重量轻且用于模型飞机的电机转子的制作方法

本发明涉及一种电机，特别涉及一种用于模型竞技飞机上外转电机的电机转子。

背景技术

模型飞机采用的电机均为外转电机，该外转电机的定子固定在飞机的机身上，外转电机的转子通过连接螺杆与飞机的旋翼固定连接，转子套在定子上，该类电机的线圈设置在定子上，磁极设置在转子上，当线圈中通过电流时，套在定子上的转子旋转并带动旋翼转动，从而，使飞机离地飞行。

通常，外转电机由转子、定子和连接在转子与定子之间的转轴构成，转子由头盖和外壳组合构成，所述磁极固接在外壳里，外壳固接在头盖的内侧(朝向定子的一侧为内，朝向旋翼的一侧为外，下同)，所述的连接螺杆设置在头盖的外侧。

现有技术中的头盖2由铝合金材料所制，所述连接螺杆21为实心杆，其与头盖2一体成形并位于头盖2的中心基板23外侧，在中心基板23内侧设有轴孔24，该轴孔24为盲孔且与连接螺杆21同轴线设置，所述转轴4的外端置于该轴孔24内，在中心基板23上位于轴孔24的上方设有机米螺丝孔，对应的，在与机米螺丝孔相对的转轴4上设有扁位8，采用机米螺丝7旋入机米螺丝孔并紧抵在所述扁位8上(参见图4所示)，即可将转轴4与头盖2固定连接在一起，达到防止转轴4与头盖2松脱的目的。

但上述结构存在如下不足：

1)转轴4上需要做扁位8，轴在压入所述轴孔24内时，转轴4上的扁位8需要对准所述的机米螺丝孔后压入，增加了转轴4进入轴孔24中的难度。

2)由于头盖2体积较小，在对所述机米螺丝孔加工(即开孔和攻牙)时，因操作空间的局限性，其难度大增，从而造成加工成本大幅度上升。

3)当转轴4压入轴孔24后，需要在机米螺丝7上涂胶之后，再将该机米螺丝7旋紧在机米螺丝孔内，造成装配工时增加。

4)由于模型飞机300为飞行器，在飞行的过程中，常常会因一些原因导致其意外坠落或与其它物体碰撞，而现有技术中与旋翼200相连的连接螺杆21与头盖2一体结构且由铝合金材料所制(采用轻质铝合金制造头盖2，一来是为了减轻该飞行器的整体重量，二来是为了减少转子1在旋转时的负荷)，当出现意外坠落或碰撞现象时，连接螺杆21极易被拆断而与头盖2分离致整个飞机损坏。

5)由于转轴4上的扁位8、头盖2上的机米螺丝7孔和机米螺丝7的设置，导致整个转子1的质量分布在转子1所在平面内不平衡，会造成动平衡值偏大，从而，影响飞行质量。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种制造成本低、重量轻、抗碰撞能力强且质量分布均匀的重量轻且用于模型飞机的电机转子。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明的重量轻且用于模型飞机的电机转子，包括连接在电机壳体外侧的头盖和固接在该头盖的中心基板上的轴孔内的转轴，头盖外侧设有可与飞机的旋翼固定连接的连接螺杆，其特征在于：所述转轴为台阶轴，所述连接螺杆为所述转轴的外轴，该外轴穿过所述轴孔向外延伸，在外轴的端部设有可与所述飞机的旋翼螺旋固接的外螺纹，在与所述轴孔相对应区域的外轴的外周壁上间隔设有多条环形凹槽，所述转轴通过填充在该环形凹槽中的强力胶与所述轴孔固接为一体。

