一种定子绕组线圈绕线装置制造方法
【专利摘要】一种定子绕组线圈绕线装置，包括进线机构、成型机构，漆包铜线通过下线轴进入，从下线轴上的一字槽经过线钩、行星齿轮机构、过线槽，从进线管穿出。在主传动轴旋转时，带动上法兰盖、行星齿轮、下法兰盖、过线钩、下线轴、绕线壳体一起旋转，漆包铜线一边随绕线壳体旋转一边进线，成型机构利用盘形凸轮本身曲线槽轨迹，在其旋转过程中，依次带动摆杆、滑块运动，滑块上的成型推杆依次伸出，推送从进线管进入的铜线进入成型模具中，从而实现了定子绕组线圈一边旋绕一边成型。本实用新型结构简单、紧凑，实现了从绕线机构内部进线且边旋绕边成型，节省了空间，提高了效率，解决了先绕后成型方法中因铜线发生变形而不利于后期嵌线和整形的问题。
【专利说明】—种定子绕组线圈绕线装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种定子绕组线圈绕线装置。
【背景技术】
[0002]根据电机能量转换原理，电机绕组为电机的核心部件，在电机各构成部件中，其制造难度最大，价值最高，为“电机心脏”，因此，电机绕组制造装备的技术水平和性能直接影响电机的制造水平。电机绕组又分定子绕组和转子绕组，特别是定子绕组其制造难度最大，相应的定子绕组制造装备的技术难度也最大，其中又以定子绕组线圈绕线装备为最。国内现有定子绕组线圈绕线装备的进线方式均是从绕线机构的外部进线，进线机构占用空间，使装备整体的结构不紧凑、体积相对较大；其绕线方法是通过多个设备和工序完成，效率较低。随着装备技术的发展，目前国内也出现了少量集绕线、成型于一体的全自动线圈绕制装备，其工作原理是将铜线先绕制成一个圆，再用成型工装将其挤压成波形。但这种成型方法可能导致铜线发生变形不利于后期的嵌线和整形。此外，由于电机绝大部分以2、4、6、8……等偶数为极对数，定子绕组线圈绕制装备也是对应偶数极对数，而7对极这样的奇数极对数的全自动绕组线圈绕制装备也处于空白状态。而且偶数极对数分布的角度数为整数，奇数极对数分布的角度数为非整数，所以奇数极对数相应的绕制装备的技术难度更高。
【发明内容】
[0003]本实用新型的发明目的在于克服现有技术的上述不足而提供一种从绕线机构内部进线，边绕边成型的定 子绕组线圈绕线装置。
[0004]本实用新型的技术方案是:主传动轴中部有一沿径向向外凸出的凸缘；连接板经轴承装于凸缘上部的主传动轴上；位于凸缘与连接板之间的主传动轴上套装有上齿盘；上齿盘固定于连接板；与上齿盘对应的下齿盘经轴承装于凸缘下部的主传动轴上；定位环固定于下齿盘下部；所述定位环与插装于相应成型工装定位孔内以使定位环与连接板保持相对静止的定位杆相连；上齿盘与凸缘之间的主传动轴上套装固定有上法兰盖，下齿盘与凸缘之间的主传动轴上套装固定有下法兰盖；用于安装与上齿盘、下齿盘啮合传动的双联行星齿轮的小芯轴插装于主传动轴凸缘上的通孔，小芯轴上端插装固定于上法兰盖的定位孔内，下端插装固定于下法兰盖的定位孔内；双联行星齿轮经轴承装于小芯轴中部；下线轴装于主传动轴轴向贯通的中心孔中；所述主传动轴与小芯轴对应处设有一过线槽；所述过线槽位于两个双联行星齿轮之间；所述下线轴与过线槽对应处开有一字槽；过线槽与一字槽中设有一将下线轴内的漆包铜线经过线槽、一字槽引出主传动轴外的过线钩；上口小下口大呈筒状结构的绕线壳体小口段上端固定于凸缘下端面；绕线壳体大口端设有进线管；过线钩经过线管道与进线管入口相连；进线管出口伸出绕线壳体外。
[0005]盘形凸轮经一个以上导柱连接于绕线壳体大口端；进线管出口伸入盘形凸轮上的进线口中；盘形凸轮下表面设有曲线槽。
[0006]盘形凸轮经等截面薄壁轴承装于固定盘内孔；固定盘外缘连接有固定环；固定环内壁沿圆周方向均布有N个推杆成型机构。
