薄型双齿步进电机的制作方法

本实用新型涉及步进电机领域，具体涉及一种薄型双齿步进电机。

背景技术：

步进电机广泛应用在工业控制领域，步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，应用极为广泛。在正常情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，这个角度称为步距角。通过控制脉冲的数量来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；通过控制脉冲的频率来控制电机的转速和加速度。目前，在一款电动飞达上用到步进电机，但飞达上用到的步进电机都是单级齿轮输出，在传动比过大时，输出齿轮的尺寸就会非常大，导致位置结构比较复杂并且调整困难，同时相应地带来飞达结构体积大和生产成本高等问题。此外，传统电机厚度过大，无法满足金融终端具有体积小且高频率运行特性的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种采用两级齿轮传动输出使作为输出齿轮的尺寸小而较少占用传动装置空间，但输出力矩大、动态性能好，定位精确度高且整个电机厚度非常薄的薄型双齿步进电机以解决现有技术中的不足，可广泛应用于工业控制领域尤其是金融终端。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种薄型双齿步进电机，包括后端盖、与所述后端盖相卡合的前端盖、以及位于所述后端盖和所述前端盖所形成的空腔中的定子和转子，所述转子嵌入所述定子中并与所述定子同轴配合，所述转子的中心连有驱动轴，所述驱动轴的一端与所述后端盖连接，另一端伸出所述前端盖表面连有驱动齿轮，所述前端盖上偏离所述驱动轴的位置固设有与所述驱动齿轮相啮合的从动齿轮，所述从动齿轮和所述驱动齿轮的厚度均等于或小于1.2mm。由此，通电后定子产生矢量磁场，并带动转子旋转一定角度，每输入一个电脉冲电动机转动一个角度前进一步开始带动负载运转；而电机采用厚度均小于1.2mm的从动齿轮和驱动齿轮两级传动，大大减小了在传动比要求很大时的齿轮尺寸，大节省了空间体积简化了位置结构，相应地减少了飞达结构体积和生产成本。

进一步地，所述定子包括环绕在所述转子外围的环绕在所述转子外围的定子铁芯以及镶嵌到所述定子铁芯凹槽里的骨架，所述定子铁芯沿其圆周方向均匀分布多个定子主极，每个所述定子主极的内端沿径向设有多个定子齿，所述转子包括第一转子铁芯、第二转子铁芯以及位于所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯之间的磁钢，所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯沿周向分别均匀分布有与所述定子齿相对的转子齿。由此，静止时转子齿对准定子齿，步进电机每接收到一个脉冲信号，转子会转动，在转子齿和定子齿之间的磁场作用下转子齿移动一个定子齿的间距，而对准行进方向的下一个定子齿，此时步进电机转动一个步距角，步进电机就这样一步一步地转动运行。

进一步地，所述前端盖上设有铆接孔，通过在所述铆接孔中插入销轴使所述从动齿轮固定连接在所述前端盖上，所述销轴与所述前端盖的铆接段呈直纹滚花，所述铆接段的外径大于所述铆接孔的直径。由此，铆接后销轴的铆接段会在铆接孔中胀紧，采用铆接工艺，利于批量加工和生产，销轴与前端盖的铆接段呈直纹滚花可以保证两者铆接牢固，提高电机运行的精度。

进一步地，所述销轴上与所述从动齿轮配合的滑配段的直径小于所述铆接孔的直径，由此，在销轴与前端盖铆接时直径小的滑配段可以起到导向作用使二者装配更加容易快捷。

进一步地，所述销轴采用不锈钢材料制成，所述驱动齿轮和从动齿轮采用粉末治金工艺制成。由此，销轴、驱动齿轮和从动齿轮都可以通过热处理获得比较高的硬度且耐磨性好，同时适合大批量生产。

进一步地，所述销轴与所述从动齿轮连接的一端用平头螺丝固定，由此，可以有效降低生产成本，又保证齿轮可顺利转动，并且使用平头螺丝固定拆装方便，便于维修更换。

进一步地，所述从动齿轮与所述前端盖之间还设有垫片，垫片有优良的物理机械性能，耐摩擦性强，可避免从动齿轮与前端盖二者在转动过程中直接摩擦，从而保护前端盖表面外表不受磨损，保证驱动齿轮和从动齿轮顺利、平稳地传动。

进一步地，所述驱动齿轮的齿数为十二个，所述从动齿轮的齿数为二十个，由此，采用两个尺寸较小的齿轮进行两级传动仍可以得到较大的传动比，

进一步地，所述驱动齿轮和所述从动齿轮的厚度均小于1.2mm，所述前端盖厚度小于2.2mm。由此，整个电机非常薄，占用体积小使电机结构紧凑，非常适用于要求使用小电机尺寸的场合。

进一步地，所述前端盖与所述后端盖卡合后电机的厚度为9.6±0.1mm，由此，整个电机尺寸非常薄，应用于电机飞达时可大大减小飞达体体积使内部结构变简单降低生产成本。

本实用新型提供的薄型双齿步进电机，具有以下有益效果：

1、采用两级齿轮传动，将减速比分解为两级传动，虽然齿轮数量增加，但总的结构尺寸是比较小的，避免了单级齿轮输出需要较大的传动比时齿轮尺寸过大带来的传动装置结构比较复杂并且调整困难的问题，减少了传动装置占用空间，便于安装调整，使得整机的结构变得简单和紧凑。

