一种车用尾门机构驱动器的制作方法

1.本实用新型涉及一种车用尾门机构驱动器。


背景技术：

2.随着汽车智能化的迅速发展，智能电动尾门具有手自一体开启、智能防夹、紧急闭锁和高度记忆等诸多功能，倍受市场青睐。目前汽车尾门电动举升机构使用的驱动器大多数是由永磁直流电机和行星齿轮减速器组合而成，永磁直流电机在运行过程中由于受到齿槽转矩波动影响容易出现振动，尤其在永磁直流电机启动时更为明显，使行星齿轮减速器产生共振，导致驱动器运行过程存在振动和噪音，对使用寿命也会产生一定的影响。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术状况而提供一种车用尾门机构驱动器，使车用尾门机构驱动器能够抑振降噪。
4.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种车用尾门机构驱动器，其包括永磁直流电机和行星齿轮减速器；所述行星齿轮减速器的底座固定在永磁直流电机上；所述永磁直流电机包括定子组件、转子组件和机盖组件，所述转子组件两端分别通过定子组件和机盖组件对其进行支撑，转子铁芯上端铁芯片槽口中心相对下端铁芯片槽口中心的旋转角θ设置为12
°‑
28
°
。
5.更好地，所述旋转角θ设置为28
°
。
6.更好地，所述行星齿轮减速器包括齿圈、底座，齿圈固定在底座上，所述齿圈内部依次设置一级加强板、一级太阳轮、一级行星轮、一级行星架、二级加强板、二级行星轮和输出行星架，所述一级太阳轮固定于电机轴的输出端，所述一级行星架固定在一级加强板上，所述一级行星轮安装于一级行星架的安装圆柱上，并同时与一级太阳轮和一级齿圈啮合，所述输出行星架固定在二级加强板上，所述二级行星轮安装于输出行星架的圆柱上，并同时与二级太阳轮和二级齿圈啮合，输出行星架设置用于尾门机构驱动器转矩输出的内花键。
7.更好地，所述行星齿轮减速器的底座设置定位孔与定子组件设置的定位圆配合保证安装定位的同心度，设置固定孔并通过螺钉与定子组件设置的螺纹孔连接，将其固定于定子组件上。
8.更好地，所述齿圈设置定位止口与底座设置的外圆面配合保证安装定位的同心度，设置定位槽插入底座设置的定位凸台进行圆周方向防转定位，设置固定卡口与底座设置的固定卡扣实现方便快捷的装配固定。
9.更好地，在固定卡口的两侧分别设置回弹槽，以增强固定卡口沿径向的弹性，使其装配或拆卸更加顺畅。
10.更好地，所述底座与一级加强板之间设置表面光洁的垫片，以减小对一级加强板旋转过程中产生的摩擦力和噪音，减小传动磨损，延长尾门机构驱动器使用寿命。
11.更好地，所述一级加强板表面设置第一储油槽，一级行星架安装圆柱底部设置第二储油槽，第一储油槽、第二储油槽均能储存润滑油脂，由此能减小一级行星轮的内孔面与一级行星架的安装圆柱之间的摩擦力和噪音，也能减小一级行星轮的上端面和下端面分别与一级行星架的下平面和一级加强板的上平面之间的摩擦力和噪音，减小传动磨损，延长尾门机构驱动器使用寿命。
12.更好地，所述二级加强板设置第三储油槽，输出行星架圆柱底部设置第四储油槽，第三储油槽、第四储油槽均能储存润滑油脂，由此可以减小二级行星轮的内孔面与输出行星架的圆柱之间的摩擦力和噪音，也能减小二级行星轮上端面和下端面分别与输出行星架的下平面和二级加强板的上平面之间的摩擦力和噪音，减小传动磨损，延长尾门机构驱动器使用寿命。
13.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：由于永磁直流电机转子铁芯采用斜槽，从而提高永磁直流电机启动和运行平稳性，消除对行星齿轮减速器产生的共振，起到抑振降噪的作用。