所述的转轴由钢材所制且为具有中空通道的空心轴；所述头盖由铝合金材料所制。

所述外轴直径大于转轴的内轴的直径，在外轴与内轴相接处设有沿径向向外延伸且卡置在所述轴孔内侧的环形卡台上的环形凸台。

所述环形凸台处的转轴的断面形状为腰孔形，在所述环形卡台上设有沿轴向向内延伸且与环形凸台适配卡装并约束转轴旋转的卡块。

所述环形凹槽为沿轴向连续的螺旋线槽或者为沿轴向间断的圆环线槽。

所述环形凹槽为3－6条。

所述环形凹槽的断面形状为“v”形、半圆形或矩形。

所述中空通道的内直径为外轴(41)的外直径的1/2-1/3。

所述环形凹槽的深度为转轴直径的1/20-1/10。

所述胶力胶为双组份环氧树脂、单组份环氧树脂或厌氧胶。

本发明将现有技术中电机所用的尺寸较短的转轴设计成加长型的高强度合金(如钛合金等)或钢质的台阶轴，用台阶轴的外轴直接替换现有技术中与头盖一体成形的连接螺杆(也称头盖的铝柱)，由此，彻底克服了现有技术中由铝合金制作的连接螺杆易断裂的缺陷。同时，取消在转轴上设置扁位和采用机米螺丝将转轴与头盖进行固定的结构，改用在转轴上设置填充有环氧树脂的方式，将转轴与头盖固定连接，该结构可大大提高头盖的加工效率和装配效率，并且可确保转子质量在以轴线为对称的方向上分布均匀，以获得较好的飞行质量(如平稳性、方向的准确性和飞行速度)。

本发明进一步将转轴设计成具有中空通道的空心轴，该结构又可减轻台阶轴的重量，继而减轻整个模型飞机的重量和转子旋转的负荷量。本发明结构简单、制造成本低、装配工时少，可广泛应用于模型外转电机中。

附图说明

图1为本发明的电机转子外形示意图。

图2为图1中装配好的电机转子的轴向纵剖图。

图3为图1的分解示意图。

图4为现有技术中的电机转子的轴向剖视图。

图5为模型飞机的示意图。

附图标记如下：

转子1、头盖2、连接螺杆21、头盖主体22、中心基板23、轴孔24、环形卡台25、卡块26、外壳3、磁铁31、转轴4、外轴41、内轴42、环形凸台43、中空通道44、环形凹槽45、定子5、线圈51、底盖6、机米螺丝7、扁位8、电机100、旋翼200、模型飞机300。

具体实施方式

如图1、3所示，采用本发明的重量轻且用于模型飞机的电机转子组装的电机100由转子1、转轴4、定子5和底盖6构成，转子1由头盖2和外壳3组成，在外壳3里装有若干磁铁31，在定子5上缠绕有线圈51，转轴4连接在转子1与定子5之间。

本发明主要针对现有技术中电机100转子1的头盖2与电机100的转轴4之间的连接结构进行的改进，其产生的有益效果是简化连接结构、降低制造成本、提高转子1抗摔和抗碰撞能力以及提高转子1轴对称质量分布状况。

以下结合附图对本发明进行详细说明。

1、头盖2

如图1、2所示，头盖2由铝合金材料制成，其由两部分构成，分别是头盖主体22和位于头盖主体22中央部分的中心基板23。

1)头盖主体22

头盖主体22的周边通过螺钉与转子1的外壳3固定连接。

2)中心基板23

中心基板23与头盖主体22部分一体成形，在中心基板23的中央设有轴孔24，在该轴孔24的内侧周边设有一个沿轴向向内延伸的环形卡台25，环形卡台25的外缘直径大于轴孔24的直径，环形卡台25具有一定的用以增强头盖2强度的厚度(具体厚度根据产品受力大小来确定)，在环形卡台25上设有两个沿轴向延伸的卡块26，卡块26的断面形状为小于半圆的弓形(即一段圆弧与该圆弧所对的弦围合构成的形状)。

