一體式錐齒輪的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于齒輪【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種一體式錐齒輪,包括錐齒輪體、第一齒輪軸、第二齒輪軸,所述齒輪體、第一齒輪軸、第二齒輪軸成一體設(shè)計,且位于同一中心線上;錐齒輪體背錐面位于第一齒輪軸左軸頸上,錐齒輪體的面錐面位于第一齒輪軸的右軸頸上;第二齒輪軸的半徑小于第一齒輪軸的半徑,第一齒輪軸與第二齒輪軸左、右軸頸之間連接處均設(shè)有過渡圓??;第一齒輪軸、第二齒輪軸左、右軸頸上均設(shè)有防滲碳層;錐齒輪體上設(shè)有至少一個齒牙,齒牙上覆蓋有滲碳層;第二齒輪軸的右軸頸端面上設(shè)有供一體加工工裝裝配的頂尖凹槽,頂尖凹槽的中心線與第一齒輪軸的中心線重合。本實用新型具有負載能力強、精度高、減緩裝配處著力點負荷且裝配使用簡化的優(yōu)點。
【專利說明】一體式錐齒輪
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于齒輪【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一體式錐齒輪。
【背景技術(shù)】
[0002] 錐齒輪即為錐形齒輪,通常用于相交軸之間的傳動,常用錐齒輪分為直齒錐齒輪 和螺旋錐齒輪,直齒錐齒輪具有制造簡單、安裝方便等特點,而相對于螺旋錐齒輪具有齒輪 承載能力1?、傳動平穩(wěn)等特點。
[0003] 錐齒輪以前用錐齒輪專機加工,但因刀具(銑刀盤和砂輪盤)退刀問題,無法加工 一體式錐齒輪,通常是把錐齒輪與光軸分開加工,再把錐齒輪與光軸烘裝在一起,但是烘裝 過程中必然存在精度誤差,影響一體式錐齒輪的整體精度,且加工較為繁瑣,降低了生產(chǎn) 率。
[0004] 另因傳遞功率、負載平穩(wěn)性、齒輪所受沖擊等因素,二者之間通常采取過渡配合或 者過盈配合,例如:齒輪負載較重或沖擊嚴重時,則采用過盈配合,雖然采用過盈配合提高 了齒輪的負載能力,但同時也提高了裝配難度和尺寸精度的要求,給制造和裝配帶來困擾, 此外,在齒輪傳動過程中,齒輪與軸承連接處存在多個應(yīng)力作用點,在負載過重的情況下, 容易導(dǎo)致傳動失效,給使用者帶來損失和麻煩。 實用新型內(nèi)容
[0005] 本實用新型的目的在于提供一種負載能力強、精度高、減緩裝配處著力點負荷且 裝配使用簡化的一體式錐齒輪。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供一體式錐齒輪,包括錐齒輪體、第一齒輪軸、 第二齒輪軸,所述齒輪體、第一齒輪軸、第二齒輪軸成一體設(shè)計,且位于同一中心線上;錐 齒輪體背錐面位于第一齒輪軸左軸頸上,錐齒輪體的面錐面位于第一齒輪軸的右軸頸上; 所述第二齒輪軸的半徑小于第一齒輪軸的半徑,第一齒輪軸與第二齒輪軸左、右軸頸之間 連接處均設(shè)有過渡圓??;所述第一齒輪軸、第二齒輪軸左、右軸頸上均設(shè)有防滲碳層;所述 錐齒輪體上設(shè)有至少一個齒牙,所述齒牙上覆蓋有滲碳層;所述第二齒輪軸的右軸頸端面 上設(shè)有供一體加工工裝裝配的頂尖凹槽,所述頂尖凹槽的中心線與第一齒輪軸的中心線重 合。
