大功率船用齒輪箱齒輪的製作方法
2024-02-11 00:15:15
專利名稱：大功率船用齒輪箱齒輪的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及齒輪，尤其涉及一種大功率的船用齒輪箱內的齒輪。
背景技術：
齒輪在現在的機械設備和工藝中應用的很廣，齒輪按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸杆蝸輪；按齒線形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪；按輪齒所在的表面分為外齒輪、內齒輪；按製造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結齒輪等。在現有的專利文件中，關於齒輪的專利文件有，中國專利「一種大功率弧形傘齒輪(CN102364164A)」，包括弧形傘齒輪和花鍵軸，所述弧形傘齒輪的模數Mn=25。其按下列步驟進行設計-選材-鍛造-毛坯熱處理-粗加工-精加工-銑齒-拋光-滲碳淬火-磨齒-檢測。大功率船用齒輪箱的齒輪一般為斜齒輪，其齒根部容易斷裂。
發明內容本實用新型提供了一種能有效消除熱處理時的應力集中，提高齒輪的齒心部抗拉強度，噪音小，使用壽命長的大功率船用齒輪箱齒輪；解決了現有技術中存在的船用齒輪的韌性不好，齒根容易斷裂，噪音大的技術問題。本實用新型的上述技術問題是通過下述技術方案解決的一種大功率船用齒輪箱齒輪，包括齒輪主體，在齒輪主體的外圓周表面均布有齒，在齒的齒根與齒輪主體連接處各設有一弧形連接段，在弧形連接段與齒根的連接處設有弧形過渡段，弧形過渡段的直徑小於弧形連接段直徑，弧形過渡段和弧形連接段均向內凹。向內凹是指向齒的方向凹陷，也就是在弧形過渡段和弧形連接段處的齒的寬度要小於齒根處的寬度。通過精加工形成了一個弧形過渡段，減少了齒根部的熱處理時的應力應變，不易斷齒。齒輪通過正火，滲碳，二次高溫油處理等工序後再進行粗磨齒和精磨齒，提高齒輪的韌性，同時也提高了齒輪的齒面硬度和齒心部的抗拉強度。同時 對齒輪的齒經過齒頂修緣和齒向修緣，減少了齒輪在旋轉切入時的瞬間碰擊從而消除了大寬度齒向因鋼性及製造精度等原因造成的齒面重合度過大而產生的噪音。作為優選，所述的弧形過渡段的半徑R為O. 08、. 12mm。弧形過渡段的半徑根據齒輪的精度和加工要求選擇。作為優選，弧形連接段的半徑R為1. 2^1. 4mm。作為優選，所述的齒輪採用20CrMnTi材料製造。具有較高的強度和韌性，特別是具有較高的低溫衝擊韌性。而且淬透性能好，經滲碳淬火後具有硬而耐磨的表面與堅韌的心部，具有較高的低溫衝擊韌性，焊接性中等，正火後可切削性良好。因此，本實用新型的大功率船用齒輪箱齒輪具備下述優點對齒根部進行精密的滾削加工，使得齒根部形成良好的幾何形狀和表面精度，減少熱處理時應力應變，提高齒輪的齒面硬度和齒心部的抗拉強度；同時，齒圈徑向跳動公差從O. 036允許值提高到(O. 031 ;對齒輪進行修緣，減少了齒輪在旋轉切入時的瞬間碰擊從而消除了大寬度齒向因鋼性及製造精度等原因造成的齒面重合度過大而產生的噪音。
圖1是本實用新型的大功率船用齒輪箱齒輪的示意圖。圖2是圖1內A處的放大示意圖。
具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對實用新型的技術方案作進一步具體的說明。實施例如圖1和2所示，大功率船用齒輪箱齒輪，齒輪採用20GrMnTi製造，包括齒輪主體2，在齒輪主體2上加工有均布的斜齒1，斜齒I的齒根部5與齒輪主體之間通過弧形連接段3連接，弧形連接段3的半徑R2為1. 3mm,在弧形連接段3和齒根部5也是通過一弧形過渡段4連接，弧形過渡段4的半徑Rl為O.1mm,通過凸頭留磨滾刀進行加工弧形過渡段4。弧形過渡段4和弧形連接段3都是向斜齒I的方向凹陷，也就是有齒根部5到弧形過渡段4、弧形連接段3，齒的寬度是越來越小的。製作齒輪時，取20GrMnTi作為原料，進行鍛打，鍛打後的工件的厚度為5cm，然後將鍛打後的工件加熱至420°C，保溫5小時隨爐冷卻。然後進行車加工，在工件的中心鑽孔，在工件的外圓周表面進行滾齒，在中心孔內進行加工花鍵。機加工結束後的工件大致的形狀已經完成，然後進行滲碳處理，將工件密封於碳粉中，在負壓800帕條件下升溫至70(T850°C，滲碳層厚度保證在1. 2^1. 8mm，保溫2_3小時，開爐後擴散15分鐘，加入溫度為25°C的常溫油，冷卻淬火，冷卻後在200°C溫度中保持2-3小時做消除應力處理。冷卻淬火後進行二次高溫油處理，將零件放置在28(T380°C的高溫油中浸入2小時，以消除滲碳過程中的殘餘應力。二次高溫油處理後進行平面磨、磨內孔，然後粗磨齒，粗磨齒後進行精度檢測，然後在高精度自動 磨齒機上對齒輪表面再進行精磨齒，然後進行齒形和齒向修緣，然後終檢上油。
權利要求1.大功率船用齒輪箱齒輪，其特徵在於包括齒輪主體，在齒輪主體的外圓周表面均布有齒，在齒的齒根與齒輪主體連接處各設有一弧形連接段，在弧形連接段與齒根的連接處設有弧形過渡段，弧形過渡段的直徑小於弧形連接段直徑，弧形過渡段和弧形連接段均向內凹。
2.根據權利要求1所述的大功率船用齒輪箱齒輪，其特徵在於所述的弧形過渡段的半徑 Rl 為 O. 08 O. 12mm。
3.根據權利要求1或2所述的大功率船用齒輪箱齒輪，其特徵在於弧形連接段的半徑 R2 為1. 2 1. 4mm。
4.根據權利要求1或2所述的大功率船用齒輪箱齒輪，其特徵在於所述的齒輪採用20CrMnTi材料製造。
專利摘要本實用新型涉及齒輪，尤其涉及一種大功率的船用齒輪箱內的齒輪。一種大功率船用齒輪箱齒輪，包括齒輪主體，在齒輪主體的外圓周表面均布有齒，在齒的齒根與齒輪主體連接處各設有一弧形連接段，在弧形連接段與齒根的連接處設有弧形過渡段，弧形過渡段的直徑小於弧形連接段直徑，弧形過渡段和弧形連接段均向內凹。本實用新型提供了一種能有效消除熱處理時的應力集中，提高齒輪的齒心部抗拉強度，噪音小，使用壽命長的大功率船用齒輪箱齒輪；解決了現有技術中存在的船用齒輪的韌性不好，齒根容易斷裂，噪音大的技術問題。
文檔編號F16H55/06GK202901217SQ20122050480
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者李珍珠 申請人:杭州浙西機械有限公司