一种应用于新能源汽车驱动电机实现转子斜级的结构的制作方法

本实用新型涉及新能源汽车电机技术领域，特别涉及一种应用于新能源汽车驱动电机实现转子斜级的结构。

背景技术：

目前各国都非常重视电动汽车的发展，转子分段斜极是一种能有效削弱齿槽波、改善电机齿槽转矩和转矩脉动的方法，上下叠装的转子的磁极错开一个角度。具体实现分段斜极的方法有很多种：第一种是在转子铁芯叠片上设置定位孔，配合工装，工装上也有形成斜极的定位孔，定位孔的相对位置不同，利用过盈压装实现多角度多段斜极的装配；第二种是在转子铁芯叠片上设置键槽，与转子轴配合实现多角度多段斜极的装配；第三种与第二种类似，在转子铁芯叠片上设置凸台，与转子轴的槽位一起实现多角度多段斜极的装配，以上这些方法均行之有效。但是以上方法涉及的工装和设备均结构复杂，使得制造和装配的成本高。

因此，目前新能源汽车驱动电机中多角度多段斜极的装配，存在装配过程复杂和装配成本较高的问题。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有新能源汽车驱动电机中多角度多段斜极的装配所存在的上述技术问题，提供了一种应用于新能源汽车驱动电机实现转子斜级的结构，它具有装配过程简单和装配成本较低的特点。

本实用新型的技术方案：一种应用于新能源汽车驱动电机实现转子斜级的结构，包括转子铁芯和与转子铁芯相配合的转子轴；所述转子铁芯包括铁芯本体和设置在铁芯本体中心位置的轴孔，所述转子铁芯本体上的轴孔处设有条形凸台，所述条形凸台上与轴孔中心相对的一侧设有记号槽，所述记号槽在条形凸台上偏离所在面的中心设置，所述条形凸台在径向上与轴孔的第一中心线形成第一夹角，所述第一夹角的范围为10～30度；所述转子轴包括轴本体，所述轴本体设置在轴孔内，轴本体的外侧壁依次设有第一卡槽、第二卡槽、第三卡槽和第四卡槽，所述第一卡槽、第二卡槽、第三卡槽和第四卡槽的形状均与条形凸台的形状相适配，所述第一卡槽与第三卡槽相对设置，所述第一卡槽中心和第三卡槽中心的连线与轴本体径向的第二中心线同线，所述第二卡槽在径向上与轴本体的第三中心线形成第二夹角，所述第二卡槽偏向于第三卡槽，所述第二夹角与第一夹角相等，所述第四卡槽在径向上与轴本体的第三中心线形成第三夹角，所述第四卡槽偏向于第一卡槽，所述第三夹角是第一夹角的两倍。本实用新型将条形凸台在铁芯本体上略微偏离轴孔的第一中心线设置，使得条形凸台在径向上与轴孔的第一中心线之间形成10～30度的第一夹角，又在条形凸台上设置偏离所在面中心设置的记号槽，使得整个铁芯本体有了正反面的分别；同时在轴本体的外侧壁依次设置了第一卡槽、第二卡槽、第三卡槽和第四卡槽，第一卡槽和第三卡槽位于第二中心线上，第二卡槽和第四卡槽均略微偏离轴本体的第三中心线设置，具体上将第二卡槽偏向于第三卡槽设置，使得第二卡槽在径向上与轴本体的第三中心线形成与第一夹角相等的第二夹角，将第四卡槽偏向于第一卡槽设置，使得第四卡槽在径向上与轴本体的第三中心线形成两倍于第一夹角的第三夹角，转子铁芯上条形凸台和转子轴上卡槽结构配合设计，转子铁芯与轴本体上不同卡槽之间的配合，形成斜极角度，其中转子斜极的段数较多，可实现五段至六段斜极，而且它们之间形成的斜极角度也有多种，在满足新能源汽车高转速、高强度和高性能的前提下只需设计一种加工转子铁芯和转子轴的模具即可，减少了其他工装和设备的使用，同时转子轴上卡槽只需设置四个，卡槽的位置和数量也固定了，整体简化了电机转子斜极的装配方案，减少了制造和装配成本。