[0007]所述推杆成型机构包括固定于固定环内壁的支脚、导向杆、置于曲线槽内的螺栓型滚轮滚针轴承；所述导向杆与盘形凸轮中心轴线垂直；导向杆上装有能沿导向杆滑动的滑块；滑块上连接有用于推挤线圈以使线圈成型的推杆；滑块与支脚之间活动连接有摆杆；所述螺栓型滚轮滚针轴承的轴承端置于曲线槽内，螺栓型滚轮滚针轴承的螺栓端连接于摆杆。
[0008]所述曲线槽为圆形，其中(360/N)度圆心角所对圆弧沿径向向外突出以使螺栓型滚轮滚针轴承经摆杆带动滑块滑动使推杆向后运动避开进线管再向前运动推送从进线管进入的铜线进入成型模具。
[0009]所述双联行星齿轮包括安装筒、一对分别装于安装筒两端的齿轮；所述安装筒经轴承装于小芯轴。
[0010]所述上法兰盖与下法兰盖上分别设有一过线槽；所述过线钩经螺钉固定于上法兰
至
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[0011]所述N为7。
[0012]其中一个导柱位于盘形凸轮的进线口处，进线管插装于此导柱中。
[0013]本实用新型结构简单、紧凑，实现了从绕线机构的内部进线，节约了装备的设计制造空间。实现了定子绕组线圈一边旋绕一边成型的绕线方法，不仅进一步提高了效率，而且也很大程度上解决了先绕后成型方法中因铜线发生变形而不利于后期嵌线和整形的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构示意图。
[0015]图2为本实用新型进线机构的爆炸结构图。
[0016]图3为本实用新型进线机构的结构示意图。
[0017]图4为图3的A-A剖视图。
[0018]图5为双联行星齿轮的结构示意图。
[0019]图6为本实用新型成型机构的结构示意图。
[0020]图7为图6的A部放大图。
[0021]图8为图6的B部放大图。
[0022]图9为图6的仰视图。
[0023]图10为盘形凸轮的结构示意图。
[0024]图11为盘形凸轮的立体图。
[0025]图12为固定座的结构示意图。
[0026]图中，101、主传动轴，102、上齿盘，103、上法兰盖，104、双联行星齿轮，105、下法兰盖，106、下齿盘，107、下线轴，108、过线钩，109、连接板，110、压块，111、绕线壳体，112、定位环，113、定位杆，114、进线管，1、盘形凸轮,2、固定盘,4、导柱,6、摆杆,7、导向杆,8、滑块,9、万向节，10、推杆，11、等截面薄壁轴承，12、螺栓型滚轮滚针轴承，13、进线口，14、曲线槽，15、固定环，16、支脚，17、圆弧。
【具体实施方式】[0027]图1、图2、图3中，本实用新型包括进线机构、成型机构。进线机构是在一个中空的主传动轴101上连接有一套行星齿轮机构,行星齿轮机构由一个上齿盘102、一个上法兰盖103、三个双联行星齿轮104、一个下法兰盖105、一个下齿盘106组成，其中双联行星齿轮104穿过主传动轴凸缘上的通孔，经轴承装于小芯轴中部，小芯轴上端与下端分别插装固定于上法兰盖103与下法兰盖105相应的定位孔内，行星齿轮机构上在两个双联行星齿轮之间夹角的中心处开一个过线槽，一个中空且带一字槽的下线轴107从主传动轴101中心穿过，一字槽与行星齿轮机构的过线槽对齐，一个过线钩108安装在行星齿轮机构的过线槽以及下线轴107的一字槽中，并经螺钉固定于上法兰盖103上，过线钩108也同时有平键的作用，保证下线轴107与主传动轴101同步旋转。
[0028]主传动轴I通过轴承连接支撑在连接板109上，上齿盘102通过四个压块110、六角螺栓固定在连接板109上，主传动轴101和下齿盘106用轴承连接，下齿盘106上安装有定位环112以及定位杆113，定位杆113插入相应的成型工装(与本实用新型配套使用的成型工装)的定位孔中。连接板109、定位环112以及定位杆113固定不旋转，相应的上齿盘102、下齿盘106也就固定不旋转。由此，在此机构的行星齿轮机构中，作为太阳轮的上齿盘102、下齿盘106是相对静止的，而双联行星齿轮104在上齿盘102和下齿盘106上运动。
