一种电机的定子与壳体的键槽连接结构及电机的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机的定子与壳体的键槽连接结构及电机。


背景技术：

2.随着新能源技术的发展，新能源汽车的市场接受度也不断提高，新能源汽车中动力的输出主要采用电机，而电机的设计在整个电机的性能及稳定性表现尤为关键，目前新能源汽车所采用的油冷电机的定子主要是通过螺栓与壳体进行连接，并且使定子与壳体表面存在一定的间隙，便于储存和流通冷却油，从而起到散热的效果；现有的油冷电机目前方案存在以下问题：其一是：定子与壳体通过螺栓连接，电机内部增加连接件，成本高；其二是：定子与壳体通过螺栓固定连接，螺栓一端悬空，一端固定，处于悬臂梁的情况，振动耐久可靠性存在问题；其三是：相对于水冷电机，定子与壳体分离，且螺栓悬空，定子系统的刚度大幅度下降，更易发出振动噪声，影响整车的驾驶体验。


技术实现要素：

3.为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种将定子与壳体稳定连接的电机的定子与壳体的键槽连接结构及电机。
4.本实用新型公开了一种电机的定子与壳体的键槽连接结构，包括定子和设于所述定子外的壳体，所述定子外缘与所述壳体内缘之间设有第一间隙；所述定子由定子冲片叠加而成，所述定子冲片上设有至少一个凸块，若干定子冲片叠加后形成所述定子上的至少一个定位键；所述壳体上设有至少一个定位槽，所述定位键设于所述定位槽内，从而限制所述定子与所述壳体之间的周向位移；所述凸块两侧设有凹槽，若干定子冲片叠加后形成所述定子上的所述定位键两侧的退刀槽；所述定位键的截面为矩形，所述定位键的一侧端面或两侧端面与所述定位槽过盈配合；还包括端盖，所述端盖同时抵接所述定子和所述壳体的端面，所述端盖设于所述定子两端，从而限制所述定子与所述壳体之间的轴向位移。
5.优选的，所述定子上设有一个所述定位键和至少一个抵键，所述抵键与所述壳体的所述内缘过盈配合，通过一个所述定位键和若干个所述抵键以限制所述定子与所述壳体之间的周向位移。
6.优选的，所述抵键的顶面为弧面，所述弧面的弧度与所述壳体的所述内缘的弧度相同。
7.优选的，所述抵键的数量为五个，五个所述抵键和一个所述定位键的六键之间周向等距设置。
8.优选的，所述定子上设有三个所述定位键，三个所述定位键之间周向等距设置。
9.优选的，所述定位键的顶面和所述定位槽的底面之间设有第二间隙。
10.优选的，所述第二间隙大于所述第一间隙。
11.优选的，所述定子上设有两个所述定位键，两个所述定位键之间相对设置；所述定
位键的顶面、所述定位槽的底面为弧面，且弧度相同，所述定位键的顶面与所述定位槽的底面之间相互贴合。
12.优选的，所述定位键的两侧端面与所述定位槽过盈配合；或两所述定位键的同一侧端面与所述定位槽过盈配合。
13.本实用新型还公开了一种电机，包括上述的定子与壳体的键槽连接结构。
14.采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
15.1.在定子冲片上，直接冲出定位键结构，在壳体上挤压出定位槽结构，采用定子与壳体的键槽连接，来实现定子传扭以及周向限位，定位精度较高；通过两端的端盖对定子进行轴向限位，且端盖安装拆解方便，从而实现对定子在壳体上的轴向、和周向的定位，实现完全定位；
16.2.定子与壳体之间小间隙配合，避免了定子与壳体的螺栓连接或者过盈配合，消除定子由于过盈连接或者螺栓连接产生应力，减小定子铁损，提高电机效率；
17.3.定位键与定位槽的配合采用小过盈，能够吸收部分键槽的位置度公差，减少定子、壳体的装配难度。
附图说明
18.图1为本实用新型提供的定位键和定位槽的配合设置的第一方案的径向截面图；
19.图2为本实用新型提供的定位键和定位槽的配合设置的第一方案的轴向截面图；
20.图3为本实用新型提供的定子上的退刀槽的结构示意图；
21.图4为本实用新型提供的退刀槽的放大图；
22.图5为本实用新型提供的定位键和定位槽的配合设置的第二方案的结构示意图；
23.图6为本实用新型提供的定位键和定位槽的配合设置的第二方案的另一优选方案的结构示意图；
24.图7为本实用新型提供的定位键和定位槽的配合设置的第三方案的径向截面图；
25.图8为本实用新型提供的定位键和定位槽的配合设置的第三方案的所述抵键的放大图。
