一种自制动电机
阅读说明：本技术 一种自制动电机 (Self-braking motor ) 是由 叶炜 于 2021-07-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自制动电机,涉及电机技术领域,包括电机外壳、电机轴、电机转子和螺母,所述电机转子和所述螺母固接,所述电机轴与所述螺母螺纹连接,所述电机轴上设有第一单向轴承和第二单向轴承,所述螺母的两个端面为止动面,所述第一单向轴承和所述第二单向轴承的朝向螺母的端面均与所述止动面啮合。具有如下有益效果：在电机转子和电机轴之间增设了螺母,螺母与电机轴螺纹连接,在电机轴的两端增设了与螺母的端面啮合的单向轴承,利用螺母的轴向移动和单向轴承的作用实现电机的自制动,取消了电磁离合器以及动力元件,大大减小体积,提高了电机能效,并且采用啮合制动,无磨损件的参与,电机的制动效果好且无需高频更换磨损件。(The invention discloses a self-braking motor, which relates to the technical field of motors and comprises a motor shell, a motor shaft, a motor rotor and a nut, wherein the motor rotor is fixedly connected with the nut, the motor shaft is in threaded connection with the nut, a first one-way bearing and a second one-way bearing are arranged on the motor shaft, two end faces of the nut are stopping faces, and the end faces, facing the nut, of the first one-way bearing and the second one-way bearing are both meshed with the stopping faces. Has the following beneficial effects: the nut is additionally arranged between the motor rotor and the motor shaft and is in threaded connection with the motor shaft, the one-way bearings meshed with the end faces of the nut are additionally arranged at two ends of the motor shaft, the self-braking of the motor is realized by utilizing the axial movement of the nut and the action of the one-way bearings, the electromagnetic clutch and the power element are omitted, the size is greatly reduced, the energy efficiency of the motor is improved, the meshed braking is adopted, no wearing part is involved, the braking effect of the motor is good, and the wearing part is not required to be replaced at high frequency.)
技术领域
本发明涉及电机
技术领域
，具体涉及一种自制动电机。背景技术
