專利名稱：礦用車轎輪邊減速器行星齒輪及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種行星齒輪，尤其是一種礦用車轎輪邊減速器行星齒輪及其制造方法。
背景技術：
礦用車轎輪邊減速機行星齒輪的可靠性直接關系到整車的可靠性。由于車輛在行駛過程中所遇到的道路環(huán)境千變?nèi)f化，尤其車輛在不平的路面上行駛時，車輛振動所產(chǎn)生的附加動載以及路面突起對車輛造成的縱向沖擊，使驅動橋的受力十分復雜，工作環(huán)境極其惡劣。現(xiàn)有行星齒輪在加工工藝及使用壽命與可靠性方面難以滿足礦用車輪邊減速機的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種礦用車轎輪邊減速器行星齒輪及其制造方法，該制造方法可使行星齒輪具有更好的接觸疲勞強度，大大提高行星齒輪可靠性和壽命。按照本發(fā)明提供的技術方案，所述礦用車轎輪邊減速器行星齒輪，包括齒圈，齒圈的中心設有行星輪內(nèi)孔，在齒圈的外表面設置齒部；其特征是在所述行星輪內(nèi)孔的孔壁中部沿孔壁的圓周方向設置擋圈槽，擋圈槽把行星輪內(nèi)孔分成左右兩段內(nèi)孔。在所述擋圈槽兩側的行星輪內(nèi)孔的孔壁上設置多個沿行星輪內(nèi)孔徑向設置的油孔。所述油孔與齒圈外部齒部的齒根連通。所述行星齒輪的模數(shù)為5. 08mm,齒數(shù)為33,齒輪寬度為101. 5mm。本發(fā)明所述礦用車轎輪邊減速器行星齒輪的制造方法，其特征是，包括以下工藝步驟
(1)鍛造采用淬透性為H5的20MnCr5合金材料鍛造得到齒圈；
(2)粗車在車床上對齒圈進行粗車，齒圈外圓、端面和行星輪內(nèi)孔保留2 3mm加工余
量;
(3)預備熱處理將粗車后的齒圈在94(T950°C條件下高溫正火4.5 5. 5小時，再在62(T630°C回火處理3. 5 4. 5小時；
(4)精車在車床上對齒圈進行精車，在齒圈中間的行星輪內(nèi)孔的孔壁上沿孔壁的圓周方向車擋圈槽，齒圈的兩端面保留0. 3^0. 4mm的加工余量；
(5)超聲波探傷用超聲波檢查齒圈內(nèi)部有無缺陷，探傷標準為二級；
(6)滾齒在滾齒機上對齒圈外表面的齒部進行粗加工，齒輪公法線保留0.25^0. 35mm的加工余量；
(7)鉆孔在齒圈中部的行星輪內(nèi)孔孔壁上沿著行星輪內(nèi)孔的徑向鉆多個油孔，油孔通過齒部的齒根；(8)滲碳熱處理將鉆孔后的齒圈在92(T960°C進行滲碳處理，時間為6.8^7. 2小時，碳勢為0. 85、. 95% ;然后降溫至85(T870°C，降溫過程中通氮氣，保溫10 30分鐘，從通氮氣到保溫結束的總時間為I. 5^2小時；保溫結整理后于85(T870°C進行淬火；
(9)對齒圈的兩端面進行平磨至所需尺寸，再將齒圈的行星輪內(nèi)孔磨至所需尺寸；
(10)磨齒將齒圈固定、在磨齒機上，對齒部進行磨削至所需尺寸；
(11)磁粉探傷在磁粉探傷機上對齒部進行磁粉探傷檢查，檢查齒部是否有磨削裂紋及燒傷；
(12)齒根強化噴丸對齒部的齒根進行噴丸處理，采用的丸粒為合金鑄鋼丸，噴丸強度為0. 5^0. 7弧高度，表面覆蓋率>200%，表面殘余壓力力>60KSI ；
