一种排水电机用输出齿轮及包含其的排水电机的制作方法

1.本实用新型涉及电机设计技术领域，尤其涉及一种排水电机用输出齿轮及包含其的排水电机，主要用于洗衣机的排水系统中。


背景技术：

2.在洗衣机系统中，排水电机的作用是洗衣机排水时拉开排水阀。这需要排水电机提供很高的力矩同时确保排水电机与洗衣机阀门的稳固连接；通常使用钢丝绳组件连接排水电机输出齿轮与洗衣机阀门组件。
3.通过客户反馈及对洗衣机售后的调查，洗衣机牵引器不良的占比很高。其中多次出现钢丝绳组件在使用过程中脱落、卡死的不良反馈。此类排水电机是以壳体在上、壳盖在下的方式安装在洗衣机系统内的，故排水电机在洗衣机中是同步电机在上、齿轮系在下的状态。在这种状态下，输出齿轮上用于容纳钢丝绳组件的钢丝绳组件安装槽开口朝下，钢丝绳组件中头圈及钢丝绳很容易脱出输出齿轮，造成电机不能正常运行的不良现象。
4.为防止钢丝绳组件脱出，现有技术中已有一些在输出齿轮上增加防脱结构的方式来防止钢丝绳脱落的方案，如图1和图3所示，在输出齿轮1中钢丝绳组件安装槽23的前后分别增加了限位块24和限位钩13。排水电机与洗衣机安装后将一直处于倒置状态，此时钢丝绳组件安装槽23开口朝下。输出齿轮1上位于钢丝绳组件安装槽23开口端的钩型限位钩13防止钢丝绳向下脱开；另一端设置限位块24，使头圈302位于安装槽内无法自由下落。但是，由于限位块24只设置了一个，限位块24只能限制住头圈302的一端，另一端仍是悬空的状态，并且限位块24设置在钢丝绳301的对面一端，而钢丝绳301所在的一端是输出齿轮的受力端；长期运行后头圈与钢丝绳组件安装槽23的塑料内壁磨损，会出现头圈302脱出最终导致整个钢丝绳组件失效的不良现象。
5.另外，输出轴齿轮上具有与限位离合杆配合的拨杆，如图2所示，现有技术中拨杆7仅上半部与限位离合杆连接，拨杆7的下半部悬空，在运输过程中容易出现拨杆断裂的现象；输出齿轮长期运行后拨杆会发生形变倾斜，影响整机的离合。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术的排水电机输出齿轮上，仅在头圈所在的安装槽处设置一个限位块，而在输出齿轮的受力侧不具有限位结构，头圈与钢丝绳组件安装槽的塑料内壁磨损，会出现头圈脱出，最终导致整个钢丝绳组件失效的技术问题，本实用新型提供了一种排水电机用输出齿轮及包含其的排水电机来解决上述问题。
7.本实用新型提出一种排水电机用输出齿轮，包括上下布置的齿轮轴、用于连接钢丝绳组件的连接板、与上一级齿轮啮合的轮齿以及与排水电机的限位离合杆配合的拨杆；所述连接板、轮齿和拨杆与齿轮轴固定连接且由下至上依次布置。
8.所述钢丝绳组件包括钢丝绳和位于钢丝绳两端的头圈；所述连接板的下表面具有容纳头圈的第一安装槽和用于容纳钢丝绳并由第一安装槽向连接板的外边缘延伸的第二
安装槽。
9.所述第一安装槽的下端面具有由第一安装槽的外缘向第一安装槽的中心方向延伸的两个限位板，两个所述限位板相对布置，且其中一个限位板位于第一安装槽与第二安装槽的连接面处，当头圈处于第一安装槽内的极限位置时，头圈均位于两个限位板的上方。
10.进一步的，令头圈沿钢丝绳延伸方向的长度为b，两个限位板沿钢丝绳延伸方向的长度为l1和l2，两个所述限位板之间的最小距离为l3，则l3+l1＜b，l3+l2＜b。
11.进一步的，令头圈的宽度为a，头圈的对角线方向尺寸为c，第一安装槽沿钢丝绳延伸方向的长度为l，则l3＞a、l＞c。
12.进一步的，所述连接板的外周面具有用于缠绕钢丝绳的轨迹槽，所述轨迹槽和第一安装槽分别连通第二安装槽的两端。
13.进一步的，所述连接板的下表面且位于所述轨迹槽和第二安装槽的交界处设有限位钩。
14.进一步的，所述第二安装槽朝向轨迹槽的一端具有向连接板的外缘侧向延伸的避空槽，且所述避空槽与第二安装槽上靠近连接板外缘的侧面连接，所述限位钩由第二安装槽的另一侧面向避空槽所在方向延伸。
15.进一步的，令所述第二安装槽与避空槽交界点至限位钩末端之间沿第二安装槽宽度方向的距离h，钢丝绳的直径为d，则h/d＝1.5～3。