作为优选，所述铁芯本体的一个环形面上均匀设有若干减重孔，减重孔有偶数个，一对减重孔位于轴孔的第一中心线上，所述条形凸台位于第一中心线上的一个减重孔处。减重孔位置和数量的设计，使得整个铁芯本体保证稳定工作性能的前提下，减轻了转子铁芯的重量；减重孔设计为偶数个，同时将条形凸台设置在一个减重孔处，是为了明确第一中心线的位置，方便于后期铁芯本体与不同卡槽之间的装配。

作为优选，所述铁芯本体的一个环形面上均匀设有若干磁钢槽，所述磁钢槽位于减重孔与铁芯本体外侧壁之间的环形面上，所述磁钢槽在铁芯本体上倾斜设置，所述磁钢槽有偶数个，若干磁钢槽依次首尾相对应，第一中心线两侧的磁钢槽关于第一中心线对称设置，所述磁钢槽内设有磁钢。磁钢槽数量和位置的设计，使得安装后的磁钢能够产生更好的磁场，从而带动电机良好运行，也起到了节能的效果。

作为优选，还包括圆形上挡板和圆形下挡板，所述圆形上挡板上设有与转子轴相配合的通孔，所述圆形上挡板上的通孔处设有卡键，所述卡键的形状与第一卡槽、第二卡槽、第三卡槽或第四卡槽的形状相适配，所述圆形下挡板与圆形上挡板的结构相同，所述转子铁芯位于圆形上挡板和圆形下挡板之间。圆形上挡板和圆形下挡板结构的设计，使得圆形上挡板和圆形下挡板也能卡入合适的卡槽内，既可以对安装在转子轴上的多个转子铁芯进行保护，尤其是两端的转子铁芯，在螺母的固定作用下，圆形上挡板和圆形下挡板能够承受来自转子轴两端的作用力，使得转子铁芯之间能够在一个较为均匀的作用力下，牢固的安装在转子轴上的对应卡槽内。

作为优选，所述条形凸台与转子轴相平行，所述条形凸台的两端面与铁芯本体的两端面相齐平。平行和齐平的设计都是为了条形凸台在对应卡槽内固定良好，从而实现转子铁芯与转子轴之间多角度多段斜极的良好装配。

作为优选，所述第二卡槽与第四卡槽相对设置，穿过第一卡槽中心和第三卡槽中心的第二中心线与穿过第二卡槽和第四卡槽的第三中心线相垂直。如此设计使得四个卡槽内转子轴上分布的尽量均匀，在实现角度需求的同时，保证转子轴在转动工作时不会因卡槽的设置而受到很大的影响，保证转子轴工作的稳定性。

作为优选，所述第一夹角的范围为10～20度；所述减重孔为椭圆形，所述减重孔有2个、4个、6个、8个、10个或12个；所述磁钢槽的形状为矩形、菱形或等腰梯形，所述磁钢槽有4个、6个、8个、10个、12个、14个、16个、18个、20个或22个。更优选，所述第一夹角为15度；所述减重孔为椭圆形，所述减重孔有8个；所述磁钢槽的形状为菱形，所述磁钢槽有16个。第一夹角的具体限定，在实现多角度多段斜极实现的同时，尽量保证整个转子铁芯的中心对称性；减重孔形状和数量的限定，是为了保证整个铁芯本体的综合性能更好；磁钢槽形状和数量的限定，是为了保证整个转子的工作磁场更稳定，更优良。

本实用新型具有如下有益效果：

将条形凸台在铁芯本体上略微偏离轴孔的第一中心线设置，使得条形凸台在径向上与轴孔的第一中心线之间形成10～30度的第一夹角，又在条形凸台上设置偏离所在面中心设置的记号槽，使得整个铁芯本体有了正反面的分别；同时在轴本体的外侧壁依次设置了第一卡槽、第二卡槽、第三卡槽和第四卡槽，第一卡槽和第三卡槽位于第二中心线上，第二卡槽和第四卡槽均略微偏离轴本体的第三中心线设置，具体上将第二卡槽偏向于第三卡槽设置，使得第二卡槽在径向上与轴本体的第三中心线形成与第一夹角相等的第二夹角，将第四卡槽偏向于第一卡槽设置，使得第四卡槽在径向上与轴本体的第三中心线形成两倍于第一夹角的第三夹角，转子铁芯上条形凸台和转子轴上卡槽结构配合设计，转子铁芯与轴本体上不同卡槽之间的配合，形成斜极角度，其中转子斜极的段数较多，可实现五段至六段斜极，而且它们之间形成的斜极角度也有多种，在满足新能源汽车高转速、高强度和高性能的前提下只需设计一种加工转子铁芯和转子轴的模具即可，减少了其他工装和设备的使用，同时转子轴上卡槽只需设置四个，卡槽的位置和数量也固定了，整体简化了电机转子斜极的装配方案，减少了制造和装配成本。