(13)錳磷化處理將行星齒輪在7(Tl00°C下處理l(T20min，在行星齒輪的表面形成鐵
磷酸錳膜，鐵磷酸錳膜重>7. 5g/m2。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)本發(fā)明所述的制造方法采用先滲碳、再滲氮的方法，不僅使行星齒輪獲得足夠深的有效滲碳層深度，同時也使行星齒輪表面形成氮化物組織；該制造方法與普通滲碳熱處理工藝相比，得到的行星齒輪具有更好的接觸疲勞強度，大大提高了行星齒輪的可靠性和壽命；(2)本發(fā)明所述制造方法對齒根采用強力噴丸處理，改變齒根應力狀態(tài)，顯著提高了行星齒輪的齒根彎曲強度，提高齒輪強度與壽命；(3)本發(fā)明所述制造方法對齒輪進行表面錳磷化處理，有利于進一步改善齒輪表面接觸狀態(tài)；同時表面形成的鍍層組織，在齒輪嚙合過程，起到良好地潤滑作用，也有利于接觸表面油膜的形成，改善齒輪副磨合特性，提高齒輪副耐磨損性和抗膠合能力。


圖I為本發(fā)明所述行星齒輪的結構示意圖。圖2為本發(fā)明所述行星齒輪經(jīng)錳磷化處理后的表面狀態(tài)圖。
具體實施例方式下面結合具體附圖對本發(fā)明作進一步說明。如圖I所示所述礦用車轎輪邊減速器行星齒輪包括齒圈I、行星輪內(nèi)孔2、齒部3、擋圈槽4、油孔5等。如圖I所示，本發(fā)明所述礦用車轎輪邊減速器行星齒輪包括齒圈1，齒圈I的中心設有行星輪內(nèi)孔2，在齒圈I的外表面設置齒部3，齒部3主要起動力傳輸?shù)淖饔?；在所述行星輪?nèi)孔2的孔壁中部沿孔壁的圓周方向設置擋圈槽4，擋圈槽4把行星輪內(nèi)孔2分成左右兩段內(nèi)孔，兩段內(nèi)孔分別用于裝配滿裝圓柱滾子軸承，齒圈I直接充當軸承的外圈，滿裝圓柱滾子軸承在行星輪內(nèi)孔2中滾動；所述擋圈槽4中用于設置擋圈，擋圈隔開兩側的滿裝圓柱滾子軸承，這樣的行星齒輪結構更加緊湊，所占空間更小，且滿裝圓柱滾子軸承承載能力更好；
所述行星齒輪的模數(shù)為5. 08mm,齒數(shù)為33,齒輪寬度為101. 5mm ；
如圖I所示，在所述擋圈槽4兩側的行星輪內(nèi)孔2的孔壁上設置多個沿行星輪內(nèi)孔2徑向設置的油孔5，油孔5與齒圈I外部齒部3的齒根連通；這樣潤滑油能充分進入行星輪內(nèi)孔2中，潤滑與冷卻滿裝圓柱滾子軸承和行星輪內(nèi)孔2，改善工作環(huán)境；本發(fā)明的述的行星齒輪具有高可靠性、長壽命的優(yōu)點。實施例一一種礦用車轎輪邊減速器行星齒輪的制造方法，包括以下工藝步驟
(1)鍛造采用淬透性為H5的20MnCr5合金材料鍛造得到齒圈1，以保證優(yōu)質(zhì)齒坯，鍛造采用電爐加熱，嚴格控制始鍛溫度與終鍛溫度；
(2)粗車在車床上對齒圈I進行粗車，齒圈I外圓、端面和行星輪內(nèi)孔2保留2mm加
工余量；
(3)預備熱處理將粗車后的齒圈I在940°C條件下高溫正火5.5小時，再在620°C回火處理4. 5小時，以獲得細化的晶粒組織；
(4)精車在車床上對齒圈I進行精車，在齒圈I中間的行星輪內(nèi)孔2的孔壁上沿孔壁的圓周方向車擋圈槽4,齒圈I的兩端面保留0. 3mm的加工余量；
(5)超聲波探傷用超聲波檢查齒圈I內(nèi)部有無缺陷，探傷標準為二級；
