[發明專利]一種復合齒輪及其制造方法

在審

• 申請號: 201910548960.4
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110332298A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 周照耀
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17;F16H55/06;B23P15/14
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本發明公開了一種復合齒輪及其制造方法，包括齒輪本體，所述齒輪本體上整合有一層齒圈輪廓層，緊貼著齒輪本體上的每個齒；其中，所述齒圈輪廓層是由等厚的金屬筒形件經過塑性變形加工制造的，所述金屬筒形件的厚度為0.1至10毫米，齒輪本體與齒圈輪廓層的界面牢固地結合在一起，且齒輪本體的材質強度和硬度低于齒圈輪廓層。本發明結構簡單可靠，齒圈輪廓采用高性能金屬，齒輪本體采用較低密度材料，既滿足了齒的高強度耐磨的要求，又實現了齒輪的輕量化，同時還可以減振降噪，而本發明方法工藝步驟簡單，穩定可靠，操作方便，實施容易，工藝流程易于實現自動化，生產成本較低，應用領域量大面廣，市場應用前景廣闊，可以創造重大的經濟效益。

技術領域

本發明涉及齒輪制造的技術領域，尤其是指一種復合齒輪及其制造方法。

背景技術

申請號為CN201610895798，發明名稱為“一種17CrNiMo6鋼風力發電齒輪的鍛造方法”太原科技大學的中國發明專利申請，提供了一種齒輪整體采用17CrNiMo6材料鍛造制坯后熱處理再加工成齒輪的工藝路線，這樣制造的齒輪本體和齒圈為相同材料，重量較大，會降低傳動系統的機械效率，而且制造成本較高。申請號為CN201610549713，發明名稱為“一種汽車傳動齒輪用鋁基復合材料及其制備方法”安徽瑞林汽配有限公司的中國發明專利申請，其實施列中，由下列重量份的原料制備制而成：鋁95-98、鍺0.1-0.14、錳1-1.2、鈦0.13-0.16、銅0.3-0.35、鋰0.04-0.06、鋅0.2-0.3、十六烷基三甲基溴化銨0.06-0.1、氧化石墨烯3-5、氫化鋯5-8、六氯乙烷0.85-1、鈣質頁巖0.4-0.6、海藻酸鈉0.24-0.3、硅化鈣0.2-0.4、二氧化硅2.3-2.4等；雖然采用了復雜的材料配方，對鑄造工藝有所改進，提高了鋁合金的綜合性能，但材料的屈服強度還是只有231MPa、抗拉強度只有258MPa，這樣的鋁合金制造齒輪的工作齒，其抗沖擊性能比鍛鋼低，表面氧化處理之后的耐磨性還是無法與合金鋼相比。申請號為CN201410346816，發明名稱為“一種溫擠壓齒輪棒連續擠壓模及其加工方法”王元琪的中國發明專利申請，公開了一種溫擠壓齒輪棒連續擠壓模，包括中心開設有齒輪形結構的模孔的凹模、凸模，凹模外設置有凹模加熱圈，凹模置于擠壓筒的下部內，該擠壓筒上設置有擠壓筒加熱圈和熱電偶插孔，凹模下方設置有定位擠壓墊,該定位擠壓墊與下模板相配合，下模板固定于工作臺面上；凸模與凸模支承連接配合，該凸模支承的上端與錐形頭相固定，錐形頭固定于上模板上，該上模板固定于活動橫梁上。通過凹模加熱圈、擠壓筒加熱圈預加熱擠壓筒、凹模、凸模至300℃，再將用中頻感應加熱爐加熱至680℃至720℃的坯料裝入擠壓筒內，液壓缸將坯料正向擠入凹模的模孔中被擠壓呈齒輪棒，再將齒輪棒切片成齒輪。這種擠壓模具結構及工藝較復雜，需要較大的擠壓力，消耗較大的功率，模具壽命較短，而且只能制造直齒輪毛坯。申請號為-CN201310740680，發明名稱為“復合齒輪和齒輪軸”冀凱裝備制造股份有限公司的中國發明專利申請，公開了一種復合齒輪和包括該復合齒輪的齒輪軸。該復合齒輪包括齒輪本體和耐磨層，其中齒輪本體采用纖維增強聚酰胺復合材料通過注塑成型制成，耐磨層采用耐磨組合物通過注塑或噴涂或刮涂到齒輪本體的外表面上。申請號CN201520407935，發明名稱為“一種汽車發動機控制傳動齒輪結構”上海匯平化工有限公司的中國實用新型專利申請，公開了一種包括金屬嵌件部分，復合齒套部分；復合齒套部分具有與金屬嵌件部分的金屬齒相配合的塑料齒套；金屬嵌件部分作為模具的芯模，與模具外模配合將復合齒套部分注塑成型并固定在金屬嵌件部分外部。申請號CN201610760953，發明名稱為“一種輕質耐磨金屬/尼龍復合降噪齒輪及其制備方法”長沙五犇新材料科技有限公司的中國發明專利申請，公開了一種齒輪由三層結構組成，內層為金屬嵌件，中層為玻纖增強尼龍，外層為增強耐磨長碳鏈尼龍；內層、中層和外層逐層包裹呈同心齒輪狀，齒輪模數相同，且內層、中層和外層的齒形同為V齒或柱齒結構；其制備方法為，先將金屬嵌件用玻纖增強尼龍包覆金屬嵌件進行一次注塑成型，再用增強耐磨長碳鏈尼龍包覆一次注塑件進行二次注塑成型。上述三種復合齒輪的不足之處在于塑料齒套及尼龍齒承載力較小、抗壓、抗沖擊性能較差，工藝較復雜，成本較高。申請號為CN201710068256，發明名稱為“復合齒輪以及制造這種齒輪的方法”迪爾公司的中國發明專利申請，公開了一種包括由第一材料形成的內部部分；由第二材料形成的外部部分，第二材料熔化和固化到所述內部部分上；以及多個齒在第二材料已經固化之后形成在外部部分中；其工藝復雜，效率低、成本高。