一種減震粉末冶金齒輪及其製備方法與流程

2023-06-01 23:38:01

本發明屬於粉末冶金技術領域，具體涉及一種減震粉末冶金齒輪及其製備方法。

背景技術：

三缸發動機由於自身結構的缺陷，曲軸在運轉過程中的往復慣性力會使發動機產生較大的噪聲和震動，一般是通過加裝平衡軸裝置來平衡曲軸的往復慣性力，以曲軸齒輪的帶動平衡軸上的齒輪轉動。現有齒輪一般採用整體剛性齒輪，加之平衡軸有偏心配重塊，當發動機在高速運轉時，特別是發動機轉速發生變化時，齒輪高速嚙合會產生有害衝擊載荷和較大的震動噪音，從而導致發動機噪音升高和齒輪零部件的磨損。

技術實現要素：

發明目的：針對現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種減震粉末冶金齒輪，將齒輪分為外齒圈和輪轂分別製造，再用具有吸震性能的橡膠將兩者組成整體，使齒輪具有一定緩衝功能，既能傳遞動力，又能吸收衝擊能量。本發明的另一目的是提供一種上述減震粉末冶金齒輪的製備方法，

技術方案：為了實現上述發明目的，本發明採用的技術方案為：

一種減震粉末冶金齒輪，由齒圈、橡膠和輪轂3個部件組成，其中，橡膠設在齒圈和輪轂之間。

在所述的輪轂上設有減重孔。優選為8-16個。

所述的齒圈，典型的粉末冶金組分為：fe：餘量（除了其他元素及雜質都是fe）；cu：1~3%；c：0.6~0.9%；mo：1.3-1.7%；雜質不超過2%。

所述的輪轂，典型的粉末冶金組分為：fe：餘量（除了其他元素及雜質都是fe）；cu：1~5%；c：0.4~1.5%；雜質不超過2%。

一種製備所述的減震粉末冶金齒輪的方法：先用粉末冶金的方法分別製備出齒圈和輪轂，對齒圈和輪轂進行預處理後，塗覆粘結劑，注入高強度且具有一定彈性的橡膠，硫化出最終產品。

所述的齒圈的製備步驟包括成形和快冷燒結兩個步驟。

所述的輪轂的製備步驟包括成形和常溫燒結兩個步驟。

所述的橡膠為：氫化丁腈類橡膠；所述的粘接劑包括底膠和面膠，底膠和面膠的均為酚醛樹脂類膠。

所述的製備減震粉末冶金齒輪的方法，具體步驟為：

1）齒圈的製備：取材料在450t機械壓機作用下，在水冷模具中成形；然後在快冷連續式燒結爐中燒結，燒結溫度1120±10℃，網帶速度110±10mm/min，氣氛rx；零件燒結完成的硬度hrc38以上；

2）輪轂的製備：取材料在450t油壓機作用下，在模具中成形；然後在連續式燒結爐中燒結，燒結溫度1120±10℃，網帶速度110±10mm/min，氣氛ax；零件燒結完成的硬度hrb60以上；

3）粉末冶金零件拋丸噴砂處理；清洗粉末冶金零件，去除表面雜質；

4）粘結：粉末冶金件粘接面依次塗底膠再塗面膠後，100℃烘乾；

5）粉末冶金件放入模具，注入橡膠，成型後先硫化，180℃保溫300秒；整體二次硫化，150℃保溫4-6小時。

有益效果：與現有技術相比，本發明的減震粉末冶金齒輪結構簡單，重量較輕，成本低，在齒輪嚙合時產生的震動被橡膠吸收，增加嚙合平順性，從而降低噪音，是一種新型齒輪結構，可廣泛用於各類衝擊載荷較大的傳統系統。該製備工藝，簡單，容易操作，製備的產品質量好，精度高，具有很好的實用性。

附圖說明

圖1是減震粉末冶金齒輪的結構示意圖；

圖2是減震粉末冶金齒輪的剖視圖；

圖3是破壞扭矩曲線圖；

圖4是80nm遲滯回線圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，對本發明做進一步的說明。

實施例1

一種減震粉末冶金齒輪，如圖1和圖2所示，主要由齒圈3、橡膠2和輪轂1三個部件組成，其中，橡膠2設在齒圈3和輪轂1之間。在輪轂1上設有減重孔，優選為8-16個，可以為12個。其中，

齒圈3，典型的粉末冶金組分為：fe：餘量；cu：1~3%；c：0.6~0.9%；mo：1.3-1.7%；雜質不超過2%

輪轂1，典型的粉末冶金組分為：fe：餘量，cu：1~5%；c：0.4~1.5%；雜質不超過2%。

橡膠2，高強度且具有一定彈性，例如為氫化丁腈類橡膠，粘接劑分為底膠和面膠，底膠和面膠的均為酚醛樹脂類膠。

上述減震粉末冶金齒輪的製備方法：先用粉末冶金的方法分別製備出齒圈3和輪轂1，對齒圈和輪轂進行預處理後，塗覆粘結劑，注入高強度且具有一定彈性的橡膠，硫化出最終產品。具體步驟為：

1）齒圈的製備：取上述粉末冶金材料在450t機械壓機作用下，在水冷模具中成形；在快冷連續式燒結爐中燒結，燒結溫度1120±10℃，網帶速度110±10mm/min，氣氛rx；零件燒結完成的硬度hrc38以上。

2）輪轂的製備：取上述粉末冶金材料在450t油壓機作用下，在模具中成形；在連續式燒結爐中燒結，燒結溫度1120±10℃，網帶速度110±10mm/min，氣氛ax；零件燒結完成的硬度hrb60以上。

3）粉末冶金零件拋丸噴砂處理；清洗粉末冶金零件，去除表面雜質；

4）粉末冶金件粘接面依次塗底膠再塗面膠後100℃烘乾；

5）粉末冶金件放入模具，注入橡膠，成型後硫化（180℃保溫300秒）；整體二次硫化（150℃保溫4-6小時）。

對製備出的產品進行性能檢測，主要檢測零件在120℃下的破壞扭矩以及遲滯回線。

破壞扭矩曲線如圖3所示，破壞強度高於250nm，並且在100nm的扭矩時零件內外相對扭轉角度可達到14°-16°。

80nm遲滯回線如圖4所示，遲滯回線具有較大的包絡面積，可說明橡膠具有良好的吸能減震能力。

本發明的減震粉末冶金齒輪，結構簡單，重量較輕，成本低，在齒輪嚙合時產生的震動被橡膠吸收，增加嚙合平順性，從而降低噪音，是一種新型齒輪結構，可廣泛用於各類衝擊載荷較大的傳統系統。