(6)滾齒在滾齒機上對齒圈I外表面的齒部3進行粗加工，齒輪公法線保留0.25mm的加工余量；
(7)鉆孔在齒圈I中部的行星輪內(nèi)孔2孔壁上沿著行星輪內(nèi)孔2的徑向鉆多個油孔5，油孔5通過齒部3的齒根，從而使行星輪內(nèi)孔2表面在工作過程中有更好的潤滑和冷卻；
(8)滲碳熱處理將鉆孔后的齒圈I在920°C進行滲碳處理，時間為7.2小時，碳勢為0. 85% ;然后降溫至850°C，降溫過程中通氮氣，保溫30分鐘，從通氮氣到保溫結束的總時間為I. 5小時；保溫結整理后于850°C進行淬火；
(9)對齒圈I的兩端面進行平磨至所需尺寸，再將齒圈I的行星輪內(nèi)孔2磨至所需尺寸，在磨行星輪內(nèi)孔2時找正端面，節(jié)圓跳動〈O. Olmm ；
(10)磨齒將齒圈I固定在磨齒機上，以齒圈I的兩端面為基準，對齒部3進行磨削至所需尺寸；
(11)磁粉探傷在磁粉探傷機上對齒部3進行磁粉探傷檢查，檢查齒部3是否有磨削裂紋及燒傷；
(12)齒根強化噴丸對齒部3的齒根進行噴丸處理，采用的丸粒為合金鑄鋼丸S230，噴丸強度為0. 5弧高度，表面覆蓋率>200%，表面殘余壓力力>60KSI ；
(13)錳磷化處理將行星齒輪在70°C下處理20min，在行星齒輪的表面形成鐵磷酸錳膜，鐵磷酸錳膜重>7. 5g/m2 ;經(jīng)錳磷化處理后的行星齒輪的表面狀態(tài)如圖2所示。實施例二 一種礦用車轎輪邊減速器行星齒輪的制造方法，包括以下工藝步驟
(1)鍛造采用淬透性為H5的20MnCr5合金材料鍛造得到齒圈1，以保證優(yōu)質(zhì)齒坯，鍛造采用電爐加熱，嚴格控制始鍛溫度與終鍛溫度；
(2)粗車在車床上對齒圈I進行粗車，齒圈I外圓、端面和行星輪內(nèi)孔2保留3mm加工余量；
(3)預備熱處理將粗車后的齒圈I在950°C條件下高溫正火5.5小時，再在630°C回火處理3. 5小時，以獲得細化的晶粒組織；
(4)精車在車床上對齒圈I進行精車，在齒圈I中間的行星輪內(nèi)孔2的孔壁上沿孔壁的圓周方向車擋圈槽4,齒圈I的兩端面保留0. 4mm的加工余量；
(5)超聲波探傷用超聲波檢查齒圈I內(nèi)部有無缺陷，探傷標準為二級；
(6)滾齒在滾齒機上對齒圈I外表面的齒部3進行粗加工，齒輪公法線保留0.35mm的加工余量；
(7)鉆孔在齒圈I中部的行星輪內(nèi)孔2孔壁上沿著行星輪內(nèi)孔2的徑向鉆多個油孔5，油孔5通過齒部3的齒根，從而使行星輪內(nèi)孔2表面在工作過程中有更好的潤滑和冷卻；
(8)滲碳熱處理將鉆孔后的齒圈I在960°C進行滲碳處理，時間為6.8小時,碳勢為0. 95% ;然后降溫至870°C，降溫過程中通氮氣，保溫10分鐘，從通氮氣到保溫結束的總時間為2小時；保溫結整理后于870°C進行淬火；
(9)對齒圈I的兩端面進行平磨至所需尺寸，再將齒圈I的行星輪內(nèi)孔2磨至所需尺寸，在磨行星輪內(nèi)孔2時找正端面，節(jié)圓跳動〈O. Olmm ；
(10)磨齒將齒圈I固定在磨齒機上，以齒圈I的兩端面為基準，對齒部3進行磨削至所需尺寸；
(11)磁粉探傷在磁粉探傷機上對齒部3進行磁粉探傷檢查，檢查齒部3是否有磨削裂紋及燒傷；
(12)齒根強化噴丸對齒部3的齒根進行噴丸處理，采用的丸粒為合金鑄鋼丸S230，噴丸強度為0. 7弧高度，表面覆蓋率>200%，表面殘余壓力力>60KSI ；