附图说明
14.图1是本实用新型实施例一种车用尾门机构驱动器的立体示意图。
15.图2是本实用新型实施例一种车用尾门机构驱动器的结构示意图。
16.图3是本实用新型实施例永磁直流电机的分解示意图。
17.图4是本实用新型实施例转子铁芯的分解示意图。
18.图5是本实用新型实施例旋转角的示意图。
19.图6是本实用新型实施例行星齿轮减速器的分解示意图。
20.图7 是本实用新型实施例齿圈的结构示意图。
21.图8 是本实用新型实施例输出行星架的结构示意图。
22.图9 是本实用新型实施例二级行星轮的结构示意图。
23.图10是本实用新型实施例二级加强板的结构示意图。
24.图11 是本实用新型实施例一级行星架的结构示意图。
25.图12 是本实用新型实施例一级行星轮的结构示意图。
26.图13是本实用新型实施例一级加强板的结构示意图。
27.图14是本实用新型实施例底座的结构示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图实施例对本实用新型作进一步描述。
29.如图1-14所示，一种车用尾门机构驱动器包括永磁直流电机2和行星齿轮减速器3。
30.本技术的实用新型与信号采集器1无关，也可以无信号采集器1，因此，在此不再展开叙述。
31.所述永磁直流电机2设置定子组件201和机盖组件203对转子组件202进行支撑，所述转子组件202的转子铁芯2021上设置绕组2022，所述转子铁芯2021转子片20212的上端的转子片槽口中心相对下端的转子片槽口中心的旋转角设置为θ，并对θ值与齿槽转矩的关系
进行了测试。
32.转子铁芯2021设置旋转角θ，其含义为：多个相同的转子片20212层叠形成转子铁芯，转子铁芯从上端至下端的每个转子片20212的槽口20219边缘之间均偏移且在同一直线上，转子铁芯上端的转子片的槽口20219的中心线20215与下端的转子片的槽口中心线20214之间的夹角为旋转角θ，也就是说转子铁芯2021的每个转子片20212的槽口20219最终形成转子铁芯的斜槽20213。
33.以下对永磁直流电机的转子铁芯斜槽作进一步说明：
34.齿槽转矩的定义：
①
永磁直流电机的转子铁芯为方便固定绕组，均采用在转子铁芯圆周上开若干槽的结构；
②
永磁直流电机绕组不通电时，永磁体和开槽转子铁芯之间的磁吸力相互作用产生的切向分量作用力形成的转矩，称为齿槽转矩；
③
当转子铁芯与定子永磁体有相对运动时,齿槽转矩相应会产生一定规律的大小波动，称之为齿槽转矩波动。
35.齿槽转矩的解析：
①
根据麦克斯韦张量理论，在永磁直流电机气隙中某个点的切向张力ft大小为：ft=b2/2
×
u0(式中：b——气隙某点的磁感应强度；u0——空气的磁导率)；
②
忽略转子铁芯的磁饱和影响，则b=br
×
[永磁体厚度/(永磁体厚度+气隙长度)] (式中：br——永磁体的剩磁感应强度)；
③
由于转子铁芯开槽作用，沿永磁直流电机气隙圆周方向，气隙长度周期性波动，导致气隙某点随着铁芯转动，磁感应强度b也发生周期性波动；
④
由麦克斯韦张量公式，气隙某点切向力ft随着b的波动也发生周期性波动，继而产生齿槽转矩的波动。
[0036]
齿槽转矩波动的周期数n：引用电机理论的推导公式，齿槽转矩波动周期数n=最小公倍数(永磁体极数，铁芯槽数)，本实施例永磁直流电机的永磁体为4极，转子铁芯槽数为10槽， n=最小公倍数(4,10)=20，意味着转子铁芯旋转360
°
机械角度，齿槽转矩波动20个周期数。
[0037]
本实用新型经研究后发现：
①
在永磁直流电机结构中，有多种消减齿槽转矩的方法，其中最有效的结构是转子铁芯设计斜槽；
