[實用新型]一種帶織構化涂層的齒輪

有效

• 申請號: 201821740713.1
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN209370409U
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 林秉敬;陳燁
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17;F16H55/06;F16N1/00
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 楊玉芳

本實用新型提供了一種帶織構化涂層的齒輪，涉及機械傳動技術領域，包括齒輪本體和附著于齒輪本體上的涂層，齒輪本體表面均勻分布有多個第一微坑，涂層表面分布有多個織構化區域，每個織構化區域包括多個第二微坑。本實用新型提高了齒輪的機械摩擦性能，在嚙合面儲存潤滑油，顯著降低了干摩擦出現的機率，減少了摩擦磨損。

技術領域

本實用新型涉及機械傳動技術領域，具體而言，涉及一種帶織構化涂層的齒輪。

背景技術

齒輪是高端裝備極其重要的基礎件，被廣泛應用于直升機、風電，坦克、高鐵、艦船等重大裝備。齒輪傳動的性能往往直接決定裝備的運行性能、服役壽命、安全性和可靠性。據統計，傳動機械裝備故障的80％是由齒輪失效引起的。因此，低噪聲、長壽命、大功重比、高傳動精度、高可靠性等高性能齒輪的研制已成為我國相關工業領域發展中的一個重要的科技問題，也是機械工程領域傳動機械學科研究的重要前沿。摩擦磨損是制約齒輪傳動性能的主要因素之一。齒面的摩擦力一方面會影響齒輪系統的動態特性，是重要的振動與噪聲激勵源，另一方面會降低傳動效率，加劇輪齒失效。輪齒的磨損不僅會影響齒輪的傳動精度和效率，還會造成機構振動、產生噪聲等，嚴重時甚至會使輪齒斷裂，造成重大事故。

表面涂層技術在齒面上的應用，能有效的改善齒面的減摩抗磨性能，并能提高齒輪抗疲勞點蝕和膠合失效的能力。然而，在工程實踐中，涂層的剝落是應用過程中的薄弱點。單一的齒面處理方式已不能滿足對齒輪高疲勞強度、低摩擦磨損以及承受高速重載的性能要求。

表面織構技術就是在摩擦副表面加工出具有一定尺寸和排列的凹坑、溝槽或者凸包。微小的表面織構在提高承載能力、減摩抗損和延長機械使用壽命等方面具有非常顯著的效果。傳統的摩擦副表面織構化處理，摩擦副表面上的織構化排列、布局大多針對摩擦副表面而言。雖在特定的工況下，合理的織構能夠改善抗磨性能，但是當織構的分布密度過高反而會降低表面的摩擦因數，對于加工部分表面織構鮮有報道。

實用新型內容

本實用新型提供了一種帶織構化涂層的齒輪，旨在改善齒輪齒面抗磨性能差、傳動精度低的技術問題。

本實用新型是這樣實現的：

一種帶織構化涂層的齒輪，包括齒輪本體和附著于所述齒輪本體上的涂層，所述齒輪本體表面均勻分布有多個第一微坑，所述涂層表面分布有多個織構化區域，每個所述織構化區域包括多個第二微坑。

進一步的，所述織構化區域為條形，多個所述織構化區域沿周向間隔排布于所述涂層表面。

進一步的，所述織構化區域為混合微觀織構，所述混合微觀織構選自球冠形、正方形、三角形、圓柱形、十字形織構中的至少兩種，沿所述齒輪的軸向方向上，多個所述第二微坑的織構相同，沿周向方向上，相鄰兩個所述第二微坑的織構不同。

進一步的，所述第一微坑的直徑小于相鄰兩個所述第一微坑的中心間距，所述第二微坑的直徑小于相鄰兩個所述第二微坑的中心間距。

進一步的，所述第二微坑深度為0.5um～1um，直徑為5um～10um，中心間距為20um～40um。

進一步的，所述第一微坑為球冠形、正方形、三角形織構中的一種。

進一步的，所述第一微坑深度為1um～2um，直徑為10um～20um，中心間距為40um～60um。

進一步的，所述涂層為TiN、TiC、TiCN或TiAlN。

進一步的，述涂層的厚度為5um～8um。

本實用新型的有益效果是：

(1)本實用新型通過上述設計得到的帶織構化涂層的齒輪，使用時，通過齒輪本體表面的織構化，可改變齒輪本體表面的微觀結構，有效增加基體齒面的比表面積，為涂層的涂覆提供良好的附著表面，增加涂層與基體齒面的附著力，從而提高涂層的抗剝落和破損能力；