齒輪圓錐滾子軸承的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及齒輪和軸承制造領(lǐng)域，目的是提供一種齒輪圓錐滾子軸承。一種齒輪圓錐滾子軸承，包括內(nèi)圈、滾動(dòng)體組和保持架；所述的齒輪圓錐滾子軸承還包括外側(cè)圍設(shè)有一體構(gòu)成的齒輪的軸承帶齒外圈。該齒輪圓錐滾子軸承軸承和齒輪一體構(gòu)成，軸承承載能力和功率密度相對較高，使齒輪箱的體積相對較小。
【專利說明】齒輪圓錐滾子軸承

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及齒輪和軸承制造領(lǐng)域，尤其是一種齒輪圓錐滾子軸承。

【背景技術(shù)】
[0002]齒輪箱具有軸承和齒輪，很多額定功率較高的齒輪箱都使用了圓錐滾子軸承；傳統(tǒng)的齒輪箱由于軸承和齒輪不一體構(gòu)成，當(dāng)齒輪減速比較大時(shí)，存在軸承承載能力和功率密度相對較低，使齒輪箱的體積相對較大的不足，因此，設(shè)計(jì)一種軸承和齒輪一體構(gòu)成，軸承承載能力和功率密度相對較高，使齒輪箱的體積相對較小的齒輪圓錐滾子軸承，成為亟待解決的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是為了克服目前傳統(tǒng)的齒輪箱由于軸承和齒輪不一體構(gòu)成，當(dāng)齒輪減速比較大時(shí)，存在軸承承載能力和功率密度相對較低，齒輪箱的體積相對較大的不足，提供一種軸承和齒輪一體構(gòu)成，軸承承載能力和功率密度相對較高，使齒輪箱的體積相對較小的齒輪圓錐滾子軸承。
[0004]本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案是:
[0005]一種齒輪圓錐滾子軸承，包括內(nèi)圈、滾動(dòng)體組和保持架；所述的齒輪圓錐滾子軸承還包括外側(cè)圍設(shè)有一體構(gòu)成的齒輪的軸承帶齒外圈。該齒輪圓錐滾子軸承軸承和齒輪一體構(gòu)成，軸承承載能力和功率密度相對較高，使齒輪箱的體積相對較小。
[0006]作為優(yōu)選，所述的齒輪圓錐滾子軸承，所述的軸承帶齒外圈的內(nèi)孔大端與齒輪的齒根圓的徑向距離為齒輪模數(shù)的2倍至4倍。多數(shù)情況下，使用99%可靠性或11疲勞壽命來計(jì)算齒輪的壽命，而支承齒輪的軸承則使用90%可靠性、110疲勞壽命來計(jì)算；通過增加滾子數(shù)量，增大滾子尺寸或是軸承的節(jié)圓直徑可以提高支承齒輪的軸承的承載能力；該軸承帶齒外圈軸承帶齒外圈的內(nèi)孔大端與齒輪的齒根圓的徑向距離為齒輪模數(shù)的2倍至4倍，為通過增大軸承的節(jié)圓直徑和滾子直徑，從而提高軸承的承載能力和疲勞壽命及增強(qiáng)齒輪軸承的功率密度預(yù)留了調(diào)整設(shè)計(jì)余地。
[0007]作為優(yōu)選，所述的軸承帶齒外圈的材料為6015或601剛0。6015和(^018^0是廣泛應(yīng)用于軸承行業(yè)的具有良好性能的低合金鋼，通過熱處理后能軸承帶齒外圈在具有高的強(qiáng)度和硬度的同時(shí)具有好的韌性，獲得較好的強(qiáng)韌性配合滿足工作要求。
[0008]作為優(yōu)選，所述的內(nèi)孔處的硬度為?。?忙61至?。?忙65 ；齒輪處的硬度為?。?忙47至^052 ；能同時(shí)滿足軸承帶齒外圈的內(nèi)孔和齒輪對硬度的不同工作要求。