②
转子铁芯斜槽消减齿槽转矩的原理是让铁芯上端片和下端片分别处于齿槽转矩的波峰和波谷，齿槽转矩能进行相互抵消，从而明显降低转子铁芯整体的齿槽转矩波动。
[0038]
本实施例永磁直流电机永磁体为4极，转子铁芯槽数为10槽，转子铁芯外径φd=22.5mm，转子片叠厚h=30mm，转子铁芯上端片槽口中心相对下端片槽口中心的旋转角θ不同，可形成不同的斜槽设计方案，不同方案的齿槽转矩检测值和消减系数值如下表：
[0039][0040]
根据上表齿槽转矩检测值和消减系数值且考虑制造因素，转子铁芯上端片槽口中心相对下端片槽口中心的旋转角θ设置为12
°‑
28
°
时，齿槽转矩检测值明显小于未设置旋转角θ时，特别是旋转角θ为28
°
时，齿槽转矩检测值0.40mnm和消减系数值0.03均为最小，采用此设计方案为最佳。
[0041]
所述行星齿轮减速器3外部设置齿圈301，在齿圈301内依次设置底座310、垫片309、一级加强板308、一级太阳轮307、一级行星轮306、一级行星架305、二级加强板304、二级行星轮303和输出行星架302。
[0042]
所述底座310设置定位孔3104与定子组件201设置的定位圆2011配合保证安装定位的同心度，设置固定孔3103并通过螺钉311与定子组件201设置的螺纹孔2012连接，将其固定于定子组件201上。
[0043]
所述齿圈301设置定位止口3014与底座310设置的外圆面3105配合保证安装定位的同心度，设置定位槽3013插入底座310设置的定位凸台3102进行圆周方向防转定位，设置固定卡口3012与底座310设置的固定卡扣3101实现方便快捷的装配固定，在固定卡口3012的两侧分别设置回弹槽3011，以增强固定卡口3012沿径向的弹性，使其装配或拆卸更加顺畅。
[0044]
所述底座310与一级加强板308之间设置表面光洁的垫片309，以减小对一级加强板308旋转过程中产生的摩擦力和噪音，减小传动磨损，延长尾门机构驱动器使用寿命。
[0045]
所述一级太阳轮307、一级行星轮306、一级行星架305上设置的二级太阳轮3053和二级行星轮303的齿上均涂有润滑油脂，以减小齿啮合过程中产生的摩擦力和噪音，减小传动磨损，延长尾门机构驱动器使用寿命。
[0046]
所述一级太阳轮307固定在电机轴20211上，所述一级行星轮306安装在所述一级行星架305设置的圆柱3054上，所述一级加强板308固定在圆柱3054的端部，以增强一级行
星架305的刚性和强度，通过一级行星轮306同时与一级太阳轮307和设置在齿圈301上的一级齿圈3015的啮合，将所述永磁直流电机2的扭矩传递给一级行星架305，在一级加强板308设置的储油槽3081和一级行星架305设置的储油槽3055均能储存润滑油脂，能减小一级行星轮306的内孔面3062与一级行星架305的圆柱3054之间的摩擦力和噪音，也能减小一级行星轮306的上端面3061和下端面3063分别与一级行星架305的下平面3056和一级加强板308的上平面3082之间的摩擦力和噪音，减小传动磨损，延长尾门机构驱动器使用寿命。
[0047]
所述二级行星轮303安装在所述输出行星架302设置的圆柱3025上，所述二级加强板304固定在圆柱3025的端部，以增强二级行星架303的刚性和强度，通过二级行星轮303同时与设置在一级行星架305上的二级太阳轮3053和所述齿圈301设置的二级齿圈3016的啮合将一级行星架305的扭矩传递给输出行星架302。
[0048]