[0007] 采用上述技術(shù)方案的一體式錐齒輪存在的優(yōu)點是:齒輪體、第一軸承和第二軸承 系一體加工而成,避免了作業(yè)人員將軸承與齒輪裝配的繁瑣流程,提高了作業(yè)人員的裝配 效率。一體式錐齒輪在傳輸動力過程中,因各個部位的著力點分布均勻,具有較強的承載能 力;避免了分體式錐齒輪上裝配槽及裝配鍵應(yīng)力作用過于集中的弊端;由于第一軸承和第 二軸承均為向外外延展的階梯狀圓柱體,且圓柱體由齒輪體向外直徑逐漸變小,當(dāng)使用者 需要對一體式錐齒輪進行裝配時,只需要通過裝配孔和階梯狀的軸承,由外向內(nèi)依次鎖定 裝配即可,操作簡單,使用方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008] 圖1是本實用新型一體式錐齒輪實施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0009] 圖2是本實用新型一體式錐齒輪實施例的俯視圖;
[0010] 其中:1、錐齒輪體;2、第一齒輪軸;3、第二齒輪軸;4、頂尖凹槽;5齒牙。
【具體實施方式】 [0011]
[0012] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型技術(shù)方案進一步說明:
[0013] 如圖1至圖2所示,本實用新型提供的一體式錐齒輪,包括錐齒輪體1、第一齒輪 軸2、第二齒輪軸3,錐齒輪體1、第一齒輪軸2、第二齒輪軸3成一體設(shè)計,且位于同一中心 線上;避免了作業(yè)人員將軸承與齒輪裝配的繁瑣流程,提高了作業(yè)人員的裝配效率。錐齒輪 體1背錐面位于第一齒輪軸2左軸頸上,錐齒輪體的面錐面位于第一齒輪軸2的右軸頸上; 所述第二齒輪軸3的半徑小于第一齒輪軸1的半徑,第一齒輪軸與第二齒輪軸左、右軸頸之 間連接處均設(shè)有過渡圓弧,避免應(yīng)力集中;所述第一齒輪軸、第二齒輪軸左、右軸頸上均設(shè) 有防滲碳層,增加齒輪軸的韌性;所述錐齒輪體上設(shè)有至少一個齒牙5,所述齒牙通過熱處 理,增加硬度;第二齒輪軸3的右軸頸端面上設(shè)有供一體加工工裝裝配的頂尖凹槽4,頂尖 凹槽4的中心線與第一齒輪軸2的中心線重合,該頂尖凹槽主要用于一體式錐齒輪的加工 時對粗料的固定,并與棒銑刀工作。
[0014] 本實用新型可采用以下具體加工方法進行加工:
[0015] A、備料:鍛造毛坯,將毛坯正火升溫到930°C后保溫3小時,在空氣中冷卻到室內(nèi) 溫度,再升溫到680°C后保溫3小時,最后將所得工件在空氣中冷卻到室溫;
[0016] B、將步驟A中鍛造后的毛坯兩端劃鉆中心孔,選用B5中心孔;
[0017] C、粗車見光:將步驟B中所得工件裝夾在車床上,車刀車工件的齒輪體、齒輪軸的 各階臺外圓,車掉工件表面氧化皮即可,保留到最大尺寸,得到一體式錐齒輪粗車體;
[0018] D、探傷:將步驟C中粗車后的一體式錐齒輪粗車體用超聲波進行探傷檢測,使之 探傷后的工件缺陷容許< Φ2πιπι,底波降低量<6dB,工件不產(chǎn)生延伸缺陷與密集缺陷區(qū);