附图说明

图1是本实用新型中转子铁芯处的结构示意图；

图2是本实用新型中转子轴的结构俯视图；

图3是本实用新型中转子轴的结构仰视图；

图4是本实用新型中转子轴的结构立体图；

图5是本实用新型中圆形上挡板的结构立体图；

图6是本实用新型中圆形上挡板的结构仰视图；

图7是本实用新型的整体装配图。

附图中的标记为：100-转子铁芯，101-铁芯本体，102-轴孔，103-条形凸台，104-记号槽，105-第一夹角，106-减重孔，107-磁钢槽，108-磁钢，109-第一中心线，200-转子轴，201-轴本体，202-第一卡槽，203-第二卡槽，204-第三卡槽，205-第四卡槽，206-第二夹角，207-第三夹角，208-第二中心线，209-第三中心线，300-圆形上挡板，301-通孔，302-卡键。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

如图7所示的一种应用于新能源汽车驱动电机实现转子斜级的结构，包括如图1所示的转子铁芯100和与转子铁芯相配合的如图2、图3和图4所示的转子轴200；转子铁芯包括铁芯本体101和设置在铁芯本体中心位置的轴孔102，转子铁芯本体上的轴孔处设有条形凸台103，条形凸台上与轴孔中心相对的一侧设有记号槽104，记号槽在条形凸台上偏离所在面的中心设置，条形凸台在径向上与轴孔的第一中心线109形成第一夹角105，第一夹角的范围为10～30度；转子轴包括轴本体201，轴本体设置在轴孔内，轴本体的外侧壁依次设有第一卡槽202、第二卡槽203、第三卡槽204和第四卡槽205，第一卡槽、第二卡槽、第三卡槽和第四卡槽的形状均与条形凸台的形状相适配，第一卡槽与第三卡槽相对设置，第一卡槽中心和第三卡槽中心的连线与轴本体径向的第二中心线208同线，第二卡槽在径向上与轴本体的第三中心线209形成第二夹角206，第二卡槽偏向于第三卡槽，第二夹角与第一夹角相等，第四卡槽在径向上与轴本体的第三中心线形成第三夹角207，第四卡槽偏向于第一卡槽，第三夹角是第一夹角的两倍。铁芯本体的一个环形面上均匀设有若干减重孔106，减重孔有偶数个，一对减重孔位于轴孔的第一中心线上，条形凸台位于第一中心线上的一个减重孔处。铁芯本体的一个环形面上均匀设有若干磁钢槽107，磁钢槽位于减重孔与铁芯本体外侧壁之间的环形面上，磁钢槽在铁芯本体上倾斜设置，磁钢槽有偶数个，若干磁钢槽依次首尾相对应，第一中心线两侧的磁钢槽关于第一中心线对称设置，磁钢槽内设有磁钢108。还包括如图5和图6所示的圆形上挡板300和圆形下挡板，圆形上挡板上设有与转子轴相配合的通孔301，圆形上挡板上的通孔处设有卡键302，卡键的形状与第一卡槽、第二卡槽、第三卡槽或第四卡槽的形状相适配，圆形下挡板与圆形上挡板的结构相同，转子铁芯位于圆形上挡板和圆形下挡板之间。条形凸台与转子轴相平行，条形凸台的两端面与铁芯本体的两端面相齐平。第二卡槽与第四卡槽相对设置，穿过第一卡槽中心和第三卡槽中心的第二中心线与穿过第二卡槽和第四卡槽的第三中心线相垂直。第一夹角的范围为10～20度；减重孔为椭圆形，减重孔有2个、4个、6个、8个、10个或12个；磁钢槽的形状为矩形、菱形或等腰梯形，磁钢槽有4个、6个、8个、10个、12个、14个、16个、18个、20个或22个。