16.进一步的，所述拨杆的下部通过连杆与轮齿和齿轮轴连接，拨杆的下部与连杆的连接面处设有加强筋。
17.进一步的，所述加强筋远离连杆的一端的截面宽度与靠近连杆一端的截面宽度的比值为1.3-2.5。
18.进一步的，所述第二安装槽的中部具有折弯，所述折弯处采用圆弧过渡，且所述圆弧的过渡倒角r＞9mm。
19.本实用新型还提出一种排水电机，包括以上所述的排水电机用输出齿轮。
20.本实用新型的有益效果是：
21.(1)本实用新型所述的排水电机用输出齿轮及包含其的排水电机，在容纳头圈的第一安装槽上设有两个限位板，并且两个限位板位于钢丝绳组件伸缩方向的两个侧边，使头圈在第一安装槽内移动时始终被限位板遮挡，不会出现头圈脱落的现象。
22.(2)本实用新型所述的排水电机用输出齿轮及包含其的排水电机，通过头圈尺寸以及限位板尺寸的合理设置，使头圈能够直接从第一安装槽的开口装入。
23.(3)本实用新型通过限位钩延伸长度的合理设计，使钢丝绳能够装入第二安装槽，同时也避免从第二安装槽的末端脱出。
附图说明
24.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
25.图1是现有技术中排水电机用输出齿轮的下方视角立体图；
26.图2是现有技术中排水电机用输出齿轮的上方视角立体图；
27.图3是现有技术中排水电机用输出齿轮的剖视图；
28.图4是本实用新型所述的排水电机用输出齿轮的上方视角立体图；
29.图5是本实用新型所述的排水电机用输出齿轮剖开后的分解图；
30.图6是头圈处于第一极限位置时，本实用新型所述的排水电机用输出齿轮剖视图；
31.图7是头圈处于第二极限位置时，本实用新型所述的排水电机用输出齿轮剖视图；
32.图8是本实用新型所述的输出齿轮中第一安装槽处尺寸示意图；
33.图9是本实用新型所述的输出齿轮中头圈的尺寸示意图；
34.图10是本实用新型所述的排水电机用输出齿轮的立体图；
35.图11是本实用新型所述的排水电机用输出齿轮的仰视图；
36.图12是本实用新型中钢丝绳组件的示意图；
37.图13是本实用新型所述的排水电机的爆炸图；
38.图14是本实用新型中牵引系统的立体图；
39.图15是本实用新型所述的排水电机用输出齿轮的俯视图；
40.图16是本实用新型所述的排水电机用输出齿轮中加强筋的宽度示意图。
41.图中，1、输出齿轮，2、齿轮轴，3、钢丝绳组件，301、钢丝绳，302、头圈，4、连接板，5、轮齿，6、限位离合杆，7、拨杆，8、第一安装槽，9、第二安装槽，10、第一限位板，11、第二限位板，12、轨迹槽，13、限位钩，14、避空槽，15、加强筋，16、壳体，17、壳盖，18、同步电机，19、牵引系统、20、回复控制系统，21、螺钉，22、圆弧过渡，23、钢丝绳组件安装槽，24、限位块，25、输出过渡轮，26、连杆。
具体实施方式
42.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
43.实施例一
44.一种排水电机用输出齿轮，包括上下布置的齿轮轴2、用于连接钢丝绳组件3的连接板4、与上一级齿轮啮合的轮齿5以及与排水电机的限位离合杆6配合的拨杆7；连接板4、轮齿5和拨杆7与齿轮轴2固定连接且由下至上依次布置。如图4、图5和图14所示，齿轮轴2的上下布置是排水电机处于工作状态时的位置，与传统结构相同，连接板4为圆盘结构，轮齿5为环形齿圈，靠近连接板4的外缘布置，由于钢丝绳组件3牵拉的距离较短，因此轮齿5不需要为整圆，只需要设计为弧形即可。拨杆7延伸至轮齿5的下方，拨杆7呈弧形，拨杆7设置有两个，两个拨杆7至齿轮轴2的距离不等，当限位离合杆6与其中一个拨杆7接触时，电机的输出端与输入端分离，当限位离合杆6与另一个拨杆7接触时，电机的输出端与输入端传动连接。
45.如图8、图10和图12所示，钢丝绳组件3包括钢丝绳301和位于钢丝绳301两端的头圈302；其中一个头圈302固定在连接板4上，另一个头圈302连接洗衣机的排水阀，连接板4的下表面具有容纳头圈302的第一安装槽8和用于容纳钢丝绳301并由第一安装槽8向连接板4的外边缘延伸的第二安装槽9。将钢丝绳组件3的一端头圈302安装在第一安装槽8内，钢丝绳301则沿着第二安装槽9伸至连接板4外部，使钢丝绳301另一端的头圈302与排水阀连接，第一安装槽8和第二安装槽9的开口均朝向连接板4的下表面。
