电机齿轮-体化动力传动装置 【技术领域】
本发明涉及一种传动变速装置，更具体地说，它涉及一种由电机驱动的行星齿轮变速装置。适合于作为通用的动力传动装置，也可以结合若干类典型的产业机械来用作专用型动力传动装置，还可以用在自动化机械、普通载运工具、军事装备以及迫切需要减小动力传动装置空间的场合。
背景技术
动力传动装置负责生成与变换输出机器所需的动力，是所有运动机械的必要组成单元，如各类机床、工具、车辆、……等等。从功能上划分，动力传动装置包括动力部分和变速部分两部分。其中，动力部分的作用是生成运动和动力；变速部分的角色则是将运动和动力进行传递和变换之后，再驱动执行机构完成预期的设计任务。
传统的动力传动装置一般采用分体式设计方法，即：①动力部分与变速部分在功能上是各自独立的；②相应地，在结构上，也将二者设计成分离的两个装置。例如，以电动机作为动力部分，以齿轮减速机作为变速部分，而在二者之间通过联轴器进行联接。
现有的传动变速部分，有很多种形式，如按传动和结构特点来划分有齿轮减速器、蜗杆减速器、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器和谐波尺寸减速器五种形式。其中行星齿轮减速器是由直齿轮啮合而成，根据机械工业出版社2002出版的《渐开线齿轮行星传动的设计与制造》一书中4～5页所述，行星尺寸减速器与普通尺寸减速器相比具有体积小、重量轻、结构紧凑，传递功率大、承载能力高，传动比大，传动效率高，运动平稳、抗冲击和振动的能力较强的特点，因而得到了广泛应用。但是传统的行星减速器中动力部分与变速部分二者之间仍然是分离的装置，这不仅增加了整个传动装置的体积与重量，而且降低了整体的传动效率。
减小装置的总体体积和重量已经成为提高能源利用效率的迫切需要，尤其在一些对体积和重量要求严格的领域，并且采取了相应的措施，如在《车用发动机》2001年第四期中“整体推进系统—坦克动力发展趋势”一文中阐述了坦克动力的发展趋势：在坦克设计上发展整体推进系统以缩小坦克外廓尺寸、减轻坦克质量，提高动力输出性能，并提出了各个部件作为一个整体来考虑地必要性。
根据http://www.hsimotors.com/rotory-stepping-motors/planetary-gear-train.htm网站上公布的信息，Haydon Switch & Instrument公司开发了一种将减速器和电机结合在一起的传动装置产品，它与传统的减速器相比，结构变的紧凑，效率得到进一步得到了提高；但是从根本上来讲，其电机和减速器仍然是独立的两个部分，它根本是将减速器减小放到电机中。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是，克服现有传动装置中动力部分和变速部分相分离、结构不够紧凑、传动效率低等问题。针对现有的设计和基于整体设计的理念，提供一种电机齿轮一体化动力传动装置。它比已有的行星齿轮减速器或普通齿轮减速器具有更高的传动效率，结构空间更加紧凑，其根本是将电机融合到行星减速器的尺寸中，使得二者成为一个整体。
本发明的技术方案：本传动装置由动力部分和变速部分组成。所述变速部分包括：太阳轮、行星齿轮、内齿圈、行星架和输出轴。太阳轮与行星轮啮合，内齿圈通过螺钉固定于外壳上，行星架和输出轴通过螺栓连接。所述动力部分包括：电源引线、极靴、接线器电极、接线器引出轴、线圈和转子。线圈固定在内齿圈内，转子的前端通过螺钉与输出轴连接，后端通过轴承支撑在接线器引出轴上，接线器引出轴、电机转子、行星架和输出轴的中心线在一条轴线上；所述接线器引出轴前端通过螺栓固定于太阳轮上，后端通过轴承支撑在外壳上，接线器引出轴中间为空心，线圈的电源线通过接线器引出轴的空心部分和接线器引出轴尾端的接线器电极连接，接线器电极安装在接线器引出轴上并与其保持绝缘；所述接线器电极在旋转的过程中和极靴时刻保持接触，从而将外部电源引入接线器电极，进而引入线圈；所述极靴安装在接线口盖上并与其保持绝缘；接线口盖通过螺栓固定在外壳上；所述电源引线和极靴连接，并最终将电源引入线圈。
本发明具有这样的有益效果，即动力部分与变速部分之间省去了连轴器、轴承等元件，连接耦合性好，充分利用了变速部分的空间，同时使传动系统的整体重量大为降低，并且有效地提高了系统的整体效率；本发明所提供的变速部分利用现有的技术即可实现，系统整体的制造、装配可实现性强、显著地降低了传动系统的体积和重量，并且通过减少组成元件如连轴器、轴承等来提高系统传动效率，改善精度，增加传动系统可靠性。
【附图说明】
图1电机齿轮一体化动力传动装置示意图
图2电机齿轮一体化动力传动装置剖视图
图3I的放大
图中：电源引线1、极靴2、接线口盖3、内齿圈4、行星齿轮5、行星架6、外壳7、接线器电极8、接线器引出轴9、太阳轮10、线圈11、转子12、输出轴13、轴承14。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
电机齿轮一体化动力传动装置，见图2，该装置由动力部分和变速部分组成，所述的变速部分包括：太阳轮10、行星齿轮5、内齿圈4、行星架6和输出轴13。太阳轮10与行星轮12啮合；内齿圈4通过螺钉固定于外壳上7，行星架6和输出轴13通过螺栓连接。
所述的动力部分包括：电源引线1、极靴2、接线器电极8、接线器引出轴9、线圈11和转子12；线圈11固定在内齿圈4内，转子12的前端通过螺钉与输出轴13连接，见图3，后端通过轴承支撑在接线器引出轴9上，接线器引出轴9、电机转子12、行星架6和输出轴13的中心线在一条轴线上。
接线器引出轴9前端通过螺栓固定于太阳轮10上，后端通过轴承支撑在外壳7上，接线器引出轴9中间为空心，线圈11的电源线经过接线器引出轴9的空心部分和接线器引出轴9尾端的接线器电极8连接。
接线器电极8安装在接线器引出轴9上并与其保持绝缘，接线器电极8在旋转的过程中和极靴2时刻保持接触，从而将外部电源引入接线器电极8，进而引入线圈11。
极靴2安装在接线口盖3上并与其保持绝缘；接线口盖3通过螺栓固定在外壳7上。
电源引线1和极靴2连接，并最终将电源引入线圈11。
该传动装置的具体动作过程：电源通过电源引线1引入极靴2，并通过电极8给线圈11供电，线圈11产生电磁场，使转子12旋转并且方向与线圈11相反。电机转子12转动后，线圈11和太阳轮10一起转动，太阳轮10与行星轮12啮合，并将动力传递给行星轮12，行星轮12带动行星架6和输出轴13旋转，从而实现整个动力的传递过程。
假如需要设计一个功率为5瓦、传动比为4的电机齿轮一体化动力传动装置，则选用电机功率为5瓦，额定转速为2400转/分；太阳轮的分度圆直径60mm，压力角为20°，模数为2；行星齿轮5的分度圆直径为90mm，压力角为20°，模数为2；内齿圈4的分度圆直径为240mm，压力角为20°，模数为2。