[0019] E、熱處理:將步驟C中探傷合格后的一體式錐齒輪粗車體進行正火升溫到930°C 后保溫3小時,在空氣中冷卻到室內(nèi)溫度,再升溫到680°C后保溫3小時,最后將所得工件在 空氣中冷卻到室溫,使其布氏硬度達到HB215?235 ;
[0020] F、粗車:在車床上搭中心架,將步驟E熱處理后的一體式錐齒輪粗車體裝夾在車 床上,進一步通過車工件齒輪體、齒輪軸的各臺階外圓和長度,單邊留5mm余量,修兩端中 心孔,并從中切取有本體試樣1與本體試樣2 ;
[0021] G、毛坯復(fù)驗:將步驟F中的本體試樣1進行化學(xué)成分、晶粒度、非金屬夾雜物的復(fù) 驗,同時將本體試樣2做機械性能的復(fù)驗;
[0022] H、半精車:將通過步驟G中復(fù)驗合格后的一體式錐齒輪毛坯件裝夾在車床上,在 車床上搭中心架,車一體式錐齒輪齒輪軸、齒輪體各階臺的外圓和長度,單邊留3mm余量, 車面錐、背錐、前錐到成品,修兩端中心孔,得到一體式錐齒輪半精車品;
[0023] I、粗銑齒:將經(jīng)步驟Η中得到的一體式錐齒輪半精車品裝夾在銑床上,機床分度 頭裝夾齒輪背錐方向軸頸,采用專用工裝頂住工件面錐方向的中心孔,棒銑刀沿著預(yù)先設(shè) 定好的路徑對一體式錐齒輪半精品進行粗銑加工,中點分度圓弦齒厚預(yù)留精銑齒量到1mm, 其齒底以圓弧R過渡,并銑到成品,齒根以沉深圓弧R過渡;
[0024] J、倒角:將步驟I中粗銑齒后的一體式錐齒輪進行倒角,分別對齒廓與齒頂進行 倒角,齒廓倒角1. 5X45°,齒頂?shù)箞A角R1 ;
[0025] K、熱處理:將步驟J中倒角后的一體式錐齒輪齒面進行滲碳淬火,除齒牙外其余 部份涂防滲碳層,防滲碳層的厚度為〇. 3_,將經(jīng)過涂抹防身碳層的一體式錐齒輪進行高溫 處理,溫度保持在920?930°C并保溫8小時,然后在空氣中冷卻至400?500°C,再升溫到 820?830°C保溫4小時后進行油淬,油溫為60°C,使得滲碳淬火后齒面硬度為HRC56?60, 芯部硬度為HRC30?42 ;
[0026] L、噴丸:將步驟K中熱處理后的工件齒面采用2. 5mm的鐵砂進行噴丸處理,使之 噴丸后的齒面硬度為HRC58?62 ;
[0027] M、精車:將步驟L中噴丸后的一體錐齒輪裝夾在車床上,車床卡裝夾背錐方向軸 頸,專用工裝的直柄頂尖頂面錐方向軸頸中心孔,車刀車齒輪軸、齒輪體各階臺的外圓,單 邊留0· 3mm余量,端面留0· 2mm余量,并修兩端中心孔;
[0028] N、粗磨:將步驟Μ中精車后的工件裝夾外圓磨床,雙頂一體式錐齒輪中心孔,粗磨 齒輪軸、齒輪體各階臺的外圓,單邊留〇. 15mm余量,磨削長度到成品;
[0029] 0:精統(tǒng)齒:將步驟N中粗磨后的一體式錐齒輪裝夾,分度頭裝夾齒輪背錐方向 軸頸,用專用工裝頂住工件面錐方向的中心孔,對左右齒面進行精加工,中點齒厚加工到成 品,齒底和齒根不用加工;
[0030] P :著色滾檢:將步驟0中精銑齒后的齒輪與相配對的齒輪進行著色,使得在輕載 時嚙合區(qū)域中長度方向占總齒寬的43%?47%,高度方向占全齒高的50%,接觸位置在嚙合 區(qū)域的中部偏維齒輪小端;
[0031] Q :檢測:將步驟P中著色滾檢后的成品錐齒輪送齒輪檢測儀檢測其齒部精度,并 進行磁粉探傷,使之工件探傷后線性缺陷< 〇. 5,圓形缺陷< 0. 1 ;
