本實用新型屬于軌道交通齒輪箱技術領域，特別是涉及一種具有齒輪箱錐齒輪及其制造方法。

背景技術：

由于軌道交通具有舒適、快捷和方便的特點，在我國的應用越來越廣泛，同時軌道交通對車輛的安全性能要求很高，幾乎所有的主機廠都對齒輪壽命提出了30年的使用要求，而軸承等其他零部件只有10年或15年的壽命要求，為此設計人員必須從齒形參數(shù)、材料和工藝上采取措施才能最大限度地提高齒輪的安全系數(shù)，達到即強化又降低噪音的雙重效果，滿足主機廠的配套要求和30年使用壽命要求。

發(fā)明人對軌道交通用齒輪箱的輸入條件和采購規(guī)范進行了認真的分析，發(fā)現(xiàn)軌道交通齒輪箱都采用電機驅(qū)動，其扭矩比汽車發(fā)動機扭矩小，傳動平穩(wěn)，但轉(zhuǎn)速高，齒面間相互運動速度快，齒輪失效主要以接觸疲勞損壞為主，輪齒斷裂的可能性相對較小，而汽車齒輪的失效通常以輪齒斷裂為主，設計人員重點考慮的是提高齒輪的彎曲疲勞強度，在外部安裝條件足夠的前提下通常從增大齒輪的模數(shù)入手，但對該軌道交通用錐齒輪副來說盲目增大齒輪模數(shù)意義并不大，設計人員必須在齒數(shù)、壓力角和螺旋角以及齒高系數(shù)的選擇上下功夫，才能盡可能地提高產(chǎn)品的接觸疲勞強度，降低接觸疲勞應力。該齒輪箱用錐齒輪副，由于采用一級傳動，傳動比大(傳動比達6.571)，同時偏置距也較大(小輪偏置距達35mm)，針對這種大置距、大傳動比的準雙曲面齒輪副，必須確定合理的強度平衡系數(shù)，否則使用中就會出現(xiàn)一個齒輪因強度不夠過早損壞而另一個齒輪強度還有富余，但因一個齒輪的損壞加速了另一個輪的損壞，從而大大縮短了齒輪副的使用壽命，因而必須進行“等壽命設計”，并選擇合理的平衡系數(shù)，于是設計人員按不同的齒形參數(shù)和強度平衡系數(shù)對主、被動錐齒輪的強度進行了反復計算，在主、被動錐齒輪壽命基本平衡后才最終確定相應的設計參數(shù)。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型旨在解決以上現(xiàn)有技術的問題。提出了一種強度高、噪音低、傳動平穩(wěn)，壽命特別長的軌道交通齒輪箱用單軌錐齒輪。本實用新型的技術方案如下：

一種軌道交通齒輪箱用單軌錐齒輪，包括主動錐齒輪及從動錐齒輪，所述主動錐齒輪表面具有滲碳淬硬層，主動錐齒輪的齒形參數(shù)為：主動錐齒輪大端的直徑為99.82mm，齒輪的厚度為67mm，齒輪面錐與背錐的交點到軸肩的距離為12.37mm，面錐頂點高于安裝距2.25mm，節(jié)錐頂點低于安裝距3.6mm，根錐頂點低于安裝距19.52mm，齒全高為17.57mm，齒頂高為11.65mm，分度錐上的齒厚為13.55mm，中點齒頂寬為3.55mm，齒根圓角半徑為1.2mm；所述從動錐齒輪表面具有滲碳淬硬層，從動錐齒輪的齒形參數(shù)為：從動錐齒輪大端的直徑為419.98mm，齒輪的厚度為111mm，齒輪齒面寬為55mm，齒輪大端頂點到齒輪底面的距離為101.71mm，面錐頂點低于安裝距2.38mm，節(jié)錐頂點低于安裝距2.06mm，根錐頂點低于安裝距1.1mm，齒全高為17.41mm，分度錐上的齒厚為6.55mm，中點齒頂寬為4.42mm，齒頂高為3.68mm，齒根圓角半徑為2.8mm，錐頂距為213.08mm。

進一步的，所述主動錐齒輪和從動錐齒輪均采用優(yōu)質(zhì)合金鋼材料。

進一步的，主動錐齒輪和從動錐齒輪均采用齒面應力噴丸工藝，噴丸垂直于被噴表面并使所有齒面部位以均勻一致，不使用帶有尖角棱角的彈丸，對齒根及表面進行強力噴丸處理，噴丸強度0.4～0.6A，覆蓋率≥200％，彈丸直徑0.8，彈丸硬度≥55HRC。

進一步的，所述主動錐齒輪和從動錐齒輪的滲碳淬硬有效硬化層深度按Gleason標準相應模數(shù)對應的值選取，DC值為1.3～1.7mm。

進一步的，所述主動錐齒輪和從動錐齒輪表面硬度均為58～63HRC和齒心部硬度均為38～43HRC，其余部位硬度均大于或等于53HRC。

進一步的，所述主動錐齒輪和從動錐齒輪采用100％配對研磨，所述主動錐齒輪和上述從動錐齒輪均采用磨齒工藝，精度等級為GB11365的6級，其齒面和齒根部位磨光，齒根不允許有切齒時留下的刀痕，磨齒后齒厚公差控制在-0.1范圍內(nèi)。

