[發明專利]雙金屬泵齒輪

有效

• 申請號: 201210107816.5
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102734306A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: L.沃德;S.A.黑茨
• 申請（專利權）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號: F16C3/02
• 分類號: F16C3/02;F16H55/02;F16H55/06;B23P15/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周春梅;楊炯

技術領域

本文所公開的主題內容涉及一種泵齒輪結構，且具體地涉及一種具有雙金屬軸的泵齒輪結構。

背景技術

泵齒輪被用于各種應用，例如在渦輪發動機的燃料泵中。泵齒輪通常包括具有正齒輪的軸，該軸在一端上形成有驅動花鍵。為了降低成本和減輕重量，泵齒輪通常由單一整體式材料制成。泵齒輪通常由例如單件工具鋼合金棒料形成。通常，驅動花鍵是相對小的特征，該驅動花鍵利用常規機加工手段形成，從而允許該驅動花鍵被整體地形成在泵齒輪軸上并且成本有效地形成在該泵齒輪軸上。

泵齒輪還可以提供附加功能，例如提供用于安裝和驅動離心泵、發電機和輔助燃料或液壓泵的裝置。這些附加功能需要更長的泵齒輪，該更長的泵齒輪結合驅動花鍵、鍵和螺紋以保持這些輔助部件。這些特征在泵齒輪所需的耐磨材料中難以進行機加工。此外，泵齒輪材料的成本通常是用于軸、花鍵和螺紋接頭的工具鋼的成本的十倍以上。通過將耐磨泵齒輪材料與常規工具鋼結合起來，能夠實現降低用于原材料和花鍵和螺紋的機加工的成本。

由于需要將驅動花鍵形成為整體式特征，因此材料的機加工性能通常求助于材料選擇。然而，需要良好機加工性能與用于正齒輪的期望耐磨屬性相沖突。在例如飛行器發動機的應用中，泵齒輪在高溫下操作在低潤滑的噴射燃料中。這種環境已被發現增加正齒輪上的磨損。雖然能夠使用更高耐磨性的材料，但是這會導致泵齒輪的尺寸、重量和成本增加，這是因為驅動花鍵由于其小尺寸而不能容易地利用這些材料進行機加工。結果是，對于輕質且小的泵齒輪的需要影響了操作壽命并且增加了維護成本。

因此，雖然現有泵齒輪適合于其旨在目的，但是仍存在改進的需要，尤其在提供具有改進的齒輪耐磨性同時保持驅動花鍵和螺紋特征的機加工性能以保持與泵齒輪整體形成的附加部件的泵齒輪方面。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供一種泵齒輪。該泵齒輪包括第一軸部，所述第一軸部包括第一端和第二端，在所述第一端和第二端之間形成有整體齒輪部，所述第一軸部由第一工具鋼材料制成。第二軸部被設置成具有被釬焊到所述第一端的第三端，所述第二軸部具有至少一個整體式驅動花鍵，所述第二軸部由第二工具鋼材料制成。其中所述第一工具鋼材料具有按重量計大于9%的釩含量，且所述第二工具鋼材料具有按重量計小于或等于1%的釩含量。

根據本發明的另一方面，提供另一泵齒輪。該泵齒輪包括第一軸部，所述第一軸部包括第一端和第二端，在所述第一端和第二端之間形成有整體齒輪部。所述第一軸部由第一鋼合金制成，所述第一鋼合金包括按重量計2.45%的碳、5.25%?的鉻、81.25%的鐵、1.30%的鉬、以及9.75%的釩。?第二軸部被設置成具有被釬焊到所述第一端的第三端。所述第二軸部具有至少一個整體式驅動花鍵，所述第二軸部由第二鋼合金制成，所述第二鋼合金包括按重量計0.40%的碳、5.20%?的鉻、91.15%的鐵、1.30%的鉬、1.0%的硅以及0.95%的釩。

根據本發明的又一方面，提供一種制造泵齒輪的方法。該方法包括：由第一鋼合金形成第一軸部，所述第一鋼合金包括按重量計2.45%的碳、5.25%?的鉻、81.25%的鐵、1.30%的鉬、以及9.75%的釩。在所述第一軸部上形成齒輪，所述齒輪具有多個齒。由第二鋼合金形成第二軸部，所述第二鋼合金包括按重量計0.40%的碳、5.20%?的鉻、91.15%的鐵、1.30%的鉬、1.0%的硅以及0.95%的釩。所述第一軸部的第一端被聯接到所述第二軸部的第二端。

這些以及其他優勢和特征從下述描述結合附圖將變得顯而易見。

附圖說明

被認作本發明的主題在說明書結束部分處的權利要求書中被具體地指出并且明確地要求保護。本發明的前述以及其他特征和優勢從下述詳細描述結合附圖顯而易見，在附圖中：

圖1是根據本發明實施方式的泵齒輪的透視圖；

圖2是圖1中的泵齒輪的側視圖；

圖3是圖1中的泵齒輪的端視圖；

圖4是圖1中的泵齒輪的截面圖；

圖5是具有圖1中的泵齒輪的泵的截面圖；以及

圖6是具有第三整體軸的泵的截面圖。

詳細說明通過參考附圖以示例的方式闡述了本發明的實施方式以及優勢和特征。

具體實施方式

泵齒輪系統通常用于包括重力、空間和潤滑約束的苛刻操作環境中。本發明的實施方式提供改善泵齒輪系統的操作壽命和可靠性的優勢。本發明的實施方式提供進一步的優勢在于提供實現在高溫噴射燃料應用中具有降低的齒輪齒磨損的特征的機加工性能的泵齒輪。