应用于电动汽车的电机转轴的制作方法

本实用新型涉及纯电动汽车驱动电机中的一种电机转轴，特别涉及一种高转速，高耐磨、高强度、驱动电机转轴。

背景技术：

我国大城市的大气污染已不能忽视，汽车尾气排放是主要污染源之一，我国已有16个城市被列入全球大气污染最严重的20个城市之中。我国现今人均汽车是每1000人平均10辆汽车，将来我国汽车持有量将成10倍地增加，石油进口就成为大问题。纯电动汽车既节能又环保，无污染，噪声小。因此在我国大力推广电动汽车不是一个临时的短期措施，而是意义重大的、长远的战略考虑。驱动电机系统是电动汽车三大核心系统之一，是车辆行驶的主要驱动系统，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性；电机转轴又是电机中的关键零部件，其材料，加工制造直接影响驱动电机的性能，进而决定了整车的主要性能。

技术实现要素：

为实现上述技术目的，本实用新型所采用的技术方案如下。

应用于电动汽车的电机转轴，由前段部、中间段部、后段部组成转轴主体，中间段部开设有沿转轴中心轴线方向布置并且位于转轴两端侧的键槽，前端部布置有外花键，后段部布置有外螺纹，后段部的外螺纹处布置有沿中心轴线方向的槽体，前段部与后段部的中心位置均布置有中心孔。

上述技术方案的进一步改进。

中间段部为第八段部，第八段部的左端连接前段部，第八段部的右端连接后段部，第八段部上设置有两端对称并且沿转轴中心轴线布置的键槽。

上述技术方案的进一步改进。

中心孔为C型。

上述技术方案的进一步改进。

前段部包括第一段部、第二段部、第三段部、第四段部、第五段部、第六段部、第七段部，第八段部的左端依次布置有第七段部、第六段部、第五段部、第四段部、第三段部、第二段部、第一段部，第八段部与第七段部的连接位置处布置有浅沟槽，第五段部与第四段部的连接位置处布置有浅沟槽，第三段部的圆周表面设置有外花键，第一段部的圆周表面设置有外螺纹。

上述技术方案的进一步改进。

后段部包括第九段部、第十段部、第十一段部、第十二段部、第十三段部、第十四段部，第八段部的右端依次布置有第九段部、第十段部、第十一段部、第十二段部、第十三段部、第十四段部，第九段部的圆周表面布置有外螺纹，第九段部上还开设有沿转轴中心方向布置并且穿过外螺纹的槽体，第八段部的右端与第九段部的连接位置处布置有浅沟槽，第十一段部与第十二段部的连接位置处布置有浅沟槽。

上述技术方案的进一步改进。

上述的第八段部的直径为55-65mm，第七段部的直径为65-75mm，第六段部的直径为59-69mm，第五段部的直径为50-60mm，第四段部的直径为49-59mm，第三段部的直径为46.8-55.8mm，第二段部的直径为25-35mm，第一段部的直径为19-29mm。

上述技术方案的进一步改进。

第八段部的直径为60mm，第七段部的直径为70mm，第六段部的直径为64mm，第五段部的直径为55mm，第四段部的直径为54mm，第三段部的直径为51.8mm，第二段部的直径为30mm，第一段部的直径为24mm。

上述技术方案的进一步改进。

上述的第九段部的直径为55-65mm，第十段部的直径为46.5-56.5mm，第十一段部的直径为40-50mm，第十二段部的直径为40-50mm，第十三段部的直径为30-40mm，第十四段部的直径为20-30mm。

上述技术方案的进一步改进。

第九段部的直径为60mm，第十段部的直径为51.5mm，第十一段部的直径为45mm，第十二段部的直径为45mm，第十三段部的直径为35mm，第十四段部的直径为25mm。

40Cr广泛用于机械制造，特别是电机转轴，这种钢的机械性能较好；但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好，40Cr只可以淬硬至HRC42~46。但作为轿车驱动电机里的转轴其有明显的缺陷，磨损快，不适合高速重载的工作条件。

40Cr 的力学性能参数值为：抗拉强度（σb/MPa）：≥980，屈服点（σs/MPa）：≥785，断后伸长率（δ5/%）：≥9，断面收缩率（ψ/%）：≥45，冲击吸收功（Aku2/J）：≥47。

对本实用新型作出实质性贡献的发明人，经过大量的工艺试验，率先使用20CrMnTi渗碳钢，作为电机转轴的材料，达到了很好的效果；20CrMnTi是渗碳钢，渗碳钢通常为含碳量为0.17%-0.24%的低碳钢；汽车上多用其制造传动齿轮，是中淬透性渗碳钢，其淬透性较高，在保证淬透情况下，具有较高的强度和韧性，特别是具有较高的低温冲击韧性等，正火后可切削性良好。用于制造截面<30mm的承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件。

20CrMnTi的力学性能参数值为：抗拉强度（σb/MPa）≥：1080，（屈服点σs/MPa）≥：850，伸长率（δ5%）≥：10，面缩率（ψ/%）≥：45，冲击吸收功（AKV/J）≥：55。

20CrMnTi属低碳合金钢，一般该料加工齿轮的工艺是棒料锻造，然后利用锻造余热正火，以利于切削加工，加工后再渗碳淬火，硬度可达HRC58-63，因渗碳淬火变形大，硬度高，必须磨齿达到加工精度。