在二级加强板304设置的储油槽3041和输出行星架302设置的储油槽3026均能储存润滑油脂，可以减小二级行星轮303的内孔面3032与输出行星架302的圆柱3025之间的摩擦力和噪音，也能减小二级行星轮303的上端面3031和下端面3033分别与输出行星架302的下平面3027和二级加强板304的上平面3042之间的摩擦力和噪音，减小传动磨损，延长尾门机构驱动器使用寿命。
[0049]
所述一级行星架305上平面3051设置储油槽3052能储存润滑油脂，可以减小二级加强板304下平面3043与上平面3051的摩擦力和噪音，所述输出行星架302设置储油槽3024能储存润滑油脂，可以减小其台阶面3023与齿圈301设置的内止口3017的摩擦力和噪音，所述齿圈301在内圆面3018上设置多个储油槽3019能储存润滑油脂，可以减小内圆面3018与输出行星架302的外圆面3022的摩擦力和噪音。
[0050]
所述输出行星架302通过设置的内花键3021将尾门机构驱动器的输出转矩传递给尾门机构。

技术特征：
1.一种车用尾门机构驱动器，其特征在于：包括永磁直流电机和行星齿轮减速器；所述行星齿轮减速器的底座固定在永磁直流电机上；所述永磁直流电机包括定子组件、转子组件和机盖组件，所述转子组件两端分别通过定子组件和机盖组件对其进行支撑，转子铁芯上端铁芯片槽口中心相对下端铁芯片槽口中心的旋转角θ设置为12
°‑
28
°
。2.如权利要求1所述的车用尾门机构驱动器，其特征在于：所述旋转角θ设置为28
°
。3.如权利要求1所述的车用尾门机构驱动器，其特征在于：所述行星齿轮减速器包括齿圈、底座，齿圈固定在底座上，所述齿圈内部依次设置一级加强板、一级太阳轮、一级行星轮、一级行星架、二级加强板、二级行星轮和输出行星架，所述一级太阳轮固定于电机轴的输出端，所述一级行星架固定在一级加强板上，所述一级行星轮安装于一级行星架的安装圆柱上，并同时与一级太阳轮和一级齿圈啮合，所述输出行星架固定在二级加强板上，所述二级行星轮安装于输出行星架的圆柱上，并同时与二级太阳轮和二级齿圈啮合，输出行星架设置用于尾门机构驱动器转矩输出的内花键。4.如权利要求3所述的车用尾门机构驱动器，其特征在于：所述行星齿轮减速器的底座设置定位孔与定子组件设置的定位圆配合保证安装定位的同心度，设置固定孔并通过螺钉与定子组件设置的螺纹孔连接，将其固定于定子组件上。5.如权利要求3所述的车用尾门机构驱动器，其特征在于：所述齿圈设置定位止口与底座设置的外圆面配合保证安装定位的同心度，设置定位槽插入底座设置的定位凸台进行圆周方向防转定位。6.如权利要求5所述的车用尾门机构驱动器，其特征在于：在固定卡口的两侧分别设置回弹槽。7.如权利要求3所述的车用尾门机构驱动器，其特征在于：所述底座与一级加强板之间设置表面光洁的垫片。8.如权利要求3所述的车用尾门机构驱动器，其特征在于：所述一级加强板表面设置第一储油槽，一级行星架安装圆柱底部设置第二储油槽，第一储油槽、第二储油槽均能储存润滑油脂。9.如权利要求3所述的车用尾门机构驱动器，其特征在于：所述二级加强板设置第三储油槽，输出行星架圆柱底部设置第四储油槽，第三储油槽、第四储油槽均能储存润滑油脂。

技术总结
一种车用尾门机构驱动器，其包括永磁直流电机和行星齿轮减速器；所述行星齿轮减速器的底座固定在永磁直流电机上；所述永磁直流电机包括定子组件、转子组件和机盖组件，所述转子组件两端分别通过定子组件和机盖组件对其进行支撑，转子铁芯上端铁芯片槽口中心相对下端铁芯片槽口中心的旋转角θ设置为12


技术研发人员：贺海亮 许恒帅 黄永娣 刘培海
受保护的技术使用者：宁波恒帅股份有限公司
技术研发日：2023.02.20
技术公布日：2023/7/14