進一步的，所述主動錐齒輪和從動錐齒輪均要求：磨齒后，噴丸前按JB/T5000.15-2007標準進行成品磁粉探傷，齒部不允許有裂紋在內(nèi)的任何缺陷。

本實用新型的優(yōu)點及有益效果如下：

本實用新型的創(chuàng)新之處在于采用特殊的齒深系數(shù)和齒頂高系數(shù)及等壽命設計的強度平衡系數(shù)，這是以往常規(guī)設計齒輪所沒有采用過的，優(yōu)點是在已有的安裝條件下及大地提高了齒輪的傳動平穩(wěn)性和使用壽命。

附圖說明

圖1是本實用新型提供優(yōu)選實施例的主動錐齒輪的結(jié)構簡圖；

圖2是圖1的沿A-A的剖面圖，即齒形參數(shù)圖；

圖3是本實用新型一較佳實施例的從動錐齒輪的結(jié)構簡圖；

圖4是圖3的沿E-E的剖面圖，即齒形參數(shù)圖；

(圖1中的標號1表示主動錐齒輪的軸頸。2表示主動錐齒輪的輪冠。3表示主動錐齒輪的節(jié)錐母線。4表示主動錐齒輪的根錐母線)。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、詳細地描述。所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例。

本實用新型的技術方案如下：

如圖1-4所示，本實用新型針對軌道交通車輛齒輪箱主、從動錐齒輪進行優(yōu)化設計，保留了圖1中的B’部分(即圖1中的齒輪軸)與軌道交通的其它產(chǎn)品近可能一致，以保證加工時的工裝、夾具和量具與其它產(chǎn)品可以通用，不在增加新的投入，從而近可能地降低成本，實現(xiàn)高效益、高附加值、低成本、長壽命的新產(chǎn)品創(chuàng)新理念。

該設計重點對齒輪的齒形參數(shù)進行設計，即對圖1和圖3中的B部分進行強化設計，最終確定齒輪的齒形參數(shù)。

下面結(jié)合本實用新型所述的具體實施方式對本實用新型做進一步說明。

參照圖1和圖2，該自主單軌齒輪箱用主動錐齒輪大端2的直徑99.82mm，齒輪的厚度為67mm，齒輪面錐與背錐的交點到軸肩的距離為12.37mm，面錐頂點高于安裝距2.25mm，節(jié)錐頂點低于安裝距3.6mm，根錐頂點低于安裝距19.52mm，齒全高為17.57mm，齒頂高為11.65mm，分度錐上的齒厚為13.55mm，中點齒頂寬為3.55mm，齒根圓角半徑為1.2mm；參照圖3和圖4，該自主單軌齒輪箱用從動錐齒輪的齒形參數(shù)為：從動錐齒輪大端的直徑為419.98mm，齒輪的厚度為111mm，齒輪齒面寬為55mm，齒輪大端頂點到齒輪底面的距離為101.71mm，面錐頂點低于安裝距2.38mm，節(jié)錐頂點低于安裝距2.06mm，根錐頂點低于安裝距1.1mm，齒全高為17.41mm，分度錐上的齒厚為6.55mm，中點齒頂寬為4.42mm，齒頂高為3.68mm，齒根圓角半徑為2.8mm，錐頂距為213.08mm。

優(yōu)選的，上述自主單軌主、被動錐齒輪均采用21NiCrMo5H材料生產(chǎn)。

優(yōu)選的，上述主動錐齒輪和從動錐齒輪均采用齒面應力噴丸工藝，并嚴格規(guī)定了噴丸工藝——噴丸應垂直于被噴表面并使所有齒面部位得到均勻一致的效果，不得使用帶有尖角棱角的彈丸。對齒根及表面進行強力噴丸處理，噴丸強度0.4～0.6A，覆蓋率≥200％，彈丸直徑0.8，彈丸硬度≥55HRC。

優(yōu)選的，上述主、被動錐齒輪的滲碳淬硬有效硬化層深度按Gleason標準相應模數(shù)對應的值選取，DC值為1.3～1.7mm。

優(yōu)選的，上述主、被動錐齒輪齒表面硬度均為58～63HRC和齒心部硬度均為38～43HRC，其余部位硬度均大于或等于53HRC。

優(yōu)選的，上述主動錐齒輪和上述從動錐齒輪100％配對研磨。

優(yōu)選的，上述主動錐齒輪和上述從動錐齒輪均采用磨齒工藝，精度等級為6級(GB11365)，其齒面和齒根部位必須磨光，齒根不允許有切齒時留下的刀痕，磨齒后齒厚公差控制在(-0.1)范圍內(nèi)。

優(yōu)選的，上述主動錐齒輪和上述從動錐齒輪由于軌道交通的特殊性，是兩面都參與工作，并且各占50％，故為了避免生產(chǎn)制造時出現(xiàn)正車面質(zhì)量優(yōu)而反車面質(zhì)量較差的情況，故特別增加了“齒輪為雙面工作，其齒面精度必須一樣”的技術要求。

優(yōu)選的，上述主、被動錐齒輪通過強化設計和精選材料及優(yōu)化工藝后要求能滿足國家臺架試驗標準QC/T534-1999規(guī)定的中值疲勞壽命不低于2×10⁷循環(huán)次和30年使用壽命要求。

優(yōu)選的，上述主動錐齒輪和上述從動錐齒輪均要求：磨齒后，噴丸前按JB/T5000.15-2007標準進行成品磁粉探傷，齒部不允許有裂紋等任何缺陷，其余部位按表1中的1級執(zhí)行。

表1

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上這些實施例應理解為僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的保護范圍。在閱讀了本實用新型的記載的內(nèi)容之后，技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本實用新型權利要求所限定的范圍。