表面渗碳淬火的好处很明显，一是增加齿面硬度以提高接触疲劳强度，且可以形成仿形硬度层，力学性能均匀，二是渗碳淬火组织会产生表面压应力，进一步提高齿轮的强度。20CrMnTi渗碳淬火，比40Cr调制具有更高的内部韧性，淬透性更好，相比来说对于更好的防治齿根断裂的情况。

20CrMnTi渗碳淬火，硬度可达到HRC58-63心部硬度达到HB220-260，而40Cr齿面高频淬火最多表面硬度达到HRC45-52，所以20CrMnTi综合性能更强，更适合在高速情况下工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的A-A断面结构示意图。

图中标示为：10、第一段部；20、第二段部；30、第三段部；40、第四段部；50、第五段部；60、第六段部；70、第七段部；80、第八段部；82、键槽；90、第九段部；100、第十段部；110、第十一段部；120、第十二段部；130、第十三段部；140、第十四段部。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。

如图1所示，应用于电动汽车的电机转轴，由前段部、中间段部、后段部组成转轴主体，中间段部开设有沿转轴中心轴线方向布置并且位于转轴两端侧的键槽82，前端部布置有外花键，与主减速器连接，后段部布置有外螺纹，该外螺纹用于安装锁紧螺帽，从而固定冲片，后段部的外螺纹处布置有沿中心轴线方向的槽体，该槽体用于安装电机冲片，前段部与后段部的中心位置均布置有中心孔，该中心孔优选为C型。

具体地，如图1所示，中间段部为第八段部80，第八段部80的左端连接前段部，第八段部80的右端连接后段部，第八段部80上设置有两端对称并且沿转轴中心轴线布置的键槽82。

如图1所示，前段部包括第一段部10、第二段部20、第三段部30、第四段部40、第五段部50、第六段部60、第七段部70，第八段部80的左端依次布置有第七段部70、第六段部60、第五段部50、第四段部40、第三段部30、第二段部20、第一段部10，第八段部80与第七段部70的连接位置处布置有浅沟槽，第五段部与第四段部的连接位置处布置有浅沟槽，第三段部的圆周表面布置有外花键，第一段部的圆周表面布置有外螺纹。

如图1、2所示，后段部包括第九段部90、第十段部100、第十一段部110、第十二段部120、第十三段部130、第十四段部140，第八段部80的右端依次布置有第九段部90、第十段部100、第十一段部110、第十二段部120、第十三段部130、第十四段部140，第九段部90的圆周表面布置有外螺纹，第九段部90上还开设有沿转轴中心方向布置并且穿过外螺纹的槽体，第八段部80的右端与第九段部90的连接位置处布置有浅沟槽，第十一段部110与第十二段部120的连接位置处布置有浅沟槽。

上述的第八段部80的直径为55-65mm，第七段部70的直径为65-75mm，第六段部60的直径为59-69mm，第五段部50的直径为50-60mm，第四段部40的直径为49-59mm，第三段部30的直径为46.8-55.8mm，第二段部20的直径为25-35mm，第一段部10的直径为19-29mm。

优选地，第八段部80的直径为60mm，第七段部70的直径为70mm，第六段部60的直径为64mm，第五段部50的直径为55mm，第四段部40的直径为54mm，第三段部30的直径为51.8mm，第二段部20的直径为30mm，第一段部10的直径为24mm。

上述的第九段部90的直径为55-65mm，第十段部100的直径为46.5-56.5mm，第十一段部110的直径为40-50mm，第十二段部120的直径为40-50mm，第十三段部130的直径为30-40mm，第十四段部140的直径为20-30mm。

优选地，第九段部90的直径为60mm，第十段部100的直径为51.5mm，第十一段部110的直径为45mm，第十二段部120的直径为45mm，第十三段部130的直径为35mm，第十四段部140的直径为25mm。

应用于电动汽车的电机转轴的加工工艺过程包括：

（1）精车检验，采用千分尺，高度尺等进行质检；

（2）铣键槽，利用数控铣的方式，一夹一顶，铣双面键槽，槽侧面粗糙度Ra3.2；

（3）滚花键，采用滚齿机加工，以中心孔定位滚花键保证跨棒距56.75~56.80；

（4）热处理，利用渗碳炉进行处理，实现表面硬度HRC58-63渗层深1.0-1.2mm有效硬化层0.7-0.9mm；

（5）抛丸，利用抛丸机进行加工，使得产品表面光洁，无氧化皮等；

（6）研磨中心孔，利用研磨机进行加工，使得产品两端中心孔无脏物，粗糙度Ra0.8；

（7）校直，利用校直机进行加工，使得各档外圆相对于中心孔跳动≤0.07，花键跳动≤0.04；

（8）精磨一档，采用外圆磨，使得两顶磨外圆Ø60及端面，外圆Ra0.8，端面Ra1.6；

（9）精磨两档，采用外圆磨，两顶磨Ø45，外圆Ra0.8，端面Ra1.6；

（10）精磨三档，采用外圆磨；

（11）打标识，利用打标机进行打标。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型；对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本实用新型中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或者范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限定于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。