本实用新型的工作原理为：

转子铁芯100的条形凸台103设计：转子铁芯的中间设置一个条形凸台，用于与转子轴200槽位的配合。为实现斜极配合，转子铁芯的条形凸台位置不在第一中心线109上，与第一中心线形成所需设计的斜极角度，转子铁芯的条形凸台与第一中心线形成1.5度的角度，角度为实际电机设计需求，通常有1度至3度的设计范围，这样，转子铁芯就有了正反面的区别，将两片转子铁芯叠加在一起可形成两倍的偏离角度。为了区别转子铁芯的正反面，在条形凸台上设置记号槽104，令记号槽在条形凸台的右边为正面，右边是以图1中的方位来说的，转子铁芯内环的8个孔属于减重孔106，目的是减轻转子铁芯的重量，转子铁芯外环是用于嵌入磁钢108的16个磁钢槽107。

转子轴200槽位的设计：为了满足转子轴与转子铁芯100的实际装配需求，转子轴的槽位采用四个槽的设计，为了满足转子高转速，高强度的需求，转子轴槽位的设计不能多于四个，四个槽位在转子轴上分布较均匀，最大限度的保证转子轴的平衡。为了满足多斜极多角度的装配需求，同时满足转子高转速、转子轴高强度的设计需求，采用槽位偏离角度的设计。第一卡槽202在第二中心线208上，作为第一段转子铁芯的起始安装槽，第一段转子铁芯安装在第一卡槽，因为转子铁芯属于4对级，转子铁芯安装成90度倍数关系，例如，若是第一段转子铁芯安装在0度位置，第二段转子同面安装在90度位置，它们之间无偏角，因此它们同一面安装在0度、90度、180度和360度这些位置上是不能形成偏角的。如图2中所示，第二卡槽203在第三中心线向上偏离1.5度，第一卡槽与第二卡槽偏角为90度+1.5度，第二段转子与第一段转子属于同面安装可形成1.5度斜极偏离，安装在第二卡槽。第三段转子要与第二段形成1.5度偏离，与第一段形成3度的偏离，可将第三段安装在第一卡槽，第三段转子与前两段转子不是同一面，就这样，这三段便形成各相差1.5度的偏角。原理就是：转子铁芯有正反面的区别，将不同两片叠加在一起可形成两倍的偏离角度，第一段正面与第三段反面嵌入同一个第一卡槽，它们之间便形成3度的角度。同理，第四段又安装在第二卡槽，第四段与第三段属于同面安装，根据卡槽的偏离角度形成1.5度的偏角。第五段转子铁芯安装在第四卡槽205，第二卡槽相对于第三中心线209向上偏1.5度，第四卡槽相对于第三中心线向下偏3度，则第二卡槽与第四卡槽偏离了180度+1.5度，因此第四段与第五段安装实际偏了1.5度，满足斜极装配需求。第三、第四和第五段转子铁芯属于同一面安装。第三卡槽204没有用到，第三卡槽的开槽用于平衡转子轴重心的设计，同时，此方案也满足六段斜极的设计，可用第三卡槽进行第六段的安装。

实现新能源汽车电机/电桥转子多角度多段斜极方案与转子轴结构配合设计。在满足新能源汽车高转速、高强度和高性能的前提下，简化电机转子斜极装配方案，减少成本，通过对转子铁芯100条形凸台103的设计以及转子轴200槽位的结构配合设计，可实现一种转子多角度多段斜极的结构装配需求，以达到所需设计电机的性能需求。实现新能源汽车电机/电桥转子多角度多段斜极方案与转子轴结构配合设计。转子斜极段数多，可实现五段至六段斜极，而且它们之间形成的斜极角度也有多种，在满足新能源汽车高转速、高强度、高性能的前提下只设计一种转子模具，同时简化转子轴槽位的设计，减少成本。实现了新能源汽车电机/电桥转子多角度多段斜极方案与转子轴结构配合设计，简化了转子铁芯及转子轴的结构设计，减少了工装和设备的使用，大大减少了成品，同时满足了转子高转速、高强度的需求。五段转子铁芯与转子轴实际装配形成的斜极角度，各段转子斜极相差1.5度的偏角，且向同一方向偏离，满足了实际转子铁芯结构的安装需求。