目前电机制动一般采用电磁离合器，电磁离合器为应用电磁感应原理和利用内外摩擦片之间的摩擦力，使机械传动系统中旋转运动的主动部件和从动部件结合或分离的电磁机械连接器。电磁离合器可以用来控制机械的起动、反向、调速和制动等动作，具有结构简单、动作较快、控制能量小、便于远距离控制的优点，所以电磁离合器广泛地应用于各种加工机床和机械传动系统中。为了布置电磁离合器以及为电磁离合器提供动力，电机需要增设机构和动力元件，所以带电磁离合器的电机的体积都会比不带电磁离合器的电机大，体积的增大会使电机在紧凑环境的应用性变差。带电磁离合器的电机的能效也会比不带电磁离合器的电机低，发热量也会相应加大，发热量增大会提高电机的损坏几率。由于采用摩擦片进行制动，随着摩擦片的使用，内外摩擦片会磨损，制动力矩会变小甚至出现制动失效，电机的制动效果会大打折扣并且需要更换摩擦片。关于电机的制动，亟需一种新的解决方案。
发明内容
1、发明要解决的技术问题
针对以上的采用电磁离合器制动的电机体积过大、能效较低、发热量过大和摩擦片易磨损的技术问题，本发明提供了一种自制动电机，它在电机转子和电机轴之间增设了螺母，螺母与电机轴螺纹连接，在电机轴的两端增设了与螺母的端面啮合的单向轴承，利用螺母的轴向移动和单向轴承的作用实现电机的自制动。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种自制动电机，包括电机外壳、电机轴、电机转子和螺母，所述电机轴转动连接于所述电机外壳的内部，所述电机转子和所述螺母固接，所述电机轴与所述螺母螺纹连接，所述电机轴上设有位于所述螺母两端的第一单向轴承和第二单向轴承，所述螺母的两个端面为止动面，所述第一单向轴承和所述第二单向轴承的朝向螺母的端面均与所述止动面啮合，所述第一单向轴承和所述第二单向轴承均与所述螺母设有间隙。
作为可选，所述螺母外侧设有与电机转子轴向限位的第一环凸。
作为可选，所述止动面的表面形状以端面的轴心中心对称。
作为可选，所述螺母为一体成型结构。
作为可选，所述电机轴与所述螺母之间采用多头螺纹连接。
作为可选，所述电机轴上设有用于限位所述螺母的第二环凸。
作为可选，所述电机轴两端分别连接有第一轴承和第二轴承。
作为可选，所述电机外壳包括固接的电机外壳本体、电机第一端盖和电机第二端盖，所述电机第一端盖内设有固接第一轴承和第一单向轴承的第一凹槽，所述电机第二端盖内设有固接第二轴承和第二单向轴承的第二凹槽。
作为可选，所述第一单向轴承和所述第二单向轴承的转动方向相反。
作为可选，所述间隙的长度大于所述止动面的表面形状的高度。
3、有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明提供的技术方案在电机转子和电机轴之间增设了螺母，螺母与电机轴螺纹连接，在电机轴的两端增设了与螺母的端面啮合的单向轴承，利用螺母的轴向移动和单向轴承的作用实现电机的自制动，取消了电磁离合器以及动力元件，大大减小体积，提高了电机能效，并且采用啮合制动，无磨损件的参与，电机的制动效果好且无需高频更换磨损件。
附图说明
图1为本发明实施例提出的一种自制动电机的结构示意图。
图2为本发明实施例提出的一种自制动电机的螺母的结构示意图。
1、电机外壳；101、电机第一端盖；102、电机第二端盖；2、电机定子；3、电机转子；4、螺母；401、止动面；402、第一环凸；5、电机轴；501、第二环凸；6、第一轴承；7、第一单向轴承；8、第二单向轴承；9、第二轴承。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本发明要求保护的范围内。
实施例
结合附图1-2，一种自制动电机，包括电机外壳1、电机轴5、电机转子3和螺母4，所述电机轴5转动连接于所述电机外壳1的内部，所述电机转子3和所述螺母4固接，所述电机轴5与所述螺母4螺纹连接，所述电机轴5上设有位于所述螺母4两端的转动方向相反的第一单向轴承7和第二单向轴承8，所述螺母4的两个端面为止动面401，所述第一单向轴承7和所述第二单向轴承8的朝向螺母4的端面均与所述止动面401啮合，所述第一单向轴承7和所述第二单向轴承8均与所述螺母4设有间隙。所述电机轴5在电机外壳1内转动，电机外壳1内还固接有电机定子2，与常规的电机设置相同。所述电机转子3与所述电机轴5通过螺母4连接。所述电机转子3和所述螺母4固接，所述电机转子3和所述螺母4一起转动。所述电机轴5与所述螺母4螺纹连接，在所述螺母4转动到一定程度时会带动所述电机轴5转动。所谓的一定程度需要引入第一单向轴承7和第二单向轴承8的结构，所述第一单向轴承7和所述第二单向轴承8套接于所述电机轴5上，并位于所述螺母4的两端，并且所述第一单向轴承7和所述第二单向轴承8均与所述螺母4设有间隙。