46.第一安装槽8的下端面具有由第一安装槽8的外缘向第一安装槽8的中心方向延伸的两个限位板，两个限位板相对布置，且其中一个限位板位于第一安装槽8与第二安装槽9的连接面处，当头圈302处于第一安装槽8内的极限位置时，头圈302均位于两个限位板的上方。如图4-图7所示，令两个限位板分别为第一限位板10和第二限位板11，第二安装槽9从第一安装槽8的一个侧边与第一安装槽8连接，第一限位板10则位于该侧边上，第二限位板11位于与第一限位板10平行相对的侧边上。
47.排水电机在洗衣机内运行时，第一限位板10和第二限位板11在下，头圈302在上；为确保人工安装的便利，头圈302的长度b一般小于第一安装槽8沿钢丝绳301延伸方向的长度为l，这就导致了头圈302在第一安装槽8内能够沿钢丝绳301延伸方向移动(即图中7的左右方向)。如图6所示，电机在牵引过程中，受牵引力的影响头圈302向右移动与第一安装槽8右侧面贴合(第二极限位置)；如图7所示，当电机断电后，受反作用力或者洗衣机振动的影响，头圈302向左移动与第一安装槽8左侧面贴合(第一极限位置)。在本实用新型中，即使头圈302在极限位置，两个限位板仍然能对头圈302两端起支撑的作用，这就要确保当头圈302在极限位置时，与两个限位板之间的开口在竖直方向上没有间隙。
48.在头圈302和第一安装槽8均为长方体的情况下，具体通过如下尺寸设计实现：如图8和图9所示，令头圈302沿钢丝绳301延伸方向的长度为b(本实用新型中定义为头圈302的长度)，两个限位板沿钢丝绳301延伸方向的长度(本实用新型中定义为两个限位板的长度)为l1和l2，两个限位板之间的最小距离为l3，则l3+l1＜b，l3+l2＜b。
49.所述“沿钢丝绳301延伸方向”即为头圈302受力后左右移动的方向，“两个限位板之间的最小距离”即为两个限位板之间的开口，当限位板为标准的长方体结构时，该开口尺寸为定值。假设第一安装槽8沿钢丝绳301延伸方向的长度为l，则l＝l1+l2+l3，为确保头圈302始终被限位块支撑，其极限位置时与两个限位板之间的开口在竖直方向上没有间隙。当头圈302在第一极限位置时：l-l2＜b；当头圈302在第二极限位置时：l-l1＜b。即l1+l3＜b、l2+l3＜b。
50.实施例二
51.在上述实施例中，l3＜b，头圈302的宽度(即在水平面内与头圈302的长度垂直方向的尺寸)为a，头圈302的对角线方向尺寸为c，故头圈302在安装时需以a面水平，b面竖直的方式安装。安装时a面穿过l3，然后逆时针旋转90
°
至指定位置。故此时需满足：l3＞a、l＞c(不然无法旋转)。
52.实施例三
53.在实施例一或者实施例二的基础上，如图10所示，连接板4的外周面具有用于缠绕钢丝绳301的轨迹槽12，轨迹槽12和第一安装槽8分别连通第二安装槽9的两端。当排水电机启动时，输出齿轮1旋转，钢丝绳301可以沿着第二安装槽9缠绕在轨迹槽12上，使钢丝绳301始终处于绷紧状态。
54.钢丝绳组件3初始安装完成时，排水电机处于断电待机状态，钢丝绳组件3上钢丝绳301沿着第二安装槽9的末端向外伸出，此时钢丝绳301并不在轨迹槽12内。为了避免钢丝绳301从第二安装槽9内脱出，在进一步设计中，连接板4的下表面且位于轨迹槽12和第二安装槽9的交界处设有限位钩13。限位钩13可以挡在钢丝绳301的下方，避免钢丝绳301从第二安装槽9的下方开口脱出。同时，限位钩13与两个限位板共同支撑其钢丝绳组件3在连接板4
内的结构。