(13)錳磷化處理將行星齒輪在100°C下處理lOmin，在行星齒輪的表面形成鐵磷酸錳膜，鐵磷酸錳膜重>7. 5g/m2 ;經(jīng)錳磷化處理后的行星齒輪的表面狀態(tài)如圖2所示。實施例三一種礦用車轎輪邊減速器行星齒輪的制造方法，包括以下工藝步驟
(1)鍛造采用淬透性為H5的20MnCr5合金材料鍛造得到齒圈1，以保證優(yōu)質(zhì)齒坯，鍛造采用電爐加熱，嚴格控制始鍛溫度與終鍛溫度；
(2)粗車在車床上對齒圈I進行粗車，齒圈I外圓、端面和行星輪內(nèi)孔2保留2.5mm加工余量；
(3)預備熱處理將粗車后的齒圈I在945°C條件下高溫正火5小時，再在625°C回火處理4小時，以獲得細化的晶粒組織；
(4)精車在車床上對齒圈I進行精車，在齒圈I中間的行星輪內(nèi)孔2的孔壁上沿孔壁的圓周方向車擋圈槽4,齒圈I的兩端面保留0. 35mm的加工余量；
(5)超聲波探傷用超聲波檢查齒圈I內(nèi)部有無缺陷，探傷標準為二級；
(6)滾齒在滾齒機上對齒圈I外表面的齒部3進行粗加工，齒輪公法線保留0.3mm的加工余量；
(7)鉆孔在齒圈I中部的行星輪內(nèi)孔2孔壁上沿著行星輪內(nèi)孔2的徑向鉆多個油孔5，油孔5通過齒部3的齒根，從而使行星輪內(nèi)孔2表面在工作過程中有更好的潤滑和冷卻；
(8)滲碳熱處理將鉆孔后的齒圈I在940°C進行滲碳處理，時間為7小時，碳勢為0. 9% ;然后降溫至860°C，降溫過程中通氮氣，保溫20分鐘，從通氮氣到保溫結束的總時間為I. 6小時；保溫結整理后于860°C進行淬火；
(9)對齒圈I的兩端面進行平磨至所需尺寸，再將齒圈I的行星輪內(nèi)孔2磨至所需尺寸，在磨行星輪內(nèi)孔2時找正端面，節(jié)圓跳動〈O. Olmm ；
(10)磨齒將齒圈I固定在磨齒機上，以齒圈I的兩端面為基準，對齒部3進行磨削至所需尺寸；
(11)磁粉探傷在磁粉探傷機上對齒部3進行磁粉探傷檢查，檢查齒部3是否有磨削裂紋及燒傷； (12)齒根強化噴丸對齒部3的齒根進行噴丸處理，采用的丸粒為合金鑄鋼丸S230，噴丸強度為0. 6弧高度，表面覆蓋率>200%，表面殘余壓力力>60KSI ；
(13)錳磷化處理將行星齒輪在80°C下處理15min，在行星齒輪的表面形成鐵磷酸錳膜，鐵磷酸錳膜重>7. 5g/m2 ;經(jīng)錳磷化處理后的行星齒輪的表面狀態(tài)如圖2所示。
權利要求
1.一種礦用車轎輪邊減速器行星齒輪，包括齒圈(I)，齒圈(I)的中心設有行星輪內(nèi)孔(2)，在齒圈(I)的外表面設置齒部(3);其特征是在所述行星輪內(nèi)孔(2)的孔壁中部沿孔壁的圓周方向設置擋圈槽(4)，擋圈槽(4)把行星輪內(nèi)孔(2)分成左右兩段內(nèi)孔。
2.如權利要求I所述的礦用車轎輪邊減速器行星齒輪，其特征是在所述擋圈槽(4)兩側的行星輪內(nèi)孔(2)的孔壁上設置多個沿行星輪內(nèi)孔(2)徑向設置的油孔(5)。
3.如權利要求2所述的礦用車轎輪邊減速器行星齒輪，其特征是所述油孔(5)與齒圈(I)外部齒部(3)的齒根連通。
4.如權利要求2所述的礦用車轎輪邊減速器行星齒輪，其特征是所述行星齒輪的模數(shù)為5. 08mm,齒數(shù)為33,齒輪寬度為101. 5mm。
