一种伺服电机的制作方法

本发明涉及伺服电机领域，具体地说，特别涉及到一种伺服电机。

背景技术：

伺服电机是工业控制的执行层，是智能制造的核心零部件，目前国内伺服电机有很多难点没有被解决。例如：

1)外形长，功率密度低，影响在终端智能设备的安装应用以及设备的性能发挥，尤其是多关节机器人的应用。

2)伺服电机在一些急加减速及反复正反转切换场合，对转子的可靠性要求比较高，现有轴和转子铁芯通过简单的过盈连接，长时间的高强度工作会导致材料出现蠕变，转子旋转方向错位移动存在一定的概率。若采用键连接轴和转子铁芯的话，会大大增加转子的制造成本，同时一些产品受结构尺寸限制不易采用。

3)目前在磁钢制造过程中，一般还是利用线切割分切磁钢毛坯，其中为提高生产效率，磁钢分切后四周有毛刺尖角，随后振动去毛刺、倒角。因为是振动方式，存在随机性，每片磁钢的圆角一致性不好。因此在磁钢装配粘贴时，相应铁芯卡槽底角需要设计的足够小，以避让磁钢，以利磁钢粘贴固定。但这与铁芯冲压工艺是个矛盾，模具冲压圆角需要保持在0.2以上，且圆角越大模具尖角不易崩损，模具的寿命才会更长。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种伺服电机，以解决现有技术中存在的问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种伺服电机，包括电机定子、绝缘端部、端盖、后盖、编码器和电机转子；

在所述电机定子的开口端设有第一止口，且通过第一止口与绝缘端部连接，所述绝缘端部的内端面设为与电机定子连接的定位端面，在定位端面上设有与第一止口配合的第二止口，绝缘端部贴近电机定子内的pcb，电机定子的内部通过灌封环氧树脂固定绝缘端部；

所述绝缘端部的外端面设为与端盖连接的连接端面，所述端盖的一面设为凸缘面，在所述凸缘面上设有过孔，端盖另一面设为凹缘面，在所述凹缘面上设有第一螺孔；端盖通过第一螺钉穿过过孔与位于电机定子连接固定；所述凸缘面与连接端面均为向电机定子凸起的弧面，两弧面之间的间隙为0.5mm；

在所述绝缘端部凹缘面内设有若干第二螺孔，编码器通过第二螺钉配合第二螺孔安装在绝缘端部的凹缘面内，编码器的端面缩进于凹缘面内；

所述后盖通过第三螺钉配合第一螺孔与绝缘端部的凹缘面连接固定，后盖与绝缘端部的凹缘面构成密封腔体，密封腔体将所述编码器包裹在内；

所述电机转子包括转子铁芯、设置在转子铁芯内部的轴、以及设置在转子铁芯的外圆周面上的若干磁钢；

所述转子铁芯具有轴向贯穿的轴孔，轴通过热套法或冷压法装入轴孔内，且轴孔的内表面与轴的外表面过盈配合；在所述转子铁芯的轴孔的内表面上开设有若干应力缺槽，应力缺槽用于防止转子铁芯和轴的错位移动；

在所述转子铁芯的外圆周面上的若干凸起，相邻的凸起在转子铁芯的外圆周面上构成一用于安装磁钢的避让槽；所述避让槽的两侧边设为磁钢卡接边，磁钢卡接边向内倾斜构成磁钢限位结构，避让槽的底边设为磁钢粘接边，在磁钢粘接边上设有胶粘剂，其用于固定磁钢，两磁钢卡接边与磁钢粘接边构成的两底角为圆角；

所述磁钢具有与避让槽配合的主体结构，磁钢包括磁钢底边和两磁钢侧边，磁钢通过两磁钢侧边配合磁钢限位结构装入避让槽内，磁钢通过磁钢底边与磁钢粘接边固定连接。

进一步的，所述凸起和避让槽沿转子铁芯的轴向延伸，转子铁芯的一端为凸起和避让槽的起点，转子铁芯的另一端为凸起和避让槽的终点。

进一步的，所述应力缺槽的端面宽度大于应力缺槽的底面宽度。

进一步的，所述应力缺槽沿轴孔的内表面均匀分布，每一个应力缺槽沿转子铁芯的轴向延伸。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

结构简单，设计巧妙，配合电机的高效磁路和高槽满率的设计、薄型编码器的应用，可减小伺服电机的长度，降短比率约35％。

铁芯冲压模具可以设计为合适的圆角保证模具冲压寿命，磁钢无需精准控制圆角尺寸也能装入转子铁芯，工艺性更好。

磁钢和转子铁芯间通过胶粘剂将磁钢固定于铁芯上，通过存胶保持胶膜厚度，提升粘贴强度，以提高转子运行可靠性。

通过设于转子铁芯的缺槽，利用过盈配合产生的应力集中及变形现象，形成整体爪式形状，防止转子铁芯和轴的错位移动，从而提高连接可靠性，解决现有技术中存在的问题。

附图说明

图1为本发明所述的伺服电机连接结构的示意图。

图2为本发明所述的电机定子的示意图。

图3为本发明所述的绝缘端部的示意图。

图4为本发明所述的电机定子和绝缘端部的连接示意图。

图5a为本发明所述的端盖的凸缘面的示意图。

图5b为本发明所述的端盖的凹缘面的示意图。

图6为本发明所述的凸缘面与连接端面构成的间隙的示意图。

图7为本发明所述的转子铁芯和轴的连接结构的剖面图。

图8为本发明所述的转子铁芯和轴的连接结构的示意图。

图9为本发明所述的有限元分析的应力示意图。

图10为本发明所述的磁钢安装结构的示意图。

图11为本发明所述的转子铁芯的示意图。

图12为本发明所述的避让槽的示意图。

图13为本发明所述的磁钢安装结构的安装示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参见图1-图13，本发明所述的一种伺服电机，包括电机定子(a)、绝缘端部(b)、端盖(c)、后盖(d)、编码器(e)和电机转子(f)；

