一种大功率直流起动机的制作方法

1.本实用新型涉及起动机技术领域，更具体地说涉及一种大功率直流起动机。

背景技术：

2.起动机又叫马达，它将电能转化为机械能，驱动发动机飞轮旋转实现发动机的启动。起动机按照工作原理分为直流电起动机、汽油起动机、压缩空气起动机等。内燃机上大都采用的是直流电起动机，其特点是结构紧凑、操作简单且便于维护。直流电起动机专门启动发动机，需要强大的转矩，因此要通过的电流量很大，达到几百安培。目前，汽车发动机的启动都是通过外力实现的，较常见的一种启动方式是通过直流起动机进行启动。
3.现有技术中，公开号为cn215761999u的专利，公开了一种汽车发动机用双减速起动机，涉及汽车起动机技术领域，包括行星轮一级减速装置、齿轮二级减速装置、电磁开关、电枢、定子总成、刷架总成、前盖和后盖；行星轮一级减速装置连接齿轮二级减速装置，且行星轮一级减速装置和齿轮二级减速装置均位于前盖内；电磁开关安装在前盖上，并连接齿轮二级减速装置；电枢位于定子总成内，且与行星轮一级减速装置连接；定子总成安装在前盖和后盖之间；刷架总成位于电枢和定子总成后端，后盖盖合在刷架总成后端。通过对电枢输出的转动进行两次减速，减速比高，输出转矩大，以启动汽车发动机；另外其永磁定子总成中，通过若干定位片安装若干辅助磁条和若干磁瓦，结构简单，安装方便。
4.上述专利公开的起动机，存在以下缺陷：
5.1、采用双减速起动，结构复杂，成本较高；
6.2、其碳刷中心与定子磁极中心对齐，并不是最佳的布置位置，无法进一步增加磁场强度、提高起动机输出转矩。
7.3、其径向没有定位装置，无法进行快速定位安装。

技术实现要素：

8.为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种大功率直流起动机，以解决上述结构复杂成本较高，无法进一步增加磁场强度、提高起动机输出转矩等问题。
9.为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：
10.一种大功率直流起动机，包括电机部分、传动减速部分和起动部分；
11.所述电机部分包括从左往右依次设置的减速箱、壳体、定子和后盖；所述壳体内部设置有刷架总成，刷架总成的碳刷中心线相对定子的磁极中心线逆着起动机转向移动2-10
°
；
12.所述传动减速部分包括电枢和减速机构；所述电枢位于所述定子和刷架总成内，其末端与所述减速机构连接，所述减速机构位于所述减速箱内；
13.所述起动部分包括单向器、电磁铁总成和衔铁总成；所述单向器位于所述减速箱内，其输出端伸出所述减速箱，单向器与所述减速机构传动连接；所述电磁铁总成位于所述
壳体内，所述衔铁总成活动安装在所述电磁铁总成内，并与所述单向器连接，带动所述单向器左右移动实现发动机的起动。
14.进一步的是，所述减速箱、壳体、定子和后盖内均设置有用于径向定位的径向定位装置。
15.进一步的是，所述减速箱、壳体、定子和后盖内均设置有用于定位的止口。
16.进一步的是，所述减速箱和壳体内均设置有用于安装单向器的轴承、且对减速箱和壳体进行定位的轴承室，以及用于安装减速机构的中间轴、且对减速箱和壳体进行定位的中间轴孔；
17.所述定子上设置有与刷架总成的定位齿相配合的第一定位缺，以及用于装配销钉与后盖上的第二定位缺相配合的销钉孔。
18.进一步的是，所述定子包括定子机壳、定子磁极、激磁绕组、磁极螺钉和定子销钉；