[0032] R :精磨:將步驟Q中檢測后的工件進行精磨,精磨工件各階臺外圓到成品;
[0033] S :終檢:將步驟R中精磨后的工件進行終檢,檢驗各尺寸精度,并做好記錄。
[0034] 本實用新型的一體式錐齒輪需使用專用工裝進行加工,它包括直柄頂尖、尾座和 頂尖支架,三者之間均為可拆卸式連接,其中直柄頂尖包括頂尖頭及頂尖體,所述頂尖頭呈 圓錐體;頂尖體安裝在頂尖支架上;尾座包括上端面、下端面,上端面與下端面之間通過支 撐梁鏈接,且上、下兩個端面平行;頂尖支架安裝在尾座的上端面上,直柄頂尖軸線與所加 工的錐齒輪軸的軸線位于同一水平線上。尾座的上端面設(shè)有貫通的槽體,頂尖支架底座設(shè) 置有與該槽體相匹配的定位槽,上端面上的槽體的槽底中線與直柄頂尖軸線平行。頂尖頭 與頂尖體呈一體設(shè)計,頂尖體前端安裝有頂尖軸套,頂尖體的尾端設(shè)有環(huán)形限位槽,頂尖體 中端設(shè)有滑動限位槽;頂尖軸套與頂尖體之間設(shè)有若干角接觸球軸承,頂尖軸套前端固定 連接有端蓋,端蓋與頂尖體之間設(shè)有B型骨架油封。頂尖支架包括頂尖支架底座、支撐架和 頂尖安裝部、鎖緊手柄、推進螺栓,頂尖安裝部整體呈長方體,定位孔位于頂尖安裝部的兩 側(cè),鎖緊手柄安裝在該定位孔中,頂尖安裝部的內(nèi)部設(shè)有與直柄頂尖體相匹配的圓柱空腔, 頂尖安裝部后側(cè)設(shè)有推進螺栓安裝孔,推進螺栓位于該安裝孔中,定位孔與滑動限位槽的 位置相對應(yīng),推進螺栓的環(huán)臺與頂尖體尾端的環(huán)形限位槽相匹配。
[0035] 工作時,分度頭即機床自身回轉(zhuǎn)軸用螺栓固定在機床工作臺上;尾座用螺栓固定 在機床工作臺上;頂尖用螺栓固定在其支架上;分度頭卡爪裝夾齒輪粗料的背錐方向軸 頸,并保證銑齒的安全距離,尾座頂尖頂面錐方向的中心孔,從而對齒輪軸粗料起支撐和固 定作用。棒銑刀即可沿著其路徑進行加工。
[0036] 以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員 來說,在不脫離本實用新型結(jié)構(gòu)的前提下,還可以作出若干變形和改進,這些也應(yīng)該視為本 實用新型的保護范圍,這些都不會影響本實用新型實施的效果和專利的實用性。
【權(quán)利要求】
1. 一體式錐齒輪,包括錐齒輪體、第一齒輪軸、第二齒輪軸,其特征在于:包括錐齒輪 體、第一齒輪軸、第二齒輪軸,所述齒輪體、第一齒輪軸、第二齒輪軸成一體設(shè)計,且位于同 一中心線上;錐齒輪體背錐面位于第一齒輪軸左軸頸上,錐齒輪體的面錐面位于第一齒輪 軸的右軸頸上;所述第二齒輪軸的半徑小于第一齒輪軸的半徑,第一齒輪軸與第二齒輪軸 左、右軸頸之間連接處均設(shè)有過渡圓??;所述第一齒輪軸、第二齒輪軸左、右軸頸上均涂有 防滲碳層;所述錐齒輪體上設(shè)有至少一個齒牙;所述第二齒輪軸的右軸頸端面上設(shè)有供一 體加工工裝裝配的頂尖凹槽,所述頂尖凹槽的中心線與第一齒輪軸的中心線重合。
【文檔編號】F16H55/17GK203847661SQ201420246124
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】張軍警, 李洪江, 杜華 申請人:重慶智展齒輪傳動有限公司