26.其中：1-定子，2-壳体，3-定位键，4-定位槽，5-端盖，6-退刀槽，7-抵键。
具体实施方式
27.以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。
28.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
29.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
30.应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这
些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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。
33.在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
34.参见附图1-4，本实用新型公开了一种电机的定子1与壳体2的键槽连接结构，包括定子1和设于定子1外的壳体2，定子1外缘与壳体2内缘之间设有第一间隙，该间隙较小，用于避免定子1外缘与壳体2内缘之间直接相互接触，从而机壳内部无需进行精加工，定子1与机壳无初始应力，从而可以消除定子1与壳体2由于过盈连接或者螺栓连接产生应力，减小定子1铁损，提高电机效率。
35.本实用新型的定子1由定子1冲片叠加而成，定子1冲片上设有至少一个凸块，将若干定子1冲片叠加冲压后则形成定子1上的至少一个定位键3，本实用新型将定位键3直接做在定子1冲片上，减少了单独的零部件。
36.由于在冲压形成定子1之后，堆叠精度不高，还需要对定位键3进行磨削加工，因此在定子1冲片上设置了退刀槽6，以便砂轮进入。具体的，凸块两侧设有凹槽，若干定子1冲片叠加后形成定子1上的定位键3两侧的退刀槽6(参见附图3-4)。
37.本实用新型中，定位键3的截面为矩形，需要说明的是，这里的矩形是类矩形，表明键在宏观上是区分于三角形或多边形的矩形，而不限定该定位键3同矩形一样四角为90度。
38.由于是矩形，从而定位键3存在一个上端面(顶面)和两个侧端面，定位键3的一侧端面或两侧端面与定位槽4过盈配合，从而实现定子1的定心以及承扭作用。该过盈可以通过对壳体2热套后，将定子1直接入壳安装来实现，而无需进行定子1与壳体2的压装处理。
39.与定位键3相对应，壳体2上设有至少一个定位槽4，定位键3设于定位槽4内，从而限制定子1与壳体2之间的周向位移。定位槽4可以直接挤压，之后机加工，加工量小。定子1与壳体2安装时，通过定位键3进行导向，将壳体2直接套入定子1，或者定子1插入壳体2。
40.还包括端盖5，端盖5同时抵接定子1和壳体2的端面，端盖5设于定子1两端，可以通过压紧定位键3或压紧定子1端面进行轴向定位，从而限制定子1与壳体2之间的轴向位移。
41.对于定位键3和定位槽4的配合设置，本实用新型提供了三种不同具体实施方案。
42.方案一，参见附图1-2，定子1上设有三个定位键3，三个定位键3之间周向等距设
置，可以理解为，三个定位键3之间120度间隔设置。
43.进一步的，定位键3的顶面和定位槽4的底面之间设有第二间隙，能够吸收部分键槽的位置度公差，减少定子1、壳体2的装配难度。在第一间隙(定子1与壳体2之间)的需求仅为避免直接接触而不是用于其他作用(例如冷却油流通)时，该第二间隙优选大于第一间隙。
44.方案二，定子1上设有两个定位键3，两个定位键3之间相对设置(可以理解为，两个定位键3之间180度间隔设置)。定位键3的顶面、定位槽4的底面为弧面，且弧度相同，从而定位键3的顶面与定位槽4的底面之间相互贴合，从而实现定子1定心。相较于三键槽结构，两键槽对称分布更加有有利于键槽的装配，且由于键槽位置度累计的干涉量减少，装配也更加容易。
45.同样，本方案中，定位键3的一侧端面或两侧端面与定位槽4过盈配合，其中，可以定位键3的两侧端面都与定位槽4过盈配合(参见附图5)，也可以两定位键3的同一侧端面与定位槽4过盈配合(参见附图6)。
46.方案三，参见附图7-8，定子1上设有一个定位键3和至少一个抵键7，抵键7与壳体2的内缘过盈配合，具体的，一个插入式的定位键3用于提供稳定的周向限制以及定子1承扭作用，而至少一个抵键7则用于与壳体2的内缘过盈配合，以实现定子1定心作用。