19.所述定子磁极通过所述磁极螺钉安装在所述定子机壳内，所述激磁绕组绕设在所述定子磁极上，所述定子销钉设置在所述定子机壳的端部。
20.进一步的是，所述电枢包括电枢转轴、换向器、电枢铁芯、电枢线圈和电枢轴承；
21.所述换向器安装在所述电枢转轴的前部分，所述电枢铁芯和电枢线圈均安装在所述电枢转轴的后部分，所述电枢轴承安装在所述电枢转轴的前后两端。
22.进一步的是，所述减速机构包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、中间轴、滚轴和滚轴保持架；
23.所述第一齿轮安装在所述电枢的输出端并与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮安装在所述滚轴上并与所述第三齿轮啮合，所述第三齿轮安装在所述单向器上，所述中间轴安装在所述减速箱和壳体内，所述滚轴通过所述滚轴保持架安装在所述中间轴上。
24.进一步的是，所述单向器包括单向器轴、滚柱室、驱动齿和单向器轴承；
25.所述滚柱室位于单向器轴中部，所述驱动齿位于单向器轴前部，所述单向器轴承设置在所述单向器轴的两端。
26.进一步的是，所述电磁铁总成包括电磁铁支架、电磁铁线圈、铜套、盖板、绝缘垫板和接线片；
27.所述电磁铁线圈安装在所述电磁铁支架上并与所述接线片连接，所述铜套位于所述电磁铁线圈内部，所述盖板和绝缘垫板分别位于所述电磁铁线圈的两端。
28.进一步的是，所述衔铁总成包括衔铁、滑杆、缓冲弹簧、回位弹簧、开关缓冲弹簧、衔铁支架、动环绝缘垫和动环；
29.所述衔铁的前部分内设置有滑杆腔体，所述滑杆活动安装在所述滑杆腔体内并顶设滑杆腔体内的缓冲弹簧，滑杆向外穿出所述滑杆腔体，所述回位弹簧套在所述滑杆上，所述开关缓冲弹簧套在所述衔铁后部分外侧壁上，所述衔铁支架和动环绝缘垫均安装在所述衔铁上，所述动环安装在所述衔铁支架和动环绝缘垫之间。
30.本实用新型的有益效果：
31.本实用新型提供的大功率直流起动机，有其特殊的定子结构和特殊的径向定位装置；具体的，刷架总成的碳刷中心线相对定子的磁极中心线逆着起动机转向移动一定的角度，电枢磁场将与主极磁场方向一致，有助磁作用，对增加磁场强度有利，对提高起动机输出转矩有利；减速箱、壳体、定子和后盖内均设置有用于径向定位的径向定位装置，以方便
快速定位安装；同时减速机构为一级减速，相对于二级减速，其结构简单成本更低。
附图说明
32.图1为本实用新型的示意图；
33.图2为本实用新型减速箱的示意图；
34.图3为本实用新型壳体的示意图；
35.图4为本实用新型定子的示意图；
36.图5为本实用新型后盖的示意图；
37.图6为本实用新型刷架总成的示意图；
38.图7为本实用新型电枢的示意图；
39.图8为本实用新型减速机构的示意图；
40.图9为本实用新型单向器的示意图；
41.图10为本实用新型电磁铁总成的示意图；
42.图11为本实用新型衔铁总成的示意图；
43.图12为本实用新型定子刷架相对位置图；
44.附图标记：
45.1、减速箱；11、止口；12、轴承室；13、中间轴孔；2、壳体；3、定子；31、定子机壳；32、定子磁极；33、激磁绕组；34、磁极螺钉；35、定子销钉；4、后盖；5、刷架总成；6、电枢；61、电枢转轴；62、换向器；63、电枢铁芯；64、电枢线圈；65、电枢轴承；7、减速机构；71、第一齿轮；72、第二齿轮；73、第三齿轮；74、中间轴；75、滚轴；76、滚轴保持架；8、单向器；81、单向器轴；82、滚柱室；83、驱动齿；84、单向器轴承；85、电磁铁总成；86、衔铁总成；9、电磁铁总成；91、电磁铁支架；92、电磁铁线圈；93、铜套；94、盖板；95、绝缘垫板；96、接线片；10、衔铁总成；101、衔铁；102、滑杆；103、缓冲弹簧；104、回位弹簧；105、开关缓冲弹簧；106、衔铁支架；107、动环绝缘垫；108、动环。
