[实用新型]大功率船用齿轮箱齿轮

说明书

技术领域

本实用新型涉及齿轮，尤其涉及一种大功率的船用齿轮箱内的齿轮。

背景技术

齿轮在现在的机械设备和工艺中应用的很广，齿轮按其外形分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆蜗轮；按齿线形状分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮；按轮齿所在的表面分为外齿轮、内齿轮；按制造方法可分为铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮等。在现有的专利文件中，关于齿轮的专利文件有，中国专利：“一种大功率弧形伞齿轮（CN102364164A）”，包括弧形伞齿轮和花键轴，所述弧形伞齿轮的模数Mn=25。其按下列步骤进行：设计-选材-锻造-毛坯热处理-粗加工-精加工-铣齿-抛光-渗碳淬火-磨齿-检测。大功率船用齿轮箱的齿轮一般为斜齿轮，其齿根部容易断裂。

发明内容

本实用新型提供了一种能有效消除热处理时的应力集中，提高齿轮的齿心部抗拉强度，噪音小，使用寿命长的大功率船用齿轮箱齿轮；解决了现有技术中存在的船用齿轮的韧性不好，齿根容易断裂，噪音大的技术问题。

本实用新型的上述技术问题是通过下述技术方案解决的：一种大功率船用齿轮箱齿轮，包括齿轮主体，在齿轮主体的外圆周表面均布有齿，在齿的齿根与齿轮主体连接处各设有一弧形连接段，在弧形连接段与齿根的连接处设有弧形过渡段，弧形过渡段的直径小于弧形连接段直径，弧形过渡段和弧形连接段均向内凹。向内凹是指向齿的方向凹陷，也就是在弧形过渡段和弧形连接段处的齿的宽度要小于齿根处的宽度。通过精加工形成了一个弧形过渡段，减少了齿根部的热处理时的应力应变，不易断齿。齿轮通过正火，渗碳，二次高温油处理等工序后再进行粗磨齿和精磨齿，提高齿轮的韧性，同时也提高了齿轮的齿面硬度和齿心部的抗拉强度。同时对齿轮的齿经过齿顶修缘和齿向修缘，减少了齿轮在旋转切入时的瞬间碰击从而消除了大宽度齿向因钢性及制造精度等原因造成的齿面重合度过大而产生的噪音。

作为优选，所述的弧形过渡段的半径R为0.08~0.12mm。弧形过渡段的半径根据齿轮的精度和加工要求选择。

作为优选，弧形连接段的半径R为1.2~1.4mm。

作为优选，所述的齿轮采用20CrMnTi材料制造。具有较高的强度和韧性，特别是具有较高的低温冲击韧性。而且淬透性能好，经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后可切削性良好。

因此，本实用新型的大功率船用齿轮箱齿轮具备下述优点：对齿根部进行精密的滚削加工，使得齿根部形成良好的几何形状和表面精度，减少热处理时应力应变，提高齿轮的齿面硬度和齿心部的抗拉强度；同时，齿圈径向跳动公差从0.036允许值提高到≤0.031；对齿轮进行修缘，减少了齿轮在旋转切入时的瞬间碰击从而消除了大宽度齿向因钢性及制造精度等原因造成的齿面重合度过大而产生的噪音。

附图说明

图1是本实用新型的大功率船用齿轮箱齿轮的示意图。

图2是图1内A处的放大示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

 实施例：

如图1和2所示，大功率船用齿轮箱齿轮，齿轮采用20GrMnTi制造，包括齿轮主体2，在齿轮主体2上加工有均布的斜齿1，斜齿1的齿根部5与齿轮主体之间通过弧形连接段3连接，弧形连接段3的半径R2为1.3mm，在弧形连接段3和齿根部5也是通过一弧形过渡段4连接，弧形过渡段4的半径R1为0.1mm，通过凸头留磨滚刀进行加工弧形过渡段4。弧形过渡段4和弧形连接段3都是向斜齿1的方向凹陷，也就是有齿根部5到弧形过渡段4、弧形连接段3，齿的宽度是越来越小的。

制作齿轮时，取20GrMnTi作为原料，进行锻打，锻打后的工件的厚度为5cm，然后将锻打后的工件加热至420℃，保温5小时随炉冷却。然后进行车加工，在工件的中心钻孔，在工件的外圆周表面进行滚齿，在中心孔内进行加工花键。机加工结束后的工件大致的形状已经完成，然后进行渗碳处理，将工件密封于碳粉中，在负压800帕条件下升温至700~850℃，渗碳层厚度保证在1.2~1.8mm，保温2-3小时，开炉后扩散15分钟，加入温度为25℃的常温油，冷却淬火，冷却后在200℃温度中保持2-3小时做消除应力处理。冷却淬火后进行二次高温油处理，将零件放置在280~380℃的高温油中浸入2小时，以消除渗碳过程中的残余应力。二次高温油处理后进行平面磨、磨内孔，然后粗磨齿，粗磨齿后进行精度检测，然后在高精度自动磨齿机上对齿轮表面再进行精磨齿，然后进行齿形和齿向修缘，然后终检上油。