[发明专利]一种单向负载齿轮

说明书

本发明公开了一种单向负载齿轮，包括齿轮本体，所述齿轮本体包括端面以及设置在端面上的轮齿，所述轮齿之间设置有齿槽，所述轮齿包括位于齿槽一侧的支撑层以及设置在支撑层上用于负载的加硬层，所述加硬层包括连接支撑层的硬化层以及设置在硬化层上的高硬表面层，所述高硬表面层位于齿槽的另一侧；所述支撑层的厚度大于硬化层，所述硬化层的厚度大于高硬表面层。本发明的齿轮结构简单，齿轮强度高、耐磨性好，使用寿命长，齿轮负载能力高，有效防止齿轮轮齿的加硬层变形量过大，防止高硬表面层发生脆裂或抗疲劳强度降低。

技术领域

本发明涉及齿轮领域，尤其涉及一种单向负载齿轮。

背景技术

众所周知，齿轮是机械设备中关键的零部件，它广泛的用于汽车、飞机、坦克、 轮船等工业领域。它具有传动准确、结构紧凑使用寿命长等优点。齿轮传动是近代机 器中最常见的一种机械振动是传递机械动力和运动的一种重要形式、是机械产品重要 基础零件。它与带、链、摩擦、液压等机械相比具有功率范围大，传动效率高、圆周 速度高、传动比准确、使用寿命长、尺寸结构小等一系列优点。因此它已成为许多机 械产品不可缺少的传动部件，也是机器中所占比例最大的传动形式。由于齿轮在工业 发展中的突出地位，使齿轮被公认为工业化的一种象征.得益于近年来汽车、风电、 核电行业的拉动，汽车齿轮加工机床、大规格齿轮加工机床的需求增长十分耀眼。据 了解，随着齿轮加工机床需求的增加，近年来涉及齿轮加工机床制造的企业也日益增多。无论是传统的汽车、船舶、航空航天、军工等行业，还是近年来新兴的高铁、铁 路、电子等行业，都对机床工具行业的快速发展提出了紧迫需求，对齿轮加工机床制 造商提出了新的要求。

通常齿轮在转动时，实际的齿轮负载是不同的，往往是单向磨损为主，齿轮起耐磨作用的是其淬火层的深度，淬火层厚，然后齿轮耐磨，但是，淬火层太厚容易脆裂。众所周知，齿轮的淬火层深过浅对接触和弯曲承载能力都不利。但淬火层也不是越深越好，最佳或适当的硬化层深度，可使齿面和齿根都具有较高的强度（承载能力）。

齿轮的轮齿一面是受力负载面，另一面很少在反转的情况下负载，另外，齿轮在一个方向安装后很少反向安装，属于轻载面，现有的加工方法是不管是受力重载面还是轻载面均一起加热，一起淬火，虽然满足了淬火的工艺要求，但是降低了齿轮的质量，锯齿的受力重载面在后续的加工作业中更容易受到磨损或断裂，使用寿命减短。

基于此，有必要研究一种可用于单向负载的齿轮。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种单向负载齿轮，结构简单，本发明的齿轮强度高、耐磨性好、使用寿命长，齿轮负载能力高。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种单向负载齿轮，包括齿轮本体，所述齿轮本体包括端面以及设置在端面上的轮齿，所述轮齿之间设置有齿槽，所述轮齿包括位于齿槽一侧的支撑层以及设置在支撑层上用于负载的加硬层，所述加硬层包括连接支撑层的硬化层以及设置在硬化层上的高硬表面层，所述高硬表面层位于齿槽的另一侧；所述支撑层的厚度大于硬化层，所述硬化层的厚度大于高硬表面层。

作为优选，所述加硬层位于轮齿的顺时针或逆时针一侧。采用此技术方案，用于识别加硬层在轮齿上的位置。

作为优选，所述高硬表面层的厚度设置在0.1～0.2mm；所述加硬层的厚度设置在轮齿厚度的1/4～1/3。采用此技术方案，有助于提升轮齿的强度以及耐磨效果。

作为优选，所述高硬表面层的硬度设置在HRC58～63；所述硬化层的硬度设置在HRC42～58。采用此技术方案，高硬表面层用于齿轮之间的接触以及摩擦，有助于耐磨；硬化层用于支撑高硬表面层，以增加高硬表面层的强度；其中，轮齿高硬表面层的硬度高于HRC63时脆性上升，低于HRC57时接触疲劳强度下降。