具体实施方式
46.以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。
47.实施例1
48.一种大功率直流起动机，如图1-12所示，包括电机部分、传动减速部分和起动部分；
49.电机部分包括从左往右依次设置的减速箱1、壳体2、定子3和后盖4；壳体2内部设置有刷架总成5，刷架总成5的碳刷中心线相对定子3的磁极中心线逆着起动机转向移动2-10
°
；
50.传动减速部分包括电枢6和减速机构7；电枢6位于定子3和刷架总成5内，其末端与减速机构7连接，减速机构7位于减速箱1内；
51.起动部分包括单向器8、电磁铁总成9和衔铁总成10；单向器8位于减速箱1内，其输出端伸出减速箱1，单向器8与减速机构7传动连接；电磁铁总成9位于壳体2内，衔铁总成10活动安装在电磁铁总成9内，并与单向器8连接，带动单向器8左右移动实现发动机的起动。
52.本实施中，碳刷与定子磁极相对位置对电机性能是有影响的，比如对主极磁场有影响，对碳刷与换向器间摩擦产生火花大小有影响，一般可以是碳刷中心与磁极中心对齐，但碳刷中心位置顺着起动机转向移动一角度，则电枢磁场将与主极磁场方向一致，有助磁作用，对增加磁场强度有利，对提高起动机输出转矩有利，但会降低起动机转速，使得最大功率点转速会降低，从而降低输出功率，反之增加输出功率，还有就是磁场强度增加会引起电气损耗和铁耗增加，降低效率，减小输出功率，这种情况又对降低火花等级不利。因此，实际时需要综合考虑。本实施例如图12所示，碳刷中心线相对定子磁极中心线逆着起动机转向移动了6
°
，对功率的影响应是正面的，对减弱火花等级是有利的，当然影响火花大小还与换向器表面粗糙度、二者握紧程度等有关。
53.实施例2
54.本实施例在实施例1的基础上作进一步的阐述，如图4所示，定子3包括定子机壳31、定子磁极32、激磁绕组33、磁极螺钉34和定子销钉35；定子磁极32通过磁极螺钉34安装在定子机壳31内，激磁绕组33绕设在定子磁极32上，定子销钉35设置在定子机壳31的端部。
55.如图7所示，电枢6包括电枢转轴61、换向器62、电枢铁芯63、电枢线圈64和电枢轴承65；换向器62安装在电枢转轴61的前部分，电枢铁芯63和电枢线圈64均安装在电枢转轴61的后部分，电枢轴承65安装在电枢转轴61的前后两端。
56.如图1和8所示，减速机构7包括第一齿轮71、第二齿轮72、第三齿轮73、中间轴74、滚轴75和滚轴保持架76；第一齿轮71安装在电枢6的输出端并与第二齿轮72啮合，第二齿轮72安装在滚轴75上并与第三齿轮73啮合，第三齿轮73安装在单向器8上，中间轴74安装在减速箱1和壳体2内，滚轴75通过滚轴保持架76安装在中间轴74上。
57.如图9所示，单向器8包括单向器轴81、滚柱室82、驱动齿83和单向器轴承84；滚柱室82位于单向器轴81中部，驱动齿83位于单向器轴81前部，单向器轴承84设置在单向器轴81的两端。
58.如图10所示，电磁铁总成9包括电磁铁支架91、电磁铁线圈92、铜套93、盖板94、绝缘垫板95和接线片96；电磁铁线圈92安装在电磁铁支架91上并与接线片96连接，铜套93位于电磁铁线圈92内部，盖板94和绝缘垫板95分别位于电磁铁线圈92的两端。