[0029]图4中，101为主传动轴，104为双联行星齿轮，105为下法兰盖，106为下齿盘，107为下线轴。
[0030]图5中，双联行星齿轮104包括安装筒、一对分别装于安装筒两端的齿轮。安装筒经轴承装于小芯轴。
[0031]图6、图7、图8中，本实用新型的成型机构包括盘形凸轮1、固定座。该固定座包括固定盘2、连接于固定盘2外缘的固定环15。盘形凸轮I通过一个大型的等截面薄壁轴承11连接支撑在固定盘2上，等截面薄壁轴承11可以承受一定的径向力和轴向力，盘形凸轮I可以在固定盘2之上灵活旋转，同时因为是薄壁轴承，可以使结构更紧凑。绕线壳体111通过三个导柱4连接在盘形凸轮上，驱动绕线壳体111旋转时，力矩通过导柱4传递给盘形凸轮1，盘形凸轮I随绕线壳体111同步旋转。进线管114安装在其中一个导柱4中，进线管114出口伸入盘形凸轮I上的进线口 13中，在盘形凸轮I旋转的同时铜线从此进入机构内部。摆杆6 —端通过螺钉、钢套、滚针轴承连接在固定环15内壁的支脚16上，可以灵活摆动；摆杆6上固定有螺栓型滚轮滚针轴承12，螺栓型滚轮滚针轴承12嵌入盘形凸轮I的曲线槽14内。导向杆7安装固定在固定环15相应的孔内，滑块8内安装有直线轴承，可以沿导向杆7的轴向灵活往复滑动。摆杆6与滑块8之间用万向节9连接，并配以轴承，从而三者之间可以实现灵活的万向运动。滑块8上安装固定成型推杆10。
[0032]图9中，为实现七对极定子绕组线圈的绕制分度，固定环15设计制作成七等分，同样，摆杆6、导向杆7、滑块8、万向节9、螺栓型滚轮滚针轴承12等零件的数量也以七为基数。
[0033]图10、图11中，盘形凸轮I下表面设有曲线槽14。曲线槽14为等径圆形，其中七分之一的圆心角所对圆弧17沿径向向外突出。
[0034]图12中，固定座包括固定盘2、连接于固定盘2外缘的固定环15。固定环15内壁沿圆周方向均布有七个支脚16。
[0035]本实用新型进线机构充分利用行星齿轮机构的运动原理和空间结构特性，其工作原理是:漆包铜线通过下线轴107进入，从下线轴107上的一字槽经过线钩108、行星齿轮机构的过线槽，最后从绕线壳体111的进线管114穿出。在主传动轴101旋转时，带动上法兰盖103、行星齿轮104、下法兰盖105、过线钩108、下线轴107、绕线壳体111 一起旋转，漆包铜线一边随绕线壳体旋转一边进线，同时随绕线壳体111绕制到成型工装上。
[0036]本实用新型成型机构充分利用凸轮机构的运动原理。凸轮，也是主动件，即盘形凸轮I ;从动件，即摆杆6;滚子，即螺栓型滚轮滚针轴承12;机架，即固定座。盘形凸轮I在固定座上旋转过程中，当螺栓型滚轮滚针轴承12进入盘形凸轮I曲线槽14的上升曲线，带动摆杆6向远离中心方向摆动，摆杆6则带动万向节9、万向节9带动滑块8沿导向杆7也向远离中心方向运动，滑块8上的成型推杆10也随之缩回，避开进线管114 ;当螺栓型滚轮滚针轴承12进入盘形凸轮I曲线槽14的下降曲线，带动摆杆6向中心方向摆动，摆杆6则带动万向节9、万向节9带动滑块8沿导向杆7也向中心方向运动，滑块8上的成型推杆10也随之伸出，推动从进线管114进入的铜线进入成型模具中；之后，螺栓型滚轮滚针轴承12进入盘形凸轮I曲线槽14的等径圆，摆杆6保持不动，相应的成型推杆10也停留在伸出位置以保持定子绕组线圈的形状。七个摆杆6可以依次按所述方式依次顺序动作，相应的成型推杆10也依次动作，实现定子绕组线圈一边旋绕一边成型，七对极波形一次绕制成型。
【权利要求】