[0009]該軸承帶齒外圈的熱處理方法，所述的軸承帶齒外圈的外側(cè)圍設(shè)有一體構(gòu)成的齒輪；軸承帶齒外圈的材料為6015 ；軸承帶齒外圈的熱處理方法包括:步驟一，將軸承帶齒外圈在溫度701至901的酸液中進(jìn)行酸洗；步驟二，將軸承帶齒外圈在二氧化碳作為保護(hù)氣體的保護(hù)氣氛中第一次加熱到溫度8501至8701并保溫25分鐘至40分鐘，奧氏體化；步驟三，在1601熱油中進(jìn)行第一次等溫淬火25分鐘至35分鐘，獲得非平衡組織作為預(yù)處理；步驟四，在二氧化碳作為保護(hù)氣體的保護(hù)氣氛中第二次加熱到溫度8101至8301，保溫30分鐘至50分鐘，經(jīng)相變重結(jié)晶，奧氏體晶粒被細(xì)化；步驟五，在1801熱油中進(jìn)行第二次等溫淬火和低溫回火160分鐘至200分鐘，提高(^015軸承帶齒外圈的強(qiáng)韌性；步驟六，內(nèi)孔高頻加熱到溫度8801至9001并在高頻淬火液中淬火，步驟七，軸承帶齒外圈取出在空氣中冷卻。
[0010](^015是一種廣泛應(yīng)用于軸承行業(yè)的具有良好性能的低合金鋼，傳統(tǒng)的材料為6&15的軸承外圈的熱處理方法，雖能獲得高硬度和好的耐磨性，但韌性較差，不能滿足軸承帶齒外圈在具有高的強(qiáng)度和硬度的同時(shí)需要具有好的韌性的工作要求；奧氏體化溫度不同，奧氏體的晶粒大小不同，奧氏體所固溶的碳鉻含量也不一樣，隨著奧氏體化溫度的提高，碳化物進(jìn)一步溶解，奧氏體的含碳量提高，且成分不均勻減小，強(qiáng)韌性提高，當(dāng)奧氏體化溫度太高，奧氏體晶粒變得較大，會(huì)導(dǎo)致等溫淬火后所形成的下貝氏體針粗大，強(qiáng)韌性下降；通過步驟二的高溫奧氏體化，使碳化物盡量溶解，奧氏體的含碳量提高，且成分不均勻減小，強(qiáng)韌性提高，又使奧氏體晶粒較??；等溫淬火在同樣硬度水平下，強(qiáng)度、韌性、耐磨性、疲勞強(qiáng)度比直接淬火有大幅度提高；通過步驟三的第一次等溫淬火，獲得非平衡組織作為預(yù)處理，第一次等溫淬火所形成的馬氏體-貝氏體復(fù)相組織中所固溶的碳量較高；在步驟四的第二次加熱和保溫過程中分解出極細(xì)小碳化物，使碳化物顯著細(xì)化，然后再溶入奧氏體中，而且經(jīng)相變重結(jié)晶，奧氏體晶粒細(xì)小，被細(xì)化至11級，碳化物小于0.3611111 ；通過步驟五的第二次等溫淬火和低溫回火，使下貝氏體相對量為28%至32%時(shí)，獲得較好的強(qiáng)韌性配合，提高6015軸承帶齒外圈的強(qiáng)韌性；通過步驟六的高頻淬火提高內(nèi)孔的硬度；高頻淬火液為全合成水溶性產(chǎn)品，不含油、無毒、無污染，對水有逆溶性；其特有的冷卻性能(高溫區(qū)接近水的快速冷卻能力，低溫區(qū)接近油的慢冷性能)有效替代水淬油冷的傳統(tǒng)工藝，操作方便，可靠；具有逆溶性，其冷卻能力更接近于水，但在低溫區(qū)的冷卻速度顯著比水慢；通過步驟七軸承帶齒外圈取出在空氣中冷卻后，經(jīng)檢測，沖擊韌性成值為45了八爪2至60了八111%內(nèi)孔的硬度為冊061至冊065，其余部位的硬度為冊047至冊052，強(qiáng)韌性較好。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:該齒輪圓錐滾子軸承軸承和齒輪一體構(gòu)成，軸承承載能力和功率密度相對較高，使齒輪箱的體積相對較小。軸承帶齒外圈的內(nèi)孔大端與齒輪的齒根圓的徑向距離為齒輪模數(shù)的2倍至4倍，為通過增大軸承的節(jié)圓直徑和滾子直徑，從而提高軸承的承載能力和疲勞壽命及增強(qiáng)齒輪軸承的功率密度預(yù)留了調(diào)整設(shè)計(jì)余地。