2、装配时，销轴的滑配段直径比铆接孔的直径小，销轴与前端盖铆接时滑配段具有导向作用使安装更加简便快捷；同时因销轴的铆接段的直径比前端盖上铆接孔的直径大，铆接后销轴的铆接段会在铆接孔中胀紧，这样可以保证销轴与前端盖的铆接强度和铆接精度。

3、销轴采用不锈钢材料制成，驱动齿轮和从动齿轮采用粉末治金工艺制成，可以通过热处理后获得比较高的硬度且耐磨性好，延长了电机的使用寿命，同时适合大批量生产。

4、前端盖与后端盖卡合后电机的厚度为9.6±0.1mm，整个电机非常薄，应用于电机飞达时可大大减小飞达体积使内部结构变简单降低生产成本，还可应用于金融终端等具有体积小且高频率运行特性要求的领域。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述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是本实用新型薄型双齿步进电机一种实施方式的立体结构示意图；

图2为图1的结构分解示意图。

图中：

1、后端盖；2、前端盖；21、铆接孔；22、销轴；3、定子；31、支撑架；32、定子铁芯；33、线圈；34、定子主极；35、定子齿；4、转子；41、第一转铁芯；42、第二转子铁芯；43、转子齿；44、磁钢；5、驱动轴；6、驱动齿轮；7、从动齿轮；8、电机引出线；9、垫片；10、插接孔；11、盘头螺丝；12、平头螺丝。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1和图2所示，一种薄型双齿步进电机，包括后端盖1、与后端盖1相卡合的前端盖2、以及位于后端盖1和前端盖2所形成的空腔中的定子3和转子4，其中，转子4嵌入定子3中并与定子3同轴心相配合，转子4的中心连有驱动轴5，驱动轴5的一端与后端盖1通过轴承连接，另一端伸出前端盖2表面连有驱动齿轮6，前端盖2上偏离驱动轴5的位置固设有与驱动齿轮6相啮合的从动齿轮7，从动齿轮7和驱动齿轮6的厚度均为1.2mm，也可以根据需要将厚度设为小于1.2mm，而为了与外部控制板上的插口相连接，定子3上还设有通过电路板与定子3上线圈33相连接的电机引出线8。

此外，定子3包括环绕在转子4外围的定子铁芯32、镶嵌到定子铁芯32凹槽里的骨架31以及缠绕在定子铁芯32凹槽里的线圈33，定子铁芯32沿圆周方向均匀分布八个定子主极34，每个定子主极34的内端沿其径向设有五个定子齿35，转子4包括第一转子铁芯41、第二转子铁芯42以及位于两个转子铁芯中间的磁钢44，第一转子铁芯41和第二转子铁芯42外侧分别固定安装有轴承，并且两个转子铁芯沿圆周向均匀分布有与定子齿35相对的转子齿43，在本实施例中，转子齿43的齿数为五十个。

其中，前端盖2上设有铆接孔21，通过在铆接孔21中插入销轴22使从动齿轮7固定连接在前端盖2上，销轴22与前端盖2的铆接段呈直纹滚花，铆接段的外径大于铆接孔21的直径以保证销轴22与前端盖2连接牢固；另外，销轴22的滑配段直径比铆接孔22的直径小0.05mm，滑配段可以对销轴22与前端盖2的的滑装配合起导向作用。

为了提高齿轮传动装置的耐磨性，销轴22采用2Cr13不锈钢材料制成，驱动齿轮6和从动齿轮7采用粉末治金工艺制成。

此外，为了保护前端盖2表面不受磨损，保证驱动齿轮6和从动齿轮7顺利、平稳地传动，本实施例还在从动齿轮7与前端盖2之间设有垫片9，垫片9采用聚酯材料制成具有优良的物理机械性能，耐摩擦性强。

其中，驱动齿轮6的齿数为十二个，从动齿轮7的齿数为二十个，驱动齿轮6和从动齿轮7的厚度均小于1.2mm，前端盖2厚度小于2.2mm。另外，前端盖2和后端盖1分别设有可以相对应的插接孔10，插入盘头螺丝11可以锁紧前端盖2和后端盖1，前端盖2与后端盖1卡合后电机的厚度为9.6±0.1mm，整个电机非常薄。

而为了对从动齿轮7进行限位同时使其拆装方便，销轴22与从动齿轮7连接的一端采用平头螺丝12固定。

在装配本实用新型提供的薄型双齿步进电机时，将销轴22插入前端盖2上的铆接孔21进行铆接，销轴22轴帽紧贴于前端盖2里面，再将前端盖2、定子3、转子4和后端盖1依次组装在一起使驱动轴5伸出前端盖2的外表面，并使用M2*7.5的盘头螺丝11使前端盖2和后端盖1相卡合后锁紧电机；然后将驱动齿轮6压装于驱动轴5在前端盖2上的出轴处；最后，将聚酯垫片9和从动齿轮7依次套于销轴22上，调整驱动齿轮6使驱动齿轮6与从动齿轮7互相啮合，并用平头螺丝12将从动齿轮7锁住，由此完成整个电机的装配，在使用本实用新型提供的薄型双齿步进电机时，静止时转子齿43对准定子齿35，通电后定子3产生矢量磁场，并带动转子4旋转一定角度，步进电机每接收到一个脉冲信号，转子4会转动，在转子齿43和定子齿35之间的磁场作用下转子齿43移动一个定子齿35的间距后对准行进方向的下一个定子齿35，此时步进电机转动一个步距角，步进电机一步一步地转动运行，同时驱动齿轮6在驱动轴5的带动下转动并使与驱动齿轮6相啮合的从动齿轮7转动，从而由从动齿轮7带动外部的载荷转动工作。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。