55.为避免钢丝绳301在受力过程中与第一安装槽8末端边缘摩擦和挤压，在优选实施方式中，第二安装槽9朝向轨迹槽12的一端具有向连接板4的外缘侧向延伸的避空槽14，且避空槽14与第二安装槽9上靠近连接板4外缘的侧面连接，限位钩13由第二安装槽9的另一侧面向避空槽14所在方向延伸。如图10所述，假设第二安装槽9上靠近连接板4外缘的侧面为外侧面，第二安装槽9上远离连接板4外缘的侧面为内侧面，则内侧面延伸长度大于外侧面延伸长度，避空槽14由外侧面切出，从而在第二安装槽9的末端形成较大的空间，钢丝绳301的活动空间较大，限位钩13则从内侧面的底部向外延伸，用于遮挡第二安装槽9的末端空间。在进一步设计中，为了避免钢丝绳301脱落，限位钩13的伸出长度不能太短，而钢丝绳301需要从第二安装槽9的开口以及限位钩13与避空槽14之间的空隙压入第二安装槽9，因此限位钩13的伸出长度也不能太长，为此，如图11所示，令第二安装槽9与避空槽14交界点至限位钩13末端之间沿第二安装槽9宽度方向的距离h，钢丝绳301的直径为d，则h/d＝1.5～3，本实施例中优选h/d＝2。
56.实施例四
57.在上述实施例的基础上，拨杆7的下部通过连杆26与轮齿5和齿轮轴2连接，拨杆7的下部与连杆26的连接面处设有加强筋15，如图15和图16所示，加强筋15位于拨杆7和连杆26的直角连接处，连接拨杆7和连杆26的两个侧边，加强筋15加宽了拨杆7的厚度。现有方案中输出齿轮1拨杆7无加强结构，在运输过程中出现拨杆7断裂的现象，本实施例在拨杆7处增加了加强筋15结构，加强拨杆7的承受能力，提高使用寿命。作为优选的，加强筋15远离连杆26的一端的截面宽度与靠近连杆26一端的截面宽度的比值为1.3-2.5。从图16所示的拨杆7端面可以看出，加强筋15的宽度沿轴向递变，在使用状态下，加强筋15的顶部宽度与底部宽度比值为1.3-2.5，这种状态下，加强筋15对整个零件的外观影响很小，并且能够保持良好的承载能力。优选比值为2。
58.实施例五
59.在现有技术中，容纳钢丝绳301的安装槽，即本实用新型中的第二安装槽9存在一折弯处，这是为了钢丝绳301更顺畅的进入轨迹槽12中，现有技术在折弯处仅仅存在一个工艺倒角。整机受力牵引时，此处受力最大，长期运行有导致钢丝绳301断裂的风险。
60.为此本实施例在上述实施例的基础上作如下改进：在折弯处设置了一个大的圆弧过渡22(过渡倒角r＞9mm)，这样能有效的分散钢丝绳301的受力，大大提高了钢丝绳301的使用寿命。
61.实施例六
62.一种排水电机，包括以上所述的排水电机用输出齿轮1。
63.如图13所示，排水电机通常包括壳体16、壳盖17、同步电机18、牵引系统19、回复控制系统20和螺钉21；壳体16和壳盖17为排水电机的载体及提供防护，承载同步电机18、牵引系统19、回复控制系统20；同步电机18为排水电机发动力源，并支撑牵引系统19及回复控制系统20；牵引系统19：为排水电机的执行机构，连接客户端被连接件并输出；控制系统为排水电机的控制机构，控制整机的牵引、回复；螺钉21为紧固件，紧固壳体16与壳盖17，确保整机内部结构的稳定性。
64.如图14所示，牵引系统19包含输出过渡轮25、输出齿轮1和限位离合杆6，输出过渡
轮25为输出齿轮1的上一级齿轮，输出齿轮1位于排水电机的最前端，是整个牵引系统19的输出端，通过图14中输出齿轮1上方安装的钢丝绳组件3(使用状态下图14中的输出齿轮1倒置，钢丝绳组件3位于输出齿轮1的下方)与洗衣机排水阀系统连接。在牵引系统19中，输出齿轮1被输出过渡轮的轴齿所带动，通过钢丝绳组件3将力矩传达至排水阀系统；转动过程中通过拨杆7拨动限位离合杆6的位置控制整个牵引系统19的离合。
65.钢丝绳组件3安装于输出齿轮1上，第一安装槽8和第二安装槽9可以装入钢丝绳组件3一端的头圈302及连接其的一小段钢丝绳301，输出齿轮1转动时其绕着轨迹槽12转动。
66.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。
67.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
68.在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。