47.进一步的，抵键7的顶面为弧面，弧面的弧度与壳体2的内缘的弧度相同，从而能更好的实现定子1的定心作用。
48.当键槽过多时，对位置度的要求将更高，装配更困难；键槽过少，单个槽受力增加，又会加大键槽尺寸，不利于结构布置。本方案采用仅一个键槽(定位键3和定位槽4)配合，避免了多键槽位置度引起的不对中或者装配干涉。当然，在有需要的时候，也可以设置多个键槽(定位键3和定位槽4)配合，此处并不做限制，仅仅是提供一个较优方案(一键槽)。
49.较佳的，本方案的抵键7的数量为五个，五个抵键7和一个定位键3的六键之间周向等距设置，实现更均匀的承力。
50.进一步的，定位键3的顶面和定位槽4的底面之间设有第二间隙，能够吸收部分键槽的位置度公差，减少定子1、壳体2的装配难度。在第一间隙(定子1与壳体2之间)的需求仅为避免直接接触而不是用于其他作用(例如冷却油流通)时，该第二间隙优选大于第一间隙。
51.上面三种方案虽然都能实现定子1定心作用，但是相较于方案一来说，方案二和方案三由于抵键7或定位键3的弧度设置，其定心作用更佳。
52.本实用新型还公开了一种电机，包括上述的定子1与壳体2的键槽连接结构，本实用新型的电机可应用在油冷/水冷电桥结构中，替代当前的电机定子1与壳体2过盈或者螺栓连接方式。
53.应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种电机的定子与壳体的键槽连接结构，其特征在于，包括定子和设于所述定子外的壳体，所述定子外缘与所述壳体内缘之间设有第一间隙；所述定子由定子冲片叠加而成，所述定子冲片上设有至少一个凸块，若干定子冲片叠加后形成所述定子上的至少一个定位键；所述壳体上设有至少一个定位槽，所述定位键设于所述定位槽内，从而限制所述定子与所述壳体之间的周向位移；所述凸块两侧设有凹槽，若干定子冲片叠加后形成所述定子上的所述定位键两侧的退刀槽；所述定位键的截面为矩形，所述定位键的一侧端面或两侧端面与所述定位槽过盈配合；还包括端盖，所述端盖同时抵接所述定子和所述壳体的端面，所述端盖设于所述定子两端，从而限制所述定子与所述壳体之间的轴向位移。2.根据权利要求1所述的定子与壳体的键槽连接结构，其特征在于，所述定子上设有一个所述定位键和至少一个抵键，所述抵键与所述壳体的所述内缘过盈配合，通过一个所述定位键和若干个所述抵键以限制所述定子与所述壳体之间的周向位移。3.根据权利要求2所述的定子与壳体的键槽连接结构，其特征在于，所述抵键的顶面为弧面，所述弧面的弧度与所述壳体的所述内缘的弧度相同。4.根据权利要求2所述的定子与壳体的键槽连接结构，其特征在于，所述抵键的数量为五个，五个所述抵键和一个所述定位键的六键之间周向等距设置。5.根据权利要求1所述的定子与壳体的键槽连接结构，其特征在于，所述定子上设有三个所述定位键，三个所述定位键之间周向等距设置。6.根据权利要求2或5所述的定子与壳体的键槽连接结构，其特征在于，所述定位键的顶面和所述定位槽的底面之间设有第二间隙。7.根据权利要求6所述的定子与壳体的键槽连接结构，其特征在于，所述第二间隙大于所述第一间隙。8.根据权利要求1所述的定子与壳体的键槽连接结构，其特征在于，所述定子上设有两个所述定位键，两个所述定位键之间相对设置；所述定位键的顶面、所述定位槽的底面为弧面，且弧度相同，所述定位键的顶面与所述定位槽的底面之间相互贴合。9.根据权利要求8所述的定子与壳体的键槽连接结构，其特征在于，所述定位键的两侧端面与所述定位槽过盈配合；或两所述定位键的同一侧端面与所述定位槽过盈配合。10.一种电机，其特征在于，包括上述权利要求1-9任一所述的定子与壳体的键槽连接结构。

技术总结
本实用新型提供了一种电机的定子与壳体的键槽连接结构及电机，包括定子和设于所述定子外的壳体，所述定子外缘与所述壳体内缘之间设有第一间隙；所述定子由定子冲片叠加而成，所述定子冲片上设有至少一个凸块，若干定子冲片叠加后形成所述定子上的至少一个定位键；所述壳体上设有至少一个定位槽，所述定位键设于所述定位槽内，从而限制所述定子与所述壳体之间的周向位移；所述定位键的截面为矩形，所述定位键的一侧端面或两侧端面与所述定位槽过盈配合；还包括端盖，所述端盖同时抵接所述定子和所述壳体的端面，所述端盖设于所述定子两端，从而限制所述定子与所述壳体之间的轴向位移。移。移。


技术研发人员：刘宇澄
受保护的技术使用者：臻驱科技（上海）有限公司
技术研发日：2023.03.17
技术公布日：2023/7/21