[发明专利]一种圆柱齿轮及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，具体地说，尤其涉及一种圆柱齿轮及其制备方法。

背景技术

圆柱齿轮是现代机械产品中广泛使用的一种典型结构零件，传统加工方法生产成本高、效率低、材料利用率只有40％左右，而粉末冶金方法生产具有少切削或无切削、效率高的特点。一般的圆柱齿轮随着使用时间的延长，表面以及穿孔容易遭受环境腐蚀，造成转动困难、锈蚀的问题，严重影响后期使用，而且圆柱齿轮在使用过程中易产生大量的热量，长此以往，大大降低圆柱齿轮的使用寿命。

发明内容

本发明目的在于提供一种生产效率高、使用寿命长、精度高、光滑性佳的圆柱齿轮及其制备方法。

为了实现上述技术目的，本发明圆柱齿轮及其制备方法采用的技术方案为：

一种圆柱齿轮，包括中空圆柱基体、沿基体外周均匀分布的多个梯形凸齿座以及设于基体内部的渗透结构，所述梯形凸齿座表面设有向相同方向延伸的梯形凸齿，所述基体内部的侧壁设有用于放置渗透结构的凹槽，所述渗透结构包括端面与凹槽底相触合的挤压齿以及设于挤压齿内侧的容纳体，所述挤压齿包括开口背向凹槽槽底的U形齿以及设于U形齿中部的锥齿，所述U形齿外侧端面设有多个渗透孔，内侧端面与锥齿相连通，所述锥齿齿尖正对于容纳体。

优选的，所述基体表面设有光滑层，光滑层采用高分子石蜡接枝共聚物制成。利用高分子石蜡接枝共聚物的特性，使齿轮表面保持光滑，避免发生锈蚀。

优选的，所述基体底部设有用于检测气压的气压检测孔。利用气压检测孔检测齿轮再切削时，是否安装到位。

优选的，所述梯形凸齿座和梯形凸齿均为竖直设置。

优选的，所述容纳体为富含润滑油的气凝胶混合物。利用气凝胶混合物缓慢释放润滑油，使齿轮活动性能得到保障。

优选的，所述锥齿长度大于所述U形齿长度。通过对锥齿以及U形齿长度的设定，保证了润滑油的有序释放。

一种圆柱齿轮，包括以下重量份的各组分：铁80～85份、碳1.5～2.1份、锰5～9份、铬15～21份、镍14～17份、铝0.5份、钼5～9份、高分子石蜡接枝共聚物5～10份以及气凝胶混合物4～6份。

优选的，所述气凝胶混合物，包括以下重量份的各组分：二氧化硅气凝胶10～15份、石油醚10～30份以及硅油10～30份。利用气凝胶的空间结构特性，先将石油醚以及硅油贮存，再进行释放，达到缓释效果。

一种圆柱齿轮制备方法，包括以下步骤：

(1)将电弧炉温度升至660℃，加入硬铝，待硬铝融化后，再加入石油焦增碳剂，并将温度升至1150℃进行融化，随后依次加入镍铁、锰铁、铬铁以及钼铁，继续升温至2600℃，使金属完全融化为铁水；

(2)将铁水注入模具内，待冷却经脱模、淬火，制得表面设有梯形座，内部设有凹槽的中空圆柱，即基体粗产品；

(3)将基体粗产品有序放置于上料架托盘表面，经运输至机械手处，机械手下行将基体粗产品运输至机床处，铣刀下行，将1/2梯形凸齿座上部切除，完成第一肩加工，将基体粗产品翻转，继续切除1/2梯形凸齿座下部，再刷除毛刺，制得基体；

(4)向气凝胶混合物背面涂覆胶黏剂，再将气凝胶混合物粘附于凹槽内，并将多个挤压齿的锥齿插入气凝胶内；

(5)在真空微波环境下，向基体表面喷涂高分子石蜡接枝共聚物，通过微波辐射，使基体表面以及内部形成一层光滑层。

优选的，所述步骤(4)中气凝胶混合物的制备方法，包括以下步骤：向无水乙醇溶剂中加入正硅酸乙酯，经酸碱催化，制成10～15份二氧化硅气凝胶，再向10～15份二氧化硅气凝胶中加入10～30份石油醚、10～30份硅油，搅拌混合均匀，最终制得气凝胶混合物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明将圆柱齿轮生产机械化，不仅提升了生产效率，降低了工人的劳动强度，而且保证了零件的精度，提高产品的稳定性，降低次品率；

2、本发明利用渗透结构，使圆柱齿轮的润滑性得到保障，避免因使用时间过长，而发生转动困难的问题，同时，利用气凝胶不仅便于润滑油的储藏，而且由于气凝胶自身热导率低，因此可有效吸收齿轮运行过程中产生的热量，从而延长齿轮的使用寿命；

3、本发明利用微波辐射法，使基体表面和内部敷设光滑层，不仅保证零件表面的光滑性，而且避免发生锈蚀等问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明渗透结构的结构示意图。