69.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种排水电机用输出齿轮，其特征在于：包括上下布置的齿轮轴(2)、用于连接钢丝绳组件(3)的连接板(4)、与上一级齿轮啮合的轮齿(5)以及与排水电机的限位离合杆(6)配合的拨杆(7)；所述连接板(4)、轮齿(5)和拨杆(7)与齿轮轴(2)固定连接且由下至上依次布置；所述钢丝绳组件(3)包括钢丝绳(301)和位于钢丝绳(301)两端的头圈(302)；所述连接板(4)的下表面具有容纳头圈(302)的第一安装槽(8)和用于容纳钢丝绳(301)并由第一安装槽(8)向连接板(4)的外边缘延伸的第二安装槽(9)；所述第一安装槽(8)的下端面具有由第一安装槽(8)的外缘向第一安装槽(8)的中心方向延伸的两个限位板，两个所述限位板相对布置，且其中一个限位板位于第一安装槽(8)与第二安装槽(9)的连接面处，当头圈(302)处于第一安装槽(8)内的极限位置时，头圈(302)均位于两个限位板的上方。2.根据权利要求1所述的排水电机用输出齿轮，其特征在于：令头圈(302)沿钢丝绳(301)延伸方向的长度为b，两个限位板沿钢丝绳(301)延伸方向的长度为l1和l2，两个所述限位板之间的最小距离为l3，则l3+l1＜b，l3+l2＜b。3.根据权利要求2所述的排水电机用输出齿轮，其特征在于：令头圈(302)的宽度为a，头圈(302)的对角线方向尺寸为c，第一安装槽(8)沿钢丝绳(301)延伸方向的长度为l，则l3＞a、l＞c。4.根据权利要求1所述的排水电机用输出齿轮，其特征在于：所述连接板(4)的外周面具有用于缠绕钢丝绳(301)的轨迹槽(12)，所述轨迹槽(12)和第一安装槽(8)分别连通第二安装槽(9)的两端。5.根据权利要求4所述的排水电机用输出齿轮，其特征在于：所述连接板(4)的下表面且位于所述轨迹槽(12)和第二安装槽(9)的交界处设有限位钩(13)。6.根据权利要求5所述的排水电机用输出齿轮，其特征在于：所述第二安装槽(9)朝向轨迹槽(12)的一端具有向连接板(4)的外缘侧向延伸的避空槽(14)，且所述避空槽(14)与第二安装槽(9)上靠近连接板(4)外缘的侧面连接，所述限位钩(13)由第二安装槽(9)的另一侧面向避空槽(14)所在方向延伸。7.根据权利要求6所述的排水电机用输出齿轮，其特征在于：令所述第二安装槽(9)与避空槽(14)交界点至限位钩(13)末端之间沿第二安装槽(9)宽度方向的距离h，钢丝绳(301)的直径为d，则h/d＝1.5～3。8.根据权利要求1所述的排水电机用输出齿轮，其特征在于：所述拨杆(7)的下部通过连杆(26)与轮齿(5)和齿轮轴(2)连接，拨杆(7)的下部与连杆(26)的连接面处设有加强筋(15)。9.根据权利要求8所述的排水电机用输出齿轮，其特征在于：所述加强筋(15)远离连杆(26)的一端的截面宽度与靠近连杆(26)一端的截面宽度的比值为1.3-2.5。10.根据权利要求1所述的排水电机用输出齿轮，其特征在于：所述第二安装槽(9)的中部具有折弯，所述折弯处采用圆弧过渡，且所述圆弧的过渡倒角r＞9mm。11.一种排水电机，其特征在于：包括权利要求1-10任一项所述的排水电机用输出齿轮(1)。

技术总结
本实用新型公开了一种排水电机用输出齿轮及包含其的排水电机，包括上下布置的齿轮轴、连接板、轮齿以及拨杆；所述钢丝绳组件包括钢丝绳和位于钢丝绳两端的头圈；所述连接板的下表面具有容纳头圈的第一安装槽和用于容纳钢丝绳并由第一安装槽向连接板的外边缘延伸的第二安装槽。所述第一安装槽的下端面具有由第一安装槽的外缘向第一安装槽的中心方向延伸的两个限位板，两个所述限位板相对布置，且其中一个限位板位于第一安装槽与第二安装槽的连接面处，当头圈处于第一安装槽内的极限位置时，头圈均位于两个限位板的上方。本实用新型使头圈在第一安装槽内移动时始终被限位板遮挡，不会出现头圈脱落的现象。不会出现头圈脱落的现象。不会出现头圈脱落的现象。


技术研发人员：江涛 张芹 冯永信
受保护的技术使用者：江苏雷利电机股份有限公司
技术研发日：2023.01.17
技术公布日：2023/7/28