凸键与轴体内孔凹槽配合，其特征在于:内花键套坯料预先热处理至硬度达HRC25-HRC58，内花键套的内花键与内花键套外径和凸键由线切割加工成形。
[0012]更好地，上述内花键套坯料热处理至硬度HRC38-HRC54，最优是HRC45-HRC52。
[0013]更好地，上述花键采用齿侧定心。
[0014]更好地，上述花键采用外径定心。
[0015]本发明的有益效果:内花键套筒的凸键与轴体内孔凹槽配合，电机轴能承受较大扭矩和冲击扭矩的作用，并且加工成本低、精度高。电机轴内花键套筒先淬火后加工，保证了内花键套筒高精度、高硬度、高强度和高耐磨性，电机轴的内花键结构紧凑，内花键套筒采用线切割加工，这样内花键加工精度高，可有效实现花键外径定心，使电机与执行机构连接的安装同轴度和配合精度更高，传动稳定性更好，承载能力更大。
【附图说明】
[0016]图1本发明实施例带内花键的电机轴的制造方法制得的电机轴的三维爆炸图。
[0017]图2为本发明实施例带内花键的电机轴的剖视图。
[0018]图3为本发明实施例带内花键的电机轴的右视图。
[0019]图4为本发明实施例带内花键的电机轴的右视图局部放大图。
[0020]图5为本发明实施例带内花键的电机轴中的内花键套凸键的截面图。
[0021]图6为本发明实施例一种带内花键的电机轴的制造方法中内花键套坯料三维图。
[0022]其中图中的标记如下:1轴体；2内花键套；3凸键；4内花键套外径；5凹槽；6盲孔，7内花键，8内花键凹槽，9内花键套坯料，10线切割穿线孔。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0024]如图1所不，一种带内花键的电机轴，轴体I端部设有一盲孔6，盲孔6的孔壁设有三条凹槽5，内花键套2中孔设有内花键7，内花键套外径4表面设有三条凸键3，内花键套2安装在轴体I的盲孔6中，内花键套外径4与轴体I的盲孔6配合，内花键套外径4表面的凸键3与轴体I的盲孔6中凹槽5配合，见图2和图3，内花键套外径4与轴体I的盲孔6配合。
[0025]—种带内花键的电机轴加工方法如下:轴体I端部机加工成形盲孔6，盲孔6的孔壁机加工成形凹槽5，内花键套坯料9热处理硬度HRC25-HRC58，花键套坯料9可以是圆形图6 (a)、矩形图6 (b)或其他形状，装夹后线切割钼丝穿过线切割穿线孔10，先线切割加工内花键7，然后线切割加工内花键套外径4表面和凸键3，内花键套2经过电抛光和去毛刺压装到轴体I的盲孔6中，内花键套外径4与轴体I的盲孔6配合，内花键套外径4表面的凸键3与轴体I的盲孔6中凹槽5配合，见图2和图3，内花键套外径4与轴体I的盲孔6配合，保证了轴体I与内花键套2同轴度要求，内花键套2的凸键3与轴体I的凹槽5配合能承受大扭矩和冲击扭矩的作用。
[0026]为了保证内花键套2具有足够的强度，凸键3与内花键凹槽8加工为近对称分布，如图4所示，内花键套2的内花键7与内花键套外径4和凸键3是一次装夹后线切割加工成形，保证了内花键7与内花键套外径4的同轴度要求和凸键3相对于内花键7的位置的要求，克服了内花键套先加工成形后再热处理的变形问题，保证了电机轴的内花键结构的高精度要求。
[0027]上述凸键3可以加工成矩形如图5 (a)，梯形如图5 (b)或圆顶矩形如图5 (C)和半圆形如图5 (d)，为便于盲孔6的孔壁机加工凹槽5，最经济的是加工成矩形如图5 (a),其次是梯形图5 (b)或圆顶矩形如图5 (C)。
【主权项】
1.一种带内花键的电机轴，包括轴体、内花键套，其特征在于:轴体一端设有盲孔，内花键套插入轴体的盲孔中，盲孔壁上设置凹槽，内花键套外径至少有一个与花键套外径相连的凸键与轴体内孔凹槽配合。2.根据权利要求1所述的带内花键的电机轴，其特征在于:所述内花键套经热处理后的硬度为HRC25-HRC58。3.根据权利要求2所述的带内花键的电机轴，其特征在于:所述内花键套热处理硬度为 HRC38-HRC54。4.根据权利要求3所述的带内花键的电机轴，其特征在于:内花键套热处理硬度为HRC45-HRC52。5.根据权利要求1所述的带内花键的电机轴，其特征在于:所述内花键套凸键与内花键凹槽近对称分布。6.一种带内花键的电机轴的制造方法，其特征在于:包括轴体、内花键套，轴体一端加工出盲孔，内花键套插入轴体的盲孔中，内花键套外径至少有一个与花键套外径相连的凸键与轴体内孔凹槽配合，内花键套坯料预先热处理硬度达HRC25-HRC58，内花键套的内花键与内花键套外径和凸键由线切割加工成形。7.根据权利要求6所述的带内花键的电机轴的制造方法，其特征在于:内花键套坯料预先热处理硬度HRC38-HRC54。8.根据权利要求6所述的带内花键的电机轴的制造方法，其特征在于:内花键套坯料预先热处理硬度是HRC45-HRC52。9.根据权利要求6所述的带内花键的电机轴的制造方法，其特征在于:内花键套凸键与内花键凹槽用线切割加工成近对称分布。
【专利摘要】一种带内花键的电机轴，包括轴体、内花键套，轴体一端设有盲孔，内花键套插入轴体的盲孔中，盲孔壁上设置凹槽，内花键套外径至少有一个与花键套外径相连的凸键与轴体内孔凹槽配合。相应地提供了电机轴的制造方法，其特点为：内花键套坯料预先热处理硬度达HRC25-HRC58，内花键套的内花键与内花键套外径和凸键由线切割加工成形。本发明得到的电机轴能承受较大扭矩和冲击扭矩的作用，并且加工成本低、精度高。而且电机轴内花键套筒先淬火后加工，保证了内花键套筒高精度、高硬度、高强度和高耐磨性,内花键套筒采用线切割加工，内花键加工精度高，可有效实现花键外径定心，使电机与执行机构连接的安装同轴度和配合精度更高，传动稳定性更好，承载能力更大。
【IPC分类】B23P15/00, F16C3/02
【公开号】CN105041838
【申请号】CN201510355841
【发明人】周小平
【申请人】宁波韵升股份有限公司, 宁波高新区韵升伺服控制技术有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月25日