59.如图11所示，衔铁总成10包括衔铁101、滑杆102、缓冲弹簧103、回位弹簧104、开关缓冲弹簧105、衔铁支架106、动环绝缘垫107和动环108；衔铁101的前部分内设置有滑杆腔体，滑杆102活动安装在滑杆腔体内并顶设滑杆腔体内的缓冲弹簧103，滑杆102向外穿出滑杆腔体，回位弹簧104套在滑杆102上，开关缓冲弹簧105套在衔铁101后部分外侧壁上，衔铁支架106和动环绝缘垫107均安装在衔铁101上，动环108安装在衔铁支架106和动环绝缘垫107之间。
60.本实施例中，电磁铁总成9和衔铁总成10为电磁开关的一部分，电磁开关还包括了m端子、b+端子、s端子等常规结构。
61.实施例3
62.本实施例在实施例2的基础上作进一步的阐述，减速箱1、壳体2、定子3和后盖4内均设置有用于径向定位的径向定位装置。减速箱1、壳体2、定子3和后盖4内均设置有用于定位的止口11。
63.减速箱1和壳体2内均设置有用于安装单向器8的轴承、且对减速箱1和壳体2进行
定位的轴承室12，以及用于安装减速机构7的中间轴、且对减速箱1和壳体2进行定位的中间轴孔13；定子3上设置有与刷架总成5的定位齿相配合的第一定位缺，以及用于装配销钉与后盖4上的第二定位缺相配合的销钉孔。
64.本实施例中，减速箱1作为整体支撑和固定零件，是机械结构的基石，也是电机装配的基础。减速箱1中设计了安装止口及安装孔作为用户使用安装固定的接口，有单向器轴承室，有壳体2配合止口，还有中间齿轮室及中间轴孔（过孔）。壳体2设计了与减速箱1配合的止口及与定子3止口配合的止口，此止口也与刷架配合，还设计了与刷架底板上定位齿配合的定位槽，单向器轴承室，有与中间轴紧配的中间轴孔，还有铆接电磁铁支架四脚的通孔，电磁铁装配通过支架四脚铆接在壳体2上。壳体2与减速箱1止口配合，通过其上中间轴与减速箱1中间轴孔配合确定其径向位置。单向器是两轴承分别与减速箱1和壳体2轴承室配合，组装固定为一体。定子机壳止口两端分别设计定位缺和销钉孔，定位缺与刷架底板定位齿相配，销钉孔装配销钉，与后盖4定位槽相配，后盖4止口处设计了与定子销钉配合的定位缺。
65.总结起来就是，以减速箱1为基准，装配单向器8，驱动齿端在安装止口方向，装配开关壳体2，壳体2止口配单向器止口，壳体2轴承室套单向器另一端轴承，壳体2上中间轴对准减速箱1中间轴孔，确定开关壳体2在减速箱1中径向位置，刷架总成5装配在定子3上，刷架总成5底板上方孔套激磁绕组上两连接片，装配电枢6于后盖4，定子3（含刷架总成）套电枢6，定子机壳止口配后盖4止口，定子3机壳上销钉对准后盖4定位槽，确定定子3与后盖4径向位置，刷架总成内孔套电枢上换向器，装配定子3（含电枢后盖4）于开关壳体2，刷架总成5底板上定位齿对准壳体定子止口处的定位槽确定刷架总成相对于开关壳体的径向位置，刷架总成底板上下定位槽对准定子3机壳上的定位缺，确定定子3相对于刷架总成的径向位置，至此壳体2、刷架总成5、定子3、后盖4各件之间的径向位置及对减速箱1的径向位置就得以确定，电机轴向固定是由装配螺栓穿过后盖4安装搭子，跨越定子3外圆与壳体2上螺孔连接而固定，壳体2与减速箱1之间通过螺栓连接壳体2上另3个螺孔固定，开关盖与壳体2间开关螺钉固定，刷架总成是通过壳体2与定子3压紧固定。