1.一种定子绕组线圈绕线装置，其特征在于:主传动轴(101)中部有一沿径向向外凸出的凸缘；连接板(109)经轴承装于凸缘上部的主传动轴(101)上；位于凸缘与连接板(109)之间的主传动轴(101)上套装有上齿盘(102);上齿盘(102)固定于连接板(109);与上齿盘(102)对应的下齿盘(106)经轴承装于凸缘下部的主传动轴(101)上；定位环(112)固定于下齿盘(106)下部；所述定位环(112)与插装于相应成型工装定位孔内以使定位环(112)与连接板(109)保持相对静止的定位杆(I 13)相连； 上齿盘(102)与凸缘之间的主传动轴(101)上套装固定有上法兰盖(103)，下齿盘(106)与凸缘之间的主传动轴(101)上套装固定有下法兰盖(105)； 用于安装与上齿盘(102)、下齿盘(106)啮合传动的双联行星齿轮(104)的小芯轴插装于主传动轴(101)凸缘上的通孔，小芯轴上端插装固定于上法兰盖(103)的定位孔内，下端插装固定于下法兰盖(105)的定位孔内；双联行星齿轮经轴承装于小芯轴中部； 下线轴(107)装于主传动轴(101)轴向贯通的中心孔中； 所述主传动轴(101)与小芯轴对应处设有一过线槽；所述过线槽位于两个双联行星齿轮(104)之间；所述下线轴(107)与过线槽对应处开有一字槽；过线槽与一字槽中设有一将下线轴(107)内的漆包铜线经过线槽、一字槽引出主传动轴(101)外的过线钩(108)； 上口小下口大呈筒状结构的绕线壳体(111)小口段上端固定于凸缘下端面；绕线壳体(111)大口端设有进线管(114);过线钩(108)经过线管道与进线管(114)入口相连；进线管(114)出口伸出绕线壳体(111)外； 盘形凸轮(I)经一个以上导柱(4)连接于绕线壳体(111)大口端；进线管(114)出口伸入盘形凸轮(I)上的进线口(13)中；盘形凸轮(I)下表面设有曲线槽(14)； 盘形凸轮(I)经等截面薄壁轴承(11)装于固定盘(2)内孔；固定盘(2)外缘连接有固定环(15);固定环内壁沿圆周方向均布有N个推杆成型机构； 所述推杆成型机构包括固定于固定环(15)内壁的支脚(16)、导向杆(7)、置于曲线槽内的螺栓型滚轮滚针轴承(12);所述导向杆(7)与盘形凸轮(I)中心轴线垂直；导向杆(7)上装有能沿导向杆滑动的滑块(8);滑块(8)上连接有用于推挤线圈以使线圈成型的推杆(10);滑块(8)与支脚之间活动连接有摆杆(6);所述螺栓型滚轮滚针轴承(12)的轴承端置于曲线槽内，螺栓型滚轮滚针轴承(12)的螺栓端连接于摆杆(6)； 所述曲线槽(14)为圆形，其中360/N度圆心角所对圆弧(17)沿径向向外突出以使螺栓型滚轮滚针轴承(12)经摆杆(6)带动滑块(8)滑动使推杆(10)向后运动避开进线管(114)再向前运动推送从进线管(114 )进入的铜线进入成型模具。
2.根据权利要求1所述的一种定子绕组线圈绕线装置，其特征在于:所述双联行星齿轮(104)包括安装筒、一对分别装于安装筒两端的齿轮；所述安装筒经轴承装于小芯轴。
3.根据权利要求1所述的一种定子绕组线圈绕线装置，其特征在于:所述上法兰盖(103)与下法兰盖(105)上分别设有一过线槽；所述过线钩(108)经螺钉固定于上法兰盖(103)。
4.根据权利要求1所述的一种定子绕组线圈绕线装置，其特征在于:所述N为7。
5.根据权利要求1所述的一种定子绕组线圈绕线装置，其特征在于:其中一个导柱(4)位于盘形凸轮(I)的进线口(13)处，进线管(114)插装于此导柱中。
【文档编号】H02K15/04GK203800780SQ201420113129
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】吴波, 孙铁军, 李琨, 徐树德, 王伟, 张向东 申请人:东风汽车电气有限公司