一种盘式铝合金齿轮电机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种动车组机车专用电动机，对尺寸空间以及使用寿命有双重苛刻要 求，具体涉及一种盘式铝合金齿轮电机。
【背景技术】
[0002] 高速动车组对牵引系统的电动机性能有特殊苛刻要求，如，大扭矩、低噪音、抗弯 矩以及散热高效等等，为此，欧美发达国家大都采用盘式电机。电机的定、转子大都由铁芯 和线圈绕组构成，电机在运行时，存在着铜损和铁损，其效率难以大幅度提商。另一方面， 电机轴向尺寸形状难以做得很薄，使其在特殊场合的应用受到限制。为此，人们进行了长 期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，有人发明了一种永磁盘式电机[【申请号】 CN03238349. 5]，包括转轴和电源线，尤其是还包括至少一个盘形的转子以及包括一个以上 盘形定子的定子组；所述转子上加工有线圈槽并固定有换向器；所述定子组包括定子，定 子的中心设置轴承；在定子的一面上设置偶数个片形永磁体，所述永磁体N极和S极交错排 列；在定子的另一面固定连结电刷。目前使用的隔爆电机设置隔爆结合面，并没有从根本上 解决问题，隔爆效果不佳，易泄露，安全性能差。此外，三相盘式异步电动机除了以直联方式 输出外，电机转轴只承受纯扭矩。更多的时候是伴随有径向弯矩的扭矩力方式输出，如：齿 轮等等。相同功率和转速的情况下，承载弯扭合成的电机转轴直径是承载纯扭矩的电机转 轴直径的两倍以上才能确保有足够的安全系数。因此，为了让电机转轴还能承受弯矩力，不 得不将电机转轴直径成倍增大，最终导致一系列弊端：电机轴承线速度也成倍增大，自身内 耗成倍增大，内耗导致发热量成倍增大。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种盘式铝合金齿轮电机，电机转轴只承受纯 扭矩，增设抗弯矩构件分担弯矩负荷，以减小电机转轴的直径尺寸来适应动车组机车这种 对尺寸空间以及使用寿命有双重苛刻要求的特殊场合。
[0004] 为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现： 一种盘式错合金齿轮电机，包括电机外壳、前端盖、后端盖、转子支架、电机转轴、前轴 承、后轴承以及齿轮，所述的电机转轴上固定连接有转子支架，转子支架上固定有多极充磁 的环形磁盘，所述的前端盖上固定有位于环形磁盘旁的定子绕组，所述的环形磁盘的两侧 分别固定有定子铁芯；所述的前端盖上固定有定子铁芯的铁芯前半，所述的后端盖上固定 有定子铁芯的铁芯后半，前端盖和后端盖上分别固定有在同一圆周上分布的前定子齿和后 定子齿；作为改进：引线接口与所述的电机外壳上的接线口座之间有压盖法兰，压盖法兰 将密封孔圈固定在所述的接线口座的口座内孔内；所述的后端盖上装有轴承后盖，所述的 轴承后盖通过螺钉固定在所述的后端盖上，所述的轴承后盖内端伸入所述的后端盖上的后 盖轴承孔并抵住所述的后轴承；所述的前端盖固定有抗弯矩构件，所述的抗弯矩构件通过 螺钉固定在所述的前端盖上，所述的抗弯矩构件上的构件调节环内端伸入所述的前端盖上 的前盖轴承孔并抵住所述的前轴承；所述的抗弯矩构件外端与所述的齿轮之间有无内圈轴 承；所述的抗弯矩构件的外轴承支撑圆表面有一层厚度为0. 6至0. 7毫米的铝合金硬质耐 磨涂层。
[0005]作为进一步改进：所述的抗弯矩构件的构件台阶内孔与所述的电机转轴的转轴 外伸段之间有旋转空隙，所述的抗弯矩构件的外轴承支撑圆支撑着所述的无内圈轴承上的 圆柱滚针，所述的无内圈轴承上的滚针外圈的外圆固定在所述的齿轮的齿轮台阶孔内圆壁 上，所述的齿轮台阶孔底面上有齿轮花键孔与所述的电机转轴上的轴端花键之间为花键齿 圆周啮合的轴向可滑动配合，所述的轴端花键的端面上有轴端螺孔，轴端螺孔上配合有台 阶防松螺钉限制着轴向定位挡圈的轴向位移，轴向定位挡圈外缘部位固定在所述的齿轮花 键孔外端平面上，继而限制了所述的齿轮的轴向位移。