66.本实施例提供的大功率直流起动机，额定电压12v和24v，额定功率分别为3.0kw和7.8kw，减速比为2.69，负极接地。有其特殊的定子结构和特殊的径向定位装置。功率高，转矩大，温升低，寿命长，广泛使用与载重汽车、拖拉机等。
67.为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：
68.与一般同类电机基本一致，即首先通过电源接通电磁开关的s端子，使电磁铁线圈92通电，产生磁场，磁化衔铁总成10中衔铁101，两相作用使衔铁总成10向减速箱1方向移动，即衔铁101与线圈中心对齐，从而衔铁总成10的滑杆102推动单向器8向发动机飞轮方向移动并与飞轮啮合，同时，衔铁总成10的动环108与电磁开关中静接触片接触，此一接触将电磁开关线圈短路，相当于电源直接接听定子电枢电路，直流电阻很小，电路很大，电枢6产生很大转矩，通过第一齿轮71、第二齿轮72传递到单向器8上的第三齿轮73，从而带动单向器8上的驱动齿83转动，再带动啮合的飞轮旋转，到一定转速时，实现点火起动，在电磁开关两线圈电路相反失去对衔铁推力和衔铁上回位弹簧作用下，单向器驱动齿迅速退出啮合，完成了对发动机的起动。
69.以上对本实用新型的实施方式进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施
例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种等同变型或替换，这些等同或替换均包含在本实用新型权利要求所限定的范围内。

技术特征：

1.一种大功率直流起动机，其特征在于，包括电机部分、传动减速部分和起动部分；所述电机部分包括从左往右依次设置的减速箱（1）、壳体（2）、定子（3）和后盖（4）；所述壳体（2）内部设置有刷架总成（5），刷架总成（5）的碳刷中心线相对定子（3）的磁极中心线逆着起动机转向移动2-10
°
；所述传动减速部分包括电枢（6）和减速机构（7）；所述电枢（6）位于所述定子（3）和刷架总成（5）内，其末端与所述减速机构（7）连接，所述减速机构（7）位于所述减速箱（1）内；所述起动部分包括单向器（8）、电磁铁总成（9）和衔铁总成（10）；所述单向器（8）位于所述减速箱（1）内，其输出端伸出所述减速箱（1），单向器（8）与所述减速机构（7）传动连接；所述电磁铁总成（9）位于所述壳体（2）内，所述衔铁总成（10）活动安装在所述电磁铁总成（9）内，并与所述单向器（8）连接，带动所述单向器（8）左右移动实现发动机的起动。2.如权利要求1所述的大功率直流起动机，其特征在于，所述减速箱（1）、壳体（2）、定子（3）和后盖（4）内均设置有用于径向定位的径向定位装置。3.如权利要求2所述的大功率直流起动机，其特征在于，所述减速箱（1）、壳体（2）、定子（3）和后盖（4）内均设置有用于定位的止口（11）。4.如权利要求2所述的大功率直流起动机，其特征在于，所述减速箱（1）和壳体（2）内均设置有用于安装单向器（8）的轴承、且对减速箱（1）和壳体（2）进行定位的轴承室（12），以及用于安装减速机构（7）的中间轴、且对减速箱（1）和壳体（2）进行定位的中间轴孔（13）；所述定子（3）上设置有与刷架总成（5）的定位齿相配合的第一定位缺，以及用于装配销钉与后盖（4）上的第二定位缺相配合的销钉孔。5.如权利要求1所述的大功率直流起动机，其特征在于，所述定子（3）包括定子机壳（31）、定子磁极（32）、激磁绕组（33）、磁极螺钉（34）和定子销钉（35）；所述定子磁极（32）通过所述磁极螺钉（34）安装在所述定子机壳（31）内，所述激磁绕组（33）绕设在所述定子磁极（32）上，所述定子销钉（35）设置在所述定子机壳（31）的端部。