2、转轴4

转轴4由不锈钢、钛材或其它合金钢所制的台阶轴。

台阶轴分为外轴41和内轴42，外轴41的直径大于内轴42的直径并且，在外轴41的端部外周壁上设有外螺纹，外轴41穿过轴孔24可与飞机300的旋翼200固接。

本发明由外轴41替代现有技术中的与头盖2一体成形且为实心铝柱的连接螺杆21，既起到连接旋翼200的作用，又可有效提高该转子1的抗变形和抗断裂的能力，提高该转子1的强度。

为了防止转轴4沿轴向向外移动，在外轴41与内轴42相接处设有沿径向向外延伸且卡置在所述环形卡台25上的环形凸台43。另外，环形卡台25与环形凸台43的设置，为装配时将转轴4压入轴孔24提供了一个限位基准平台，解决了装轴的困难度。

为了防止转轴4装配好后绕轴线自由旋转，将所述环形凸台43设置成断面形状为腰孔形(该腰孔形是指由分别对称设置的两个直线长边和两个圆弧短边围合构成的闭合图形)的凸台，当将外轴41插入轴孔24中时，该环形凸台43的圆弧部分卡置在所述环形卡台25上，环形凸台43的直边部分嵌置于两个所述的卡块26之间，由此，使装配好的转轴4既受到轴向自由移动约束，也受到周向自由旋转约束。

为了减轻转轴4的重量，本发明将转轴4设计为具有中空通道44的空心轴。

为了使转轴4与头盖2之间固接为一体，进一步防止转轴4在轴孔24中旋转，在转轴4上位于轴孔24中的外轴41的外周壁上，沿轴向间隔设有多条环形凹槽45，然后，在环形凹槽45中填充强力胶(如环氧树脂、双组份环氧树脂、单组份环氧树脂或厌氧胶等)，装配时，将转轴4压入轴孔24待强力胶固结后，即可将该转轴4紧固在轴孔24中，也就是将转轴4与头盖2固接为一体。

环形凹槽45可为沿轴向连续的螺旋线槽，也可为沿轴向间断的圆环线槽，环形凹槽45的圈数为3－6条，具体数量视转轴4的长度而定，本发明优选为4条。

环形凹槽45的断面形状为“v”形、半圆形或矩形，该结构易于加工，只需将转轴4置于机床上便可轻易设定的环形凹槽45。

由于环形凹槽45与其内的强力胶在转轴4圆周方向上对称设置，所以，采用该结构的转子1在以轴线为对称的方向上质量分布均匀。

为了保持转轴4的强度，环形凹槽45的深度不易过深，大约为外轴41直径的1/20-1/10即可。

为了使转轴4既能有较好的强度，又能有易于加工的厚度，还可减轻其重量，所述中空通道44的内直径为外轴41的外直径的1/2-1/3。

本发明与现有技术相比较具有以下优点：

1)可使转轴4与头盖2的加工变得简单化。

2)可使转轴4与头盖2的装配困难度降低。

3)可使转轴4和头盖2装配后构成一体，提高了头盖2的强度，减小断掉的风险；同时也保证了转子1在圆周上的质量平衡问题。

4)采用中空通道44的钢质或钛制转轴4，既可保证其有较好的强度，同时，转子1的整体重量基本不变或有减少(现有技术中的转轴4为实心轴)。

本发明的电机转子1的转轴4的外径可以做的相对粗些，这样，就可选用较大的轴承(该轴承设置在定子上)，轴承尺寸增大，相对耐撞击强度也增大，由此，又增加了整个电机的耐撞性。

现有技术中的电机转子，其连接螺杆21为实心铝柱，该连接螺杆21与头盖2一体成形，而其转轴4是设置在设于头盖2的中央基板23上的盲孔(即轴孔内24，参见图4所示)内，盲孔与连接螺杆21同轴线设置，其直径小于连接螺杆21的直径，因此，该转轴4受限于连接螺杆21的粗细而不得不做的细些，通常连接螺杆21的直径为5mm。