CN103352972A - 组合式高分子材料齿轮结构 - Google Patents

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Abstract

为解决现有技术金属齿轮存在的加工工艺复杂、成本较高和易产生啮合噪声，以及高分子材料齿轮存在的强度较低和传动载荷十分有限等问题，本发明提出一种组合式高分子材料齿轮结构，包括金属鑲件、齿圈嵌件和高分子材料齿型；金属镶件外圆设置有连接齿和嵌槽，其嵌槽的数量、分布位置及尺寸与齿圈嵌件内圆的止动齿相匹配；齿圈嵌件内圆设置有止动齿，外圆设置有齿圈，其齿圈的齿数、分布位置及尺寸与高分子材料齿型相匹配，所述高分子材料齿型为注射成型在金属镶件和齿圈嵌件组合件外侧的高分子材料齿轮。本发明的有益技术效果是有效提高高分子材料齿轮的强度和刚性，提高高分子材料齿轮的载荷能力，其制造工艺简单，成本较低。

Description

组合式高分子材料齿轮结构
 
技术领域
本发明涉及到一种组合齿轮结构，特别涉及到一种组合式高分子材料齿轮结构。
背景技术
现有技术齿轮通常采用金属材料制造，经过制坯，滚齿、插齿，剃齿，磨齿等机械加工后得到齿轮，还有一种制造方法是采用粉末冶金工艺采用金属粉末经压制和烧结后得到齿轮。金属材料齿轮的优点是强度高，耐磨性好，耐高温性能也好；缺点是加工工艺复杂，成本较高，而且，由于配偶齿轮中齿侧隙、加工及装配误差的存在，金属齿轮运转中易产生啮合噪声。对于负载要求远低于金属齿轮强度的齿轮传动系统，可以采用高分子材料注塑成型方法加工的齿轮。高分子材料的齿轮具有良好的吸振性能，可以避免齿轮运转的啮合噪音，制造工艺相对简单，但由于高分子材料的强度较低，其传动载荷十分有限，其应用范围也十分有限。显然，现有技术金属齿轮存在着加工工艺复杂、成本较高和易产生啮合噪声等问题，而高分子材料齿轮存在着强度较低和传动载荷十分有限等问题。
发明内容
为解决现有技术金属齿轮存在的加工工艺复杂、成本较高和易产生啮合噪声，以及高分子材料齿轮存在的强度较低和传动载荷十分有限等问题，本发明提出一种组合式高分子材料齿轮结构。本发明组合式高分子材料齿轮结构包括金属鑲件、齿圈嵌件和高分子材料齿型；金属镶件外圆设置有连接齿和嵌槽，其嵌槽的数量、分布位置及尺寸与齿圈嵌件内圆的止动齿相匹配，且在其两侧端面设置有减重槽；齿圈嵌件内圆设置有止动齿，外圆设置有齿圈，其齿圈的齿数、分布位置及尺寸与高分子材料齿型相匹配，所述高分子材料齿型为注射成型在金属镶件和齿圈嵌件组合件外侧的高分子材料齿轮。
进一步的，本发明组合式高分子材料齿轮结构的高分子材料齿型为非贯穿结构，即在齿轮轴向边缘的齿与齿之间设置有充满齿间空隙的连接结构，即增强筋，其增强筋的轴向厚度为1至5mm。
进一步的，本发明组合式高分子材料齿轮结构齿圈嵌件的止动齿数量为三个或三个以上，且在圆周上均布。
进一步的，本发明组合式高分子材料齿轮结构的齿圈嵌件数量为一件以上，且在轴向均匀、对应设置。
进一步的，本发明组合式高分子材料齿轮结构的金属鑲件为粉末冶金件。
进一步的，本发明组合式高分子材料齿轮结构的金属镶件和齿圈嵌件组合件为铆接结