6.如权利要求1所述的大功率直流起动机，其特征在于，所述电枢（6）包括电枢转轴（61）、换向器（62）、电枢铁芯（63）、电枢线圈（64）和电枢轴承（65）；所述换向器（62）安装在所述电枢转轴（61）的前部分，所述电枢铁芯（63）和电枢线圈（64）均安装在所述电枢转轴（61）的后部分，所述电枢轴承（65）安装在所述电枢转轴（61）的前后两端。7.如权利要求1所述的大功率直流起动机，其特征在于，所述减速机构（7）包括第一齿轮（71）、第二齿轮（72）、第三齿轮（73）、中间轴（74）、滚轴（75）和滚轴保持架（76）；所述第一齿轮（71）安装在所述电枢（6）的输出端并与所述第二齿轮（72）啮合，所述第二齿轮（72）安装在所述滚轴（75）上并与所述第三齿轮（73）啮合，所述第三齿轮（73）安装在所述单向器（8）上，所述中间轴（74）安装在所述减速箱（1）和壳体（2）内，所述滚轴（75）通过所述滚轴保持架（76）安装在所述中间轴（74）上。8.如权利要求1所述的大功率直流起动机，其特征在于，所述单向器（8）包括单向器轴（81）、滚柱室（82）、驱动齿（83）和单向器轴承（84）；所述滚柱室（82）位于所述单向器轴（81）中部，所述驱动齿（83）位于所述单向器轴（81）前部，所述单向器轴承（84）设置在所述单向器轴（81）的两端。9.如权利要求1所述的大功率直流起动机，其特征在于，所述电磁铁总成（9）包括电磁
铁支架（91）、电磁铁线圈（92）、铜套（93）、盖板（94）、绝缘垫板（95）和接线片（96）；所述电磁铁线圈（92）安装在所述电磁铁支架（91）上并与所述接线片（96）连接，所述铜套（93）位于所述电磁铁线圈（92）内部，所述盖板（94）和绝缘垫板（95）分别位于所述电磁铁线圈（92）的两端。10.如权利要求1所述的大功率直流起动机，其特征在于，所述衔铁总成（10）包括衔铁（101）、滑杆（102）、缓冲弹簧（103）、回位弹簧（104）、开关缓冲弹簧（105）、衔铁支架（106）、动环绝缘垫（107）和动环（108）；所述衔铁（101）的前部分内设置有滑杆腔体，所述滑杆（102）活动安装在所述滑杆腔体内并顶设滑杆腔体内的缓冲弹簧（103），滑杆（102）向外穿出所述滑杆腔体，所述回位弹簧（104）套在所述滑杆（102）上，所述开关缓冲弹簧（105）套在所述衔铁（101）后部分外侧壁上，所述衔铁支架（106）和动环绝缘垫（107）均安装在所述衔铁（101）上，所述动环（108）安装在所述衔铁支架（106）和动环绝缘垫（107）之间。

技术总结

本实用新型公开了大功率直流起动机，涉及起动机技术领域，包括电机部分、传动减速部分和起动部分；电机部分包括从左往右依次设置的减速箱、壳体、定子和后盖；壳体内部设置有刷架总成；传动减速部分包括电枢和减速机构；电枢位于定子和刷架总成内，其末端与减速机构连接，减速机构位于减速箱内；起动部分包括单向器、电磁铁总成和衔铁总成；单向器位于减速箱内，其输出端伸出减速箱，单向器与减速机构传动连接；电磁铁总成位于壳体内，衔铁总成活动安装在电磁铁总成内，并与单向器连接。刷架总成的碳刷中心线相对定子的磁极中心线逆着起动机转向移动一定的角度，电枢磁场将与主极磁场方向一致，有助磁作用，对增加磁场强度有利。对增加磁场强度有利。对增加磁场强度有利。