在所述电机定子(a)的开口端设有第一止口(1)，且通过第一止口(1)与绝缘端部(b)连接，所述绝缘端部(b)的内端面设为与电机定子(a)连接的定位端面(4)，在定位端面(4)上设有与第一止口(1)配合的第二止口(3)，绝缘端部(b)贴近电机定子(a)内的pcb(2)，电机定子(a)的内部通过灌封环氧树脂(5)固定绝缘端部(b)；

所述绝缘端部(b)的外端面设为与端盖(c)连接的连接端面(10)，所述端盖(c)的一面设为凸缘面(6)，在所述凸缘面(6)上设有过孔(7)，端盖(c)另一面设为凹缘面(8)，在所述凹缘面(8)上设有第一螺孔(9)；端盖(c)通过第一螺钉(11)穿过过孔(7)与位于电机定子(a)连接固定；所述凸缘面(6)与连接端面(10)均为向电机定子(a)凸起的弧面，两弧面之间的间隙(14)为0.5mm；

在所述绝缘端部(b)凹缘面(8)内设有若干第二螺孔(12)，编码器(e)通过第二螺钉配合第二螺孔(12)安装在绝缘端部(b)的凹缘面(8)内，编码器(e)的端面缩进于凹缘面(8)内；

所述后盖(d)通过第三螺钉(13)配合第一螺孔(9)与绝缘端部(b)的凹缘面(8)连接固定，后盖(d)与绝缘端部(b)的凹缘面(8)构成密封腔体，密封腔体将所述编码器(e)包裹在内；

所述电机转子(f)包括转子铁芯(15)、设置在转子铁芯(15)内部的轴(16)、以及设置在转子铁芯(a)的外圆周面上的若干磁钢(17)；

所述转子铁芯(15)具有轴向贯穿的轴孔(18)，轴(16)通过热套法或冷压法装入轴孔(18)内，且轴孔(18)的内表面(19)与轴(18)的外表面过盈配合；在所述转子铁芯(15)的轴孔(18)的内表面(19)上开设有若干应力缺槽(20)，应力缺槽(20)用于防止转子铁芯(15)和轴(16)的错位移动；

在所述转子铁芯(15)的外圆周面上的若干凸起(21)，相邻的凸起(21)在转子铁芯(15)的外圆周面上构成一用于安装磁钢(17)的避让槽(22)；所述避让槽(22)的两侧边设为磁钢卡接边(23)，磁钢卡接边(23)向内倾斜构成磁钢限位结构，避让槽(22)的底边设为磁钢粘接边(24)，在磁钢粘接边(24)上设有胶粘剂，其用于固定磁钢(17)，两磁钢卡接边(23)与磁钢粘接边(24)构成的两底角(25)为圆角；

所述磁钢(17)具有与避让槽(22)配合的主体结构，磁钢(17)包括磁钢底边(26)和两磁钢侧边(27)，磁钢(17)通过两磁钢侧边(27)配合磁钢限位结构装入避让槽(22)内，磁钢(17)通过磁钢底边(26)与磁钢粘接边(23)固定连接。

所述凸起(21)和避让槽(22)沿转子铁芯(15)的轴向延伸，转子铁芯(15)的一端为凸起(21)和避让槽(22)的起点，转子铁芯(15)的另一端为凸起(1)和避让槽(2)的终点。

所述应力缺槽(20)的端面宽度大于应力缺槽(20)的底面宽度。

所述应力缺槽(20)沿轴孔(18)的内表面均匀分布，每一个应力缺槽(20)沿转子铁芯(15)的轴向延伸。

本发明的安装过程如下：

电机定子(a)除下列一般特征外，包含绕组、定子铁芯、接插件、接插件固定螺钉、端盖固定螺孔等常规功能，还具备连接止口(1)，pcb(2)；绝缘端部(b)具备固定的第二止口(3)和定位端面(4)，通过第二止口(3)与电机定子(a)的第一止口(1)的紧密配合固定于电机定子(a)内，并且绝缘端部(b)的定位端面(4)靠平定子的pcb(2)，电机定子(a)内部灌封环氧树脂(5)固定端部绝缘(b)。

端盖(c)，包括凸缘面(6)、过孔(7)、凹缘面(8)和第一螺孔(9，端盖(c)通过第一螺钉(11)穿过端盖(c)的4个过孔(7)与电机定子(a)固定连接。所述凸缘面(6)与连接端面(10)均为向电机定子(a)凸起的弧面，两弧面之间的间隙(14)为0.5mm；有效降低电机的长度。

编码器(e)通过2个螺钉安装于端盖(c)的凹缘面(8)内的第二螺孔(12)，通过凹缘面(8)与编码器的形状贴合，编码器缩进于端盖(c)的凹缘面(8)内，有效降低电机的长度。后盖(d)通过第三螺钉(13)配合第一螺孔(9)与绝缘端部(b)的凹缘面(8)连接固定，后盖(d)与绝缘端部(b)的凹缘面(8)构成密封腔体，密封腔体将所述编码器(e)包裹在内。

本发明采用的转子铁芯和轴的连接结构，通过有限元分析，在转子铁芯的轴孔上设置了应力缺槽后，轴压入转子铁芯后，受过盈配合的应力影响，转子铁芯产生应力变形，形成爪式结构，从而防止转子铁芯和轴的错位移动，从而提高连接可靠性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。