[0006]作为进一步改进：所述的轴向定位挡圈外侧面上有防松挡片与所述的轴向定位挡 圈一起，被挡圈螺钉固定在所述的齿轮花键孔外端平面上；所述的防松挡片有挡片拐角边 紧贴着所述的台阶防松螺钉的两平边挡肩帽上的任意一平边上。
[0007]作为进一步改进：所述的输出齿轮外圆上有渐开线轮齿，所述的输出齿轮外端面 上有齿轮端面螺孔，所述的齿轮台阶孔上有齿轮退刀槽和齿轮卡槽，齿轮卡槽中活动配合 有齿轮孔用卡环，所述的齿轮台阶孔底角位置上放置有齿轮调节圈，所述的滚针外圈两侧 分别贴着所述的齿轮孔用卡环和所述的齿轮调节圈。
[0008]作为进一步改进：所述的抗弯矩构件上有构件法兰，构件法兰内侧的构件调节环 外圆与所述的前盖轴承孔之间为过渡配合；构件调节环外圆与所述的外轴承支撑圆之间具 有五级公差精度的同轴度关系；所述的前端盖外侧面上有前盖凹台面，前盖凹台面上有五 至六个前盖螺孔，所述的构件法兰上有五至六个构件枕孔与所述的前盖螺孔相对应；所述 的前盖凹台面与所述的前盖轴承孔之间具有五级公差精度的垂直度关系。
[0009]作为进一步改进：所述的接线口座在口座内孔上口有口座法兰，所述的接线口座 在口座内孔底部有内孔挡肩，内孔挡肩中心有接线通孔与所述的口座内孔之间具有同轴 度；所述的压盖法兰外缘上有压盖通孔与所述的口座法兰上的螺孔相对应，所述的压盖法 兰的内端面上有压盖凸台与所述的口座内孔之间为间隙配合；所述的压盖法兰中心有压盖 内螺孔与所述的引线接口内端外螺纹相配合；所述的内孔挡肩与所述的压盖凸台之间依次 有第一垫片、密封孔圈和第二垫片。
[0010] 作为进一步改进：所述的前端盖的前盖轴承孔上固定着前轴承外圆，前轴承内孔 固定着所述的电机转轴的前轴承段；所述的后端盖上有后螺钉固定在所述的电机外壳后端 面，所述的后端盖的后盖轴承孔上固定着后轴承外圆，后轴承内孔固定着所述的电机转轴 的后轴承段。
[0011] 作为进一步改进：所述的铝合金硬质耐磨涂层的材料为铝合金硬质耐磨材料，由 如下重量百分比的元素组成：A1 (铝）：12?13%、Cu (铜）：8?9%、Ni (镍）：6?7%、Cr (铬）：5 ?6%、Nb (铌）：4 ?5%、W(钨）：2. 7 ?2. 9%、C (碳）：1. 1 ?1. 3%，余量为 Fe (铁)及 不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn (锡)少于0.05%、Si (硅)少于0.20%、 Mn (锰）少于0.25%、S (硫）少于0? 010%、P (磷）少于0.015%;所述的铝合金硬质耐磨涂 层的材料主要性能参数为：洛氏硬度HRC值为51?53。
[0012] 本发明具有以下有益效果： 1、前端盖具有用于固定定子绕组的绕组容纳结构，定子绕组呈环状的腰形结构。前端 盖上固定有定子铁芯的铁芯前半，后端盖上固定有定子铁芯的铁芯后半。前端盖和后端盖 内侧面上分别固定有在同一圆周上分布的前定子齿和后定子齿，前定子齿和后定子齿分别 对应着铁芯前半和铁芯后半。环形磁盘充有N极和S极一一交替设置的磁极。这种结构能 够有效提高转子的励磁性能，并简化整体结构。整个环形磁盘为一体式结构，因此，机械强 度高，长期使用和受到冲击也不会造成结构松散。
[0013] 2、抗弯矩构件的外轴承支撑圆表面有一层厚度为0. 6至0. 7毫米的铝合金硬质耐 磨涂层，具备超强的耐磨性。
[0014] 3、本发明中的抗弯矩构件之中位于所述的构件法兰外侧所述的外轴承支撑圆与 构件调节环外圆之间的同轴度为毫米单位尺寸的误差小于或等于〇.〇1毫米，近似于绝对 同心轴。为了确保抗弯矩构件上的外轴承支撑圆与构件调节环外圆之间具有五级公差精度 的同轴度，确保电机转轴与齿轮也具有同轴度关系，实现齿轮平稳同轴旋转。
[0015] 上述结构实现了电机转轴以及前轴承和后轴承只需承受纯扭矩，而外啮合齿轮所 产生的径向力反作用到齿轮却是能够完全被无内圈轴承所承受，仅仅作用在抗弯矩构件 上，完全避免了电机转轴上的转轴外伸段承受径向力。
[0016] 在电机的前端盖上设置抗弯矩构件，分担了所有的弯矩负荷，使得电机转轴只承 受纯扭矩，相同功率下的电机转轴直径可减少一半，最终实现电动机整体具有突破性的紧 凑。由于