6&15和是廣泛應(yīng)用于軸承行業(yè)的具有良好性能的低合金鋼，通過熱處理后能軸承帶齒外圈在具有高的強(qiáng)度和硬度的同時(shí)具有好的韌性，獲得較好的強(qiáng)韌性配合滿足工作要求。內(nèi)孔處的硬度為忙61至！！1忙65 ；齒輪處的硬度為?。?忙47至??！1忙52 ；能同時(shí)滿足軸承帶齒外圈的內(nèi)孔和齒輪對硬度的不同工作要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:內(nèi)圈-1、滾動(dòng)體組-2、保持架-3、軸承帶齒外圈-4、齒輪-41、內(nèi)孔-42、齒根圓-43。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖所示對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0015]如附圖1所示:一種齒輪圓錐滾子軸承，包括內(nèi)圈1、滾動(dòng)體組2和保持架3，外側(cè)圍設(shè)有一體構(gòu)成的齒輪41的軸承帶齒外圈4。
[0016]所述的軸承帶齒外圈4的內(nèi)孔42大端與齒輪41的齒根圓43的徑向距離為齒輪41模數(shù)的3倍。
[0017]所述的軸承帶齒外圈4的材料為6015。
[0018]所述的內(nèi)孔42處的硬度為冊063 ；齒輪41處的硬度為冊050。能同時(shí)滿足軸承帶齒外圈的內(nèi)孔和齒輪對硬度的不同工作要求。
[0019]該軸承帶齒外圈4的熱處理方法，所述的軸承帶齒外圈4的外側(cè)圍設(shè)有一體構(gòu)成的齒輪41 ；軸承帶齒外圈4的材料為6015 ；軸承帶齒外圈4的熱處理方法包括:步驟一，將軸承帶齒外圈4在溫度801的酸液中進(jìn)行酸洗；步驟二，將軸承帶齒外圈4在二氧化碳作為保護(hù)氣體的保護(hù)氣氛中第一次加熱到溫度8601并保溫30分鐘，奧氏體化；步驟三，在1601熱油中進(jìn)行第一次等溫淬火30分鐘，獲得非平衡組織作為預(yù)處理；步驟四，在二氧化碳作為保護(hù)氣體的保護(hù)氣氛中第二次加熱到溫度8201，40分鐘，經(jīng)相變重結(jié)晶，奧氏體晶粒被細(xì)化；步驟五，在1801熱油中進(jìn)行第二次等溫淬火和低溫回火180分鐘，提高(^015軸承帶齒外圈4的強(qiáng)韌性；步驟六，內(nèi)孔42高頻加熱到溫度8801至9001并在高頻淬火液中淬火，步驟七，軸承帶齒外圈4取出在空氣中冷卻。
[0020](^015是一種廣泛應(yīng)用于軸承行業(yè)的具有良好性能的低合金鋼，傳統(tǒng)的材料為6&15的軸承外圈的熱處理方法，雖能獲得高硬度和好的耐磨性，但韌性較差，不能滿足軸承帶齒外圈在具有高的強(qiáng)度和硬度的同時(shí)需要具有好的韌性的工作要求；奧氏體化溫度不同，奧氏體的晶粒大小不同，奧氏體所固溶的碳鉻含量也不一樣，隨著奧氏體化溫度的提高，碳化物進(jìn)一步溶解，奧氏體的含碳量提高，且成分不均勻減小，強(qiáng)韌性提高，當(dāng)奧氏體化溫度太高，奧氏體晶粒變得較大，會(huì)導(dǎo)致等溫淬火后所形成的下貝氏體針粗大，強(qiáng)韌性下降；通過步驟二的高溫奧氏體化，使碳化物盡量溶解，奧氏體的含碳量提高，且成分不均勻減小，強(qiáng)韌性提高，又使奧氏體晶粒較小；等溫淬火在同樣硬度水平下，強(qiáng)度、韌性、耐磨性、疲勞強(qiáng)度比直接淬火有大幅度提高；通過步驟三的第一次等溫淬火，獲得非平衡組織作為預(yù)處理，第一次等溫淬火所形成的馬氏體-貝氏體復(fù)相組織中所固溶的碳量較高；在步驟四的第二次加熱和保溫過程中分解出極細(xì)小碳化物，使碳化物顯著細(xì)化，然后再溶入奧氏體中，而且經(jīng)相變重結(jié)晶，奧氏體晶粒細(xì)小，被細(xì)化至11級，碳化物小于0.3611111 ；通過步驟五的第二次等溫淬火和低溫回火，使下貝氏體相對量為30%時(shí)，獲得較好的強(qiáng)韌性配合，提高(^015軸承帶齒外圈的強(qiáng)韌性；通過步驟六的高頻淬火提高內(nèi)孔的硬度；高頻淬火液為全合成水溶性產(chǎn)品，不含油、無毒、無污染，對水有逆溶性，其特有的冷卻性能(高溫區(qū)接近水的快速冷卻能力，低溫區(qū)接近油的慢冷性能)有效替代水淬油冷的傳統(tǒng)工藝，操作方便，可靠；具有逆溶性，其冷卻能力更接近于水，但在低溫區(qū)的冷卻速度顯著比水慢；通過步驟七軸承帶齒外圈取出在空氣中冷卻后，經(jīng)檢測，沖擊韌性成值為53了八1112，內(nèi)孔處的硬度為^063,其余部位的硬度為只1忙50，強(qiáng)韌性較好。
[0021]本實(shí)用新型的有益效果是:該齒輪圓錐滾子軸承軸承和齒輪一體構(gòu)成，軸承承載能力和功率密度相對較高，使齒輪箱的體積相對較小。軸承帶齒外圈的內(nèi)孔大端與齒輪的齒根圓的徑向距離為齒輪模數(shù)的3倍，為通過增大軸承的節(jié)圓直徑和滾子直徑，從而提高軸承的承載能力和疲勞壽命及增強(qiáng)齒輪軸承的功率密度預(yù)留了調(diào)整設(shè)計(jì)余地。6015和601-18^0是廣泛應(yīng)用于軸承行業(yè)的具有良好性能的低合金鋼，通過熱處理后能軸承帶齒外圈在具有高的強(qiáng)度和硬度的同時(shí)具有好的韌性，獲得較好的強(qiáng)韌性配合滿足工作要求。內(nèi)孔處的硬度為111忙63 ；齒輪處的硬度為；能同時(shí)滿足軸承帶齒外圈的內(nèi)孔和齒輪對硬度的不同工作要求。
[0022]本實(shí)用新型可改變?yōu)槎喾N方式對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的，這樣的改變不認(rèn)為脫離本實(shí)用新型的范圍。所有這樣的對所述領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的修改，將包括在本權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種齒輪圓錐滾子軸承，包括內(nèi)圈、滾動(dòng)體組和保持架；其特征是:所述的齒輪圓錐滾子軸承還包括外側(cè)圍設(shè)有一體構(gòu)成的齒輪的軸承帶齒外圈；所述的軸承帶齒外圈的內(nèi)孔大端與齒輪的齒根圓的徑向距離為齒輪模數(shù)的2倍至4倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪圓錐滾子軸承，其特征是:所述的軸承帶齒外圈的材料為GCr 15或GCrl8No ;所述的內(nèi)孔處的硬度為HRC61至HRC65 ;齒輪處的硬度為HRC47至HRC52。
【文檔編號】F16C33/58GK204127124SQ201420428703
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】劉長明, 陳玲芳, 曹偉, 汪中會(huì) 申請人:寧夏金環(huán)軸承制造有限公司