[发明专利]内齿轮及其热处理方法和热处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及齿轮，具体涉及内齿轮的加工。 

背景技术

在工程机械和重型车辆上，例如装载机、压路机、轮式挖掘机、重型车辆及其它大型工程车辆等，当要求有较大的主传动比和较大的离地间隙时，为了使变速器、分动器、传动轴等所受的载荷尽量小，往往将驱动桥的速比分配得较大，当主传动比大于12时，一般的整体式双级主减速器难以达到要求，此时一般需要设置轮端行星减速机构，分别安装在两侧驱动车轮的轮毂内部，称为轮边减速器。 

行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较，具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点，因而目前在重载运输车辆上的轮边减速器常采用行星齿轮来传递动力，形成行星齿轮轮边减速器。其组成包括行星架、太阳轮、行星轮、行星轮轴、内齿圈、齿圈座以及半轴等，其中行星轮与行星轮轴之间设置轴承来传动，由半轴经太阳轮带动行星轮转动，经轴承传递使行星轮轴转动，进而驱动行星架转动，由行星架输出动力带动轮毂转动，从而驱动车轮转动。 

由于工程机械和重型车辆的作业环境通常都比较恶劣，因此该轮边减速器容易出现故障，特别是轮边减速器中的内齿轮，容易出现打齿及上口开裂，因此要求该内齿轮的基体及齿面的硬度高、耐冲击，从而保证车辆在工地上施工过程中或者在装载货物的行驶过程中不出问题。 

一般来说，轮边减速器中的内齿轮通常有分体式内齿轮和整体式内齿轮两种，分体式内齿是把内齿轮分成两部分加工及整体淬火，淬火变形再调整，加工后再采用齿与齿连结后用卡簧卡上再焊住卡簧，这样分成两部分再连接的内 齿轮缺点：加工困难，费用加大，变形调整后效果不好，连接部分容易脱开，内齿轮连接后质量不好，不能满足工程机械及重型车辆的工况。 

整体式内齿轮结构性好，负载量大，缺点是不能整体淬火(因为无法调整变形)，只能采用齿面淬火，其它机体部分只能插齿前调质处理，增加了插齿困难，所以整体内齿轮基体硬度强度不够。此外，该整体式内齿轮的上口容易出现开裂(因为硬度通常只有18-20HRC)，而且齿面在淬火时也容易出现变形。 

发明内容

本发明的目的之一是提供一种内齿轮加工方法，使得通过该方法加工出来的内齿轮具有较高的硬度，并且在热处理(例如淬火)过程中，内齿轮不变形。 

为实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种内齿轮热处理方法，所述内齿轮由内齿圈、齿圈座和半轴安装孔一体形成，所述半轴安装孔从所述齿圈座延伸出，所述内齿圈由内齿、外圈和端面构成，其特征在于，所述内齿轮通过以下步骤进行热处理：(a).对所述内齿轮的齿面进行淬火；(b).对所述内齿圈的所述外圆和所述端面进行淬火；(c).使所述外圆和所述端面在空气中自然冷却；(d).和所述端面进行回火处理；以及(e).回火处理后自然冷却。其中步骤(a)可在步骤(b)之前或之后进行。 

优选地，对所述内齿圈的外圆和端面的淬火同时进行。 

优选地，通过感应加热器对所述外圆和所述端面进行加热；以及在加热后使所述内齿轮旋转，并对所述外圆和端面进行喷水。 

优选地，对所述内齿圈的外圆和端面的淬火的步骤通过以下步骤进行： 

将所述内齿轮安装在淬火机床上，并使所述内齿轮自动旋转； 

调节高频淬火设备的频率，并调节所述感应加热器，从而对所述外圆和端面进行加热； 

使所述内齿轮旋转，并对所述外圆和端面进行喷水。 

优选地，上述内齿轮热处理方法还包括以下步骤：调节所述淬火机床的转速，使得所述内齿轮的外圆的线速度为为0.2mm-1mm/每秒；将所述高频淬火 设备的频率调整为200-280HZ；调节所述感应加热器，使得所述外圆和所述端面在1-2秒钟内被加热到800-1000度；以及使加热后的内齿轮自动旋转，并通过自动喷水系统在加热后1-2秒钟内向所述外圆和所述端面喷水。 

优选地，将感应加热器设置在离所述内齿轮的外圆和端面2-5mm之间的位置处。 

优选地，自动喷水系统在1-2秒钟内向所述外圆和端面喷水0.0020.005立方米。 

优选地，在内齿轮的端面和外圆淬火自然冷却24小时内，将所述内齿轮放入温度为320380度的箱式炉进行回火。 

根据本发明的另一方面，还提供了一种用于对内齿轮进行热处理的热处理设备，所述内齿轮由内齿圈、齿圈座和半轴安装孔一体形成，所述半轴安装孔从所述齿圈座延伸出，所述内齿圈由内齿、外圈和端面构成，其特征在于，所述热处理设备包括： 

用于对所述内齿轮的齿面进行淬火的第一淬火装置；以及