[發明專利]一種復合齒輪的制造工藝和所制齒輪及其用途

在審

• 申請號: 201910315942.1
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN109899482A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 周友華
• 申請（專利權）人: 浙江美亞特精密機械有限公司
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17;F16H55/06;B29C45/14
• 代理公司: 北京慶峰財智知識產權代理事務所(普通合伙) 11417
• 代理人: 李文軍

本發明公開一種金屬/樹脂復合齒輪的制造工藝，包括以下步驟：1)由金屬制造一體成型的輪軸部和輪轂部形成齒輪的金屬芯部；2)在所述金屬芯部的輪轂部的外周部注塑樹脂形成樹脂齒圈部。本發明的制造工藝提高了加工效率，并大幅降低了制造成本。而且根據本發明制造工藝制成的金屬/樹脂復合齒輪，具有配合傳動關系好、精度高、輸出扭矩高、運行平穩且噪音小等優點。

技術領域

本發明涉及齒輪技術領域，特別涉及金屬/樹脂復合齒輪技術領域，更具體地涉及一種復合齒輪的制造工藝以及由其制造的復合齒輪及其用途。

背景技術

齒輪傳動是傳遞機械動力和運動的一種主要形式，齒輪傳動效率高、傳動比穩定、結構緊湊，因而應用廣泛。國際上，動力傳動齒輪裝置正向輕量化、高速化、標準化方向發展。

金屬齒輪由于傳遞誤差造成的嚙合和由于齒隙造成的撞齒等原因，存在振動和噪音的問題。與金屬齒輪相比，樹脂齒輪不僅生產成本低、成型工藝好、生產效率高，還具有質量輕、傳動穩定、吸振降噪及耐磨性好等優點。在齒輪的一些應用領域，有用樹脂齒輪替代金屬齒輪的發展趨勢。然而，樹脂齒輪最重要的缺點是強度相對較低。運用樹脂齒輪時，面臨的關鍵問題之一就是強度是否滿足需要。

隨著高強度、高耐磨等高性能樹脂的推出，進一步推動樹脂齒輪向高負荷方向發展，應用領域進一步拓寬。目前，樹脂齒輪已廣泛應用于汽車、家電、辦公用品等領域。在汽車領域電子助力轉向系統(EPS)中應用的樹脂齒輪是以樹脂齒輪代替金屬齒輪的成功案例。

EPS齒輪是汽車電子助力轉向器中的主要傳動部件。隨著汽車行業的飛速發展，對EPS齒輪的要求也越來越高。要求齒輪振動和噪音低、能夠阻抗扭矩和軸向力、具有耐久性和抗疲勞性，尤其是對尺寸穩定性和精度的要求越來越高。為提高承載能力，EPS齒輪一般使用包括內部金屬輪轂和外部樹脂齒圈的金屬/樹脂復合齒輪。

現有技術中，金屬/樹脂復合齒輪的制造工藝通常是：先制作中心設置有軸孔的金屬輪轂；通過樹脂注塑成形于金屬輪轂的外周部形成齒部；在輪轂中心的軸孔中安裝輪軸部，輪軸部與輪轂部緊密過盈壓配實現固定，從而通過輪軸部的轉動帶動樹脂齒輪旋轉。

然而，由于輪軸部與輪轂部之間是通過緊密配合關系固定，如果輪軸部的旋轉速度過快，輪軸部與輪轂部之間的緊密配合關系可能無法達到輪軸部帶動樹脂齒輪的要求而導致樹脂齒輪容易發生位置偏移，從而無法實現傳動的關系。

而且，輪軸部與輪轂部配合處需要先進行滾花、再感應淬火處理，且輪轂部的軸孔加工精度要求高、難度大。輪軸部和輪轂部在進行壓配過程中的裝配精度要求高，輪軸部軸線與輪轂部的端面不能完全保證處于垂直的關系，輪軸部與輪轂部之間的配合力也需要測試。因而，制造工藝復雜、難度大、成本較高。

此外，金屬/樹脂復合齒輪的齒部是通過注塑成型得到的，成型后再進行輪軸部和輪轂部的壓配，由于存在裝配誤差，齒的精度只能到達10級。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的之一是提供一種金屬/樹脂復合齒輪的制造工藝，以克服輪軸部與輪轂部配合不緊密、裝配精度低、制造工藝復雜、難度大、成本高、齒的精度低等缺陷，以較低的成本生產出配合傳動關系好、精度高、輸出扭矩高、運行平穩且噪音小的金屬/樹脂復合齒輪。

為此，本發明涉及一種金屬/樹脂復合齒輪的制造工藝，包括以下步驟：

1)由金屬制造一體成型的輪軸部和輪轂部形成齒輪的金屬芯部；

2)在所述金屬芯部的輪轂部的外周部注塑樹脂形成樹脂齒圈部。

一種優選的實施方案中，通過鍛造或鑄造的方式使金屬芯部的輪軸部和輪轂部一體成型。

一種優選的實施方案中，使金屬芯部的輪轂部外側形成能加強樹脂與金屬之間連接強度的構造。