[实用新型]步进电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种步进电机，尤其涉及一种应用于指示器特别应用于车辆仪表盘的步进电机。

背景技术

步进电机是一种用于将电脉冲信号转变为角位移或线位移的电机。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机经常被用于驱动指示器的指针，为此要求步进电机的输出轴不仅能够在顺时针方向上而且能够在逆时针方向上旋转，此外要求步进电机的精度尽可能高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种集成了齿轮传动机构的步进电机，这样可以更好地控制步进电机的输出速度和输出转矩。

根据本实用新型，该步进电机包括：右半壳；左半壳；定子组件，该定子组件产生交变电磁场；转子，该转子将定子组件的交变电磁场转换为旋转运动；以及齿轮传动机构，该齿轮传动机构传递转子的旋转能。

在本实用新型的一种优选实施方式中，齿轮传动机构包括输入齿轮，转子抗扭地与该输入齿轮相连接；输出齿轮；以及输出轴，该输出轴与输出齿轮相连接。由于转子的转速过高，为了降低电机的输出转速并提高电机的输出扭矩，齿轮传动机构通常构造成减速齿轮传动机构。为了实现相应的传动比，应选择合适的输入齿轮和输出齿轮的齿数比。另一方面为了避免输出齿轮过大，附加地齿轮传动机构还可包括至少一个中间齿轮，该中间齿轮的输入齿与输入齿轮相连接，而该中间齿轮的输出齿与输出齿轮相连接。

当步进电机应用于车辆仪表盘中时，通常在输出齿轮上设置有第一止挡，同时在左半壳上设置有第二止挡，因此在步进电机的运转过程中第一止挡可碰撞第二止挡，当发生碰撞时，第二止挡阻挡第一止挡，继而阻止输出轴(仪表指针通常装配在输出轴上)在同一方向继续转动。因而输出轴在同一方向上的转动范围不超过360^o，这避免仪表指针偏转超过最大允许角度而损坏。

在现有技术中，在第一止挡与第二止挡碰撞时，在输入齿轮或中间齿轮和输出齿轮的啮合部中产生的啮合力的作用线与第一止挡和第二止挡碰撞时在碰撞区域中产生的止挡力的作用线不位于同一垂直于输出轴的平面中即两个力作用线之间存在偏移，因而通过啮合力和止挡力产生倾斜力矩，该倾斜力矩导致输出轴在支承间隙内运动。因此这种碰撞是不精确的且为“软的”，这导致在定子组件的线圈绕组处待测量的电压的跃变值不稳定。不稳定的跃变值将导致仪表指针的指示误差。

根据本实用新型的一种实施方式，第一止挡和第二止挡设置成使得当第一止挡碰撞第二止挡时，在输入齿轮或中间齿轮和输出齿轮的啮合部中产生的啮合力的作用线与第一止挡和第二止挡碰撞时在碰撞区域中产生的止挡力的作用线位于同一垂直于输出轴的平面中。由此，不会产生倾斜力矩，继而在定子组件的线圈绕组处待测量的电压的跃变值保持稳定。

根据本实用新型的一种优选的实施方式，输出齿轮在面对左半壳的一侧上设置有凹部，第一止挡设置在该凹部中，第二止挡设置在左半壳的面对输出齿轮的一侧上。

在仪表指针装配在输出轴的情况下，由于指针需要多次地安装到输出轴上或从输出轴上拆下，因此在输出轴和输出齿轮之间的连接必须足够牢固。在现有技术中，通过以下方式实现输出齿轮和输出轴的连接，即首先通过车削在输出轴上加工出凹陷部，然后将输出轴插入到注塑模具中，最后围绕凹陷部通过注塑成型加工出输出齿轮。因而输出齿轮注射包封输出轴，输出齿轮和输出轴之间通过材料配合的方式相互连接。然后这种连接方式的制造成本过高。此外，由于输出齿轮不可拆卸地与输出轴相连接，因此这不利于单个部件的回收和再利用。

根据本实用新型的一种实施方式，输出轴可拆卸地以形状配合的方式与输出齿轮抗扭地相连接。

在一种优选的实施方式中，输出轴构造成带有垫圈，首先优选地借助于焊接或粘接将输出轴与垫圈固定地相连接，然后在输出齿轮上在其面对垫圈的一侧上与输出齿轮的中央穿孔同心地构造凹口，该凹口的形状构造成与垫圈的形状相匹配，最后将输出轴以压配合的方式插入穿过中央穿孔，直至垫圈在准确的位置中以形状配合的方式抗扭地与凹口相连接。通过这种连接方式，实现了输出轴更大的拔出力，更大的扭转强度，更小的径向跳动和侧向跳动。此外，这种连接方式的制造成本大大降低。最后，由于输出轴和输出齿轮之间的可拆卸连接，实现了单个部件的更好的回收和再利用。例如当输出齿轮损坏时，只需更换输出齿轮，而无需如现有技术那样更换整个输出轴和输出齿轮。