本实施例中，电机制动的情况有以下几种：
一、当电机转子3沿第一方向转动并带动所述螺母4沿第一方向转动时，由于螺纹的存在，螺母4会向第一单向轴承7的方向发生轴向移动，螺母4移动后会与第一单向轴承7接触。由于所述螺母4的两个端面为止动面401，且所述第一单向轴承7和所述第二单向轴承8的朝向螺母4的端面均与所述止动面401啮合，螺母4与第一单向轴承7形成周向限位结构，所述第一单向轴承7的转动方向与第一方向相同，并且此时所述螺母4与所述第二单向轴承8分离，不受所述第二单向轴承8的逆止干涉，电机可以正常运转。当电机断电时，负载继续带动电机轴5沿第一方向转动，由于电机转子3成为被动件，在螺纹作用下，所述螺母4向所述第二单向轴承8方向移动，与所述第二单向轴承8的端面啮合，形成周向限位结构。由于所述第二单向轴承8与所述第一单向轴承7的转动方向相反，所以电机转子3自动锁死，电机轴5在螺纹作用下也自动锁死，负载停止转动，实现电机制动。
二、当电机通电沿第二方向转动时，电机转子3同样顺着第二方向转动。所述第二方向与所述第一方向相反。在所述螺母4和电机轴5螺纹的作用下，所述螺母4向所述第二单向轴承8方向移动，与所述第二单向轴承8的端面啮合，带动所述第二单向轴承8一起转动。由于所述螺母4已经向所述第二单向轴承8方向移动，与所述第一单向轴承7分离，不受所述第一单向轴承7的逆止干涉，电机正常运转。
当电机断电时，负载继续带动电机轴5沿第一方向转动，由于电机转子3变被动件，在螺纹作用下，所述螺母4向所述第一单向轴承7的方向移动，与所述第一单向轴承7的端面啮合，由于所述第一单向轴承7只能沿第一方向转动，所以电机转子3自动锁死，电机轴5在螺纹作用下也自动锁死，负载停止转动，从而实现电机制动。
三、当负载转速大于电机转速时，在螺纹作用下，所述螺母4会与当前啮合的单向轴承脱开，与反向的单向轴承啮合，一旦啮合，电机当即锁死，实现制动。
所述螺母4外侧设有与电机转子3轴向限位的第一环凸402。由于电机转子3套接在所述螺母4上，设置第一环凸402可以防止电机转子3失位以及轴向飞出。所述电机轴5上设有用于限位所述螺母4的第二环凸501。由于螺母4套接在所述电机轴5上，设置第二环凸501可以防止所述螺母4失位以及轴向飞出。
所述止动面401的表面形状以端面的轴心中心对称。本实施例中，所述止动面401的表面形状为楔形的斜面，具体为环形并且中心对称的连绵的楔形凸起和楔形凹槽。楔形的斜面只是一种形式，也可以是类似波形弹簧的波纹面，只要能保证所述螺母4与第一单向轴承7或第二单向轴承8啮合后，两种之间不能相对转动就可以，不限制具体的端面外形。但是端面外形的高度不宜过高导致啮合过深，造成所述螺母4与第一单向轴承7或第二单向轴承8脱开不彻底，容易使端面外形部分磨损严重。
所述螺母4为一体成型结构。螺母4采用一体成型结构提高了螺母4的结构强度。
所述电机轴5与所述螺母4之间采用多头螺纹连接。采用多头螺纹的目的是多头螺纹的螺距大，自锁力小，此处需要自锁力小，避免所述螺母4和电机轴5之间锁死，而不能轴向移动，多头螺纹的螺纹头数和导程等参数可以根据需要设定，只要电机轴5与电机转子3能相对转动，转动的同时能相对轴向移动即可。
所述电机轴5两端分别连接有第一轴承6和第二轴承9。电机轴5通过第一轴承6和第二轴承9与电机外壳1转动连接。
所述电机外壳1包括固接的电机外壳1本体、电机第一端盖101和电机第二端盖102，所述电机第一端盖101内设有固接第一轴承6和第一单向轴承7的第一凹槽，所述电机第二端盖102内设有固接第二轴承9和第二单向轴承8的第二凹槽。本实施例中的固接方式为过盈配合。
所述间隙的长度大于所述止动面401的表面形状的高度。由于所述螺母4与第一单向轴承7或第二单向轴承8有需要脱开的动作，所述第一单向轴承7和所述第二单向轴承8的间距需要容纳所述螺母4的长度以及所述螺母4轴向移动需要的余量，所以所述间隙的长度大于所述止动面401的表面形状的高度，避免所述螺母4轴向移动不彻底，导致所述螺母4与第一单向轴承7或第二单向轴承8脱开不彻底。本实施例中，所述间隙的长度大于碶型斜面高度0.5mm左右。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
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