[发明专利]一种带有微织构的自润滑齿轮

说明书

本发明公开了一种带有微织构的自润滑齿轮，所述微织构包括设于齿轮啮合齿面的横向沟槽阵列，横向沟槽阵列包括平行排布的横向沟槽，且横向沟槽纵深方向与啮合齿面垂直，所述横向沟槽内还填充有润滑介质，所述微织构还包括啮合齿面在横向沟槽阵列外围设有的带有闭合边线的外沟槽，且所述外沟槽垂直啮合齿面摩擦力方向的边线为弧形边，所述外沟槽底面为倾向所述横向沟槽的坡面。本发明利用特殊的微织构填充润滑介质后在摩擦产生的高温下软化形成润滑膜，从而实现齿面摩擦区域持续的润滑效果，具有节省润滑介质、使用寿命长、润滑效果佳的优点，同时能够抑制齿面磨损和避免采用外部加油润滑或者其他润滑方式可能对齿轮造成的损伤问题。

技术领域

本发明属于齿轮制造技术领域，尤其涉及一种带有微织构的自润滑齿轮。

背景技术

齿轮是人们生活中常见的机械部件，其被广泛的应用于机械传动机构中用于传递运动和动力。齿轮通过相互啮合传动，齿面间以滑动摩擦为主，并伴有滚动摩擦，因此齿轮的转动离不开润滑，没有足够的润滑，会对齿轮造成很大的损伤，降低齿轮的使用寿命。目前，齿轮的润滑方式多采用外部加油润滑的方式，将润滑油添加到齿轮表面来对齿轮进行润滑，例如：滴油润滑（将润滑油滴至运动副摩擦表面），飞溅润滑（将润滑剂飞溅到运动副摩擦表面），喷油润滑，浸油润滑等。

目前这种采用外部加油润滑的齿轮润滑方式，一旦润滑系统故障或润滑系统油液不足或因其他原因，导致齿轮系中的部分齿轮没有得到足够润滑时，则会对润滑不良的齿轮造成很大的损伤，降低齿轮的使用寿命；且常规的齿面摩擦界面由于齿面间高温、高压及高滑动速度导致润滑介质不能进入摩擦界面内部，界面处的润滑介质往往难以形成持续的润滑膜。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种带有微织构的自润滑齿轮，为改进现有的齿轮转动之间的润滑方式，在齿轮副的啮合齿面加工可减小齿面摩擦力和齿面磨损情况的微织构，并利用特殊的微织构填充润滑介质后在摩擦产生的高温下软化形成润滑膜，从而实现齿面摩擦区域持续的润滑效果，同时抑制齿面磨损和避免采用外部加油润滑或者其他润滑方式可能对齿轮造成的损伤问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种带有微织构的自润滑齿轮，所述微织构包括设于齿轮啮合齿面的横向沟槽阵列，所述横向沟槽阵列包括平行排布的横向沟槽，且所述横向沟槽纵深方向与啮合齿面垂直，所述横向沟槽内还填充有润滑介质，所述微织构还包括啮合齿面在横向沟槽阵列外围设有的带有闭合边线的外沟槽，且所述外沟槽垂直啮合齿面摩擦力方向的边线为弧形边，所述外沟槽底面为倾向所述横向沟槽的坡面；所述外沟槽宽度尺寸在15～30μm之间，所述横向沟槽宽度尺寸在10～15μm之间。

作为本发明对上述方案的优选，所述横向沟槽数量为4～16个。横向沟槽的数量可以根据齿轮的齿面宽度和横向沟槽的宽度设计，具有较大的选择性。

作为本发明对上述方案的优选，所述齿轮的啮合齿面设有两处以上所述微织构。通过设置多处所述微织构能够进一步提升齿面的减摩效果。

作为本发明对上述方案的优选，所述润滑介质为固体润滑介质。

作为本发明对上述方案的优选，所述固体润滑介质为微MoS₂微粉。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明中所述微织构包括横向沟槽阵列和横向沟槽阵列外围的外沟槽，首先横向沟槽阵列在齿面摩擦界面利用横向沟槽储存有固体润滑介质，能够在齿面剧烈摩擦的环境下长时间持续供应润滑介质，有利于润滑膜的持续形成，从而改善润滑效果，降低摩擦，同时由于齿面横向沟槽的存在，横向沟槽可以充当容器的角色，能够收集存储齿面金属微小颗粒，利于降低齿面摩擦磨损；