5.一種礦用車轎輪邊減速器行星齒輪的制造方法，其特征是，包括以下工藝步驟 (1)鍛造采用淬透性為H5的20MnCr5合金材料鍛造得到齒圈(I); (2)粗車在車床上對齒圈(I)進行粗車，齒圈(I)外圓、端面和行星輪內(nèi)孔(2)保留2 3mm加工余量； (3)預備熱處理將粗車后的齒圈(I)在94(T950°C條件下高溫正火4.5^5. 5小時，再在62(T630°C回火處理3. 5 4. 5小時； (4)精車在車床上對齒圈(I)進行精車，在齒圈(I)中間的行星輪內(nèi)孔(2)的孔壁上沿孔壁的圓周方向車擋圈槽(4)，齒圈(I)的兩端面保留O. 3^0. 4mm的加工余量； (5)超聲波探傷用超聲波檢查齒圈(I)內(nèi)部有無缺陷，探傷標準為二級； (6)滾齒在滾齒機上對齒圈(I)外表面的齒部(3)進行粗加工，齒輪公法線保留O.25 O. 35mm的加工余量； (7)鉆孔在齒圈(I)中部的行星輪內(nèi)孔(2)孔壁上沿著行星輪內(nèi)孔(2)的徑向鉆多個油孔(5)，油孔(5)通過齒部(3)的齒根； (8)滲碳熱處理將鉆孔后的齒圈(I)在92(T960°C進行滲碳處理，時間為6.8^7. 2小時，碳勢為O. 85、. 95% ;然后降溫至85(T870°C，降溫過程中通氮氣，保溫10 30分鐘，從通氮氣到保溫結束的總時間為I. 5^2小時；保溫結整理后于85(T870°C進行淬火； (9)對齒圈(I)的兩端面進行平磨至所需尺寸，再將齒圈(I)的行星輪內(nèi)孔(2)磨至所需尺寸； (10)磨齒將齒圈(I)固定在磨齒機上，對齒部(3)進行磨削至所需尺寸； (11)磁粉探傷在磁粉探傷機上對齒部(3)進行磁粉探傷檢查，檢查齒部(3 )是否有磨削裂紋及燒傷； (12)齒根強化噴丸對齒部(3)的齒根進行噴丸處理，采用的丸粒為合金鑄鋼丸，噴丸強度為O. 5^0. 7弧高度，表面覆蓋率>200%，表面殘余壓力力>60KSI ； (13)錳磷化處理將行星齒輪在7(Tl00°C下處理l(T20min，在行星齒輪的表面形成鐵磷酸錳膜，鐵磷酸錳膜重>7. 5g/m2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種礦用車轎輪邊減速器行星齒輪及其制造方法，包括以下工藝步驟(1)鍛造得到齒圈；(2)粗車；(3)預備熱處理；(4)精車；(5)超聲波探傷；(6)滾齒；(7)在齒圈中部的行星輪內(nèi)孔孔壁上沿著行星輪內(nèi)孔的徑向鉆多個油孔；(8)滲碳熱處理；(9)對齒圈的兩端面進行平磨至所需尺寸，再將齒圈的行星輪內(nèi)孔磨至所需尺寸；(10)磨齒；(11)磁粉探傷；(12)齒根強化噴丸；(13)錳磷化處理。本發(fā)明所述制造方法得到的行星齒輪具有更好的接觸疲勞強度，大大提高了行星齒輪的可靠性和壽命；本發(fā)明所述制造方法對齒根采用強力噴丸處理，改變齒根應力狀態(tài)，顯著提高了行星齒輪的齒根彎曲強度，提高齒輪強度與壽命。
文檔編號F16H57/04GK102979884SQ20121048419
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權日2012年11月23日
發(fā)明者高友生 申請人:無錫威孚中意齒輪有限責任公司