CN102889362A - 带表面织构齿面的齿轮 - Google Patents

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冯兰兰
金亭亭
汪久根
吴长鸿
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Zhejiang University ZJU
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Abstract

本发明公开了一种带表面织构齿面的齿轮。在齿轮的每个齿面均设有均匀排列的表面织构痕型。表面织构痕型是平行于齿轮啮合线的条状凸痕型或条状凹痕型的表面织构痕型。或者表面织构痕型是带有平行和垂直于齿轮啮合线的网格状凸痕型或网格状凹痕型的表面织构痕型。本发明在齿面加工表面织构，能够容纳磨粒，减少齿面间的磨粒磨损；储存润滑油，带走齿面间产生的摩擦热，降低齿面温度，防止齿面胶合失效；根据部分膜弹流润滑理论，有利于形成弹性流体动压润滑油膜，改善润滑状态。可以提高齿轮的耐磨性，延长齿轮使用寿命。

Description

带表面织构齿面的齿轮
技术领域
本发明涉及一种齿轮，尤其是涉及一种带表面织构齿面的齿轮。
背景技术
齿轮传动机构在工作中属于线接触高副机构，轮齿接触应力很高，轮齿的曲率半径较小，由于表面几何形状的关系，两摩擦面相对运动不易形成油膜，所以两个齿轮之间很难建立起流体润滑状态，经常处于混合润滑状态。在高负荷时，粗糙的表面易使润滑油膜破裂甚至在凸出点之间会发生直接摩擦。而轮齿的摩擦磨损状况直接影响到机械设备的工作效率和使用寿命，进而影响到整个机械系统的性能。因此，保证齿轮得到良好润滑，克服或减轻齿轮摩擦磨损等失效的发生，延长齿轮使用寿命迫在眉睫。
近年来大量研究表明：表面并非越光滑就越耐磨，具有一定非光滑形态的表面反而具有更好的抗磨性。表面织构是在摩擦面上加工出具有一定尺寸和排列的凹坑或微小沟槽的点阵以及凸起微结构。研究表明表面织构技术在改善表面摩擦磨损性能方面起到了积极的作用，如何在齿面设计表面织构，提高齿轮的耐磨性是解决问题的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带表面织构齿面的齿轮。在齿面加工表面织构，能够容纳磨粒，减少齿面间的磨粒磨损；储存润滑油，带走齿面间产生的摩擦热，降低齿面温度，防止齿面胶合失效；根据部分膜弹流润滑理论，有利于形成弹性流体动压润滑油膜，改善润滑状态。可以提高齿轮的耐磨性，延长齿轮使用寿命。
本发明采用的技术方案是：
本发明是在齿轮的每个齿面均设有均匀排列的表面织构痕型。
所述的表面织构痕型是平行于齿轮啮合线的条状凸痕型或条状凹痕型的表面织构痕型。
所述的表面织构痕型是带有平行和垂直于齿轮啮合线的网格状凸痕型或网格状凹痕型的表面织构痕型。
所述的凸痕型是两凸痕之间的间距                                                ；凸痕的高度
Figure 843942DEST_PATH_IMAGE002
；凸痕的宽度
Figure 2012104269499100002DEST_PATH_IMAGE003
。
所述的凹痕型是两凹痕之间的间距，
Figure 425096DEST_PATH_IMAGE001
；凹痕的高度，
Figure 697945DEST_PATH_IMAGE002
；凹痕的宽度
Figure 364550DEST_PATH_IMAGE003
。
所述的齿轮包括直齿轮和斜齿轮。
本发明具有的有益效果是：
1、在齿面加工表面织构，能够容纳磨损下来的磨粒，避免形成三体摩擦，减少齿面间的磨粒磨损，从而起到抗摩减磨的作用。
2、在齿面加工表面织构，能够储存润滑油，带走齿面间产生的摩擦热，降低齿面温度，防止齿面胶合失效。
3、在齿面加工表面织构，根据部分膜弹流润滑理论，有利于形成弹性流体动压润滑油膜，改善润滑状态。可以提高齿轮的耐磨性，延长齿轮使用寿命。
4、齿轮表面织构凸痕或凹痕方向平行于齿轮啮合线，沿速度方向的槽宽小，动压效果增强，摩擦系数降低，从而减少了齿面的摩擦与磨损。
附图说明
图1是表面带条状凸痕型或凹痕型织构的直齿轮示意图。
图2是表面带网格状凸痕型或凹痕型织构的直齿轮示意图。
图3是表面带条状凸痕型或凹痕型织构的斜齿轮示意图。
图4是表面带网格状凸痕型或凹痕型织构的斜齿轮示意图。
图5是图4中A─A剖面凸痕型织构放大示意图。
图6是图4中A─A剖面凹痕型织构放大示意图
其中：β为斜齿轮分度圆上的螺旋角。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明是在齿轮的每个齿面均设有均匀排列的表面织构痕型。
如图1、图3所示，所述的表面织构痕型是平行于齿轮啮合线的条状凸痕型或条状凹痕型的表面织构痕型。有利于形成动压润滑膜，织构方向平行于齿轮啮合线，沿速度方向的槽宽小，动压效果增强，摩擦系数降低，从而减少了齿面的摩擦与磨损。
如图2、图4所示，所述的表面织构痕型是带有平行和垂直于齿轮啮合线的网格状凸痕型或网格状凹痕型的表面织构痕型。网格状织构比条状织构的减摩效果更好。
如图5所示，所述的凸痕型是两凸痕之间的间距
Figure 381047DEST_PATH_IMAGE001
；凸痕的高度
Figure 879025DEST_PATH_IMAGE002
；凸痕的宽度
Figure 603003DEST_PATH_IMAGE003
。表面织构的分布密度和深宽比对摩擦副的摩擦学性能都有着显著影响。
如图6所示，所述的凹痕型是两凹痕之间的间距，
Figure 491325DEST_PATH_IMAGE001
；凹痕的高度，；凹痕的宽度
Figure 663997DEST_PATH_IMAGE003
。表面织构的分布密度和深宽比对摩擦副的摩擦学性能都有着显著影响。
所述的齿轮包括直齿轮和斜齿轮。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种带表面织构齿面的齿轮，其特征在于：在齿轮的每个齿面均设有均匀排列的表面织构痕型。
2.根据权利要求1所述的一种带表面织构齿面的齿轮，其特征在于：所述的表面织构痕型是平行于齿轮啮合线的条状凸痕型或条状凹痕型的表面织构痕型。
3.根据权利要求1所述的一种带表面织构齿面的齿轮，其特征在于：所述的表面织构痕型是带有平行和垂直于齿轮啮合线的网格状凸痕型或网格状凹痕型的表面织构痕型。
4.根据权利要求2或3所述的一种带表面织构齿面的齿轮，其特征在于：所述的凸痕型是两凸痕之间的间距                                               
Figure 2012104269499100001DEST_PATH_IMAGE002
；凸痕的高度
Figure 2012104269499100001DEST_PATH_IMAGE004
；凸痕的宽度。
5.根据权利要求2或3所述的一种带表面织构齿面的齿轮，其特征在于：所述的凹痕型是两凹痕之间的间距，
Figure 999807DEST_PATH_IMAGE002
；凹痕的高度，
Figure 332699DEST_PATH_IMAGE004
；凹痕的宽度。
6.根据权利要求1所述的一种带表面织构齿面的齿轮，其特征在于：所述的齿轮包括直齿轮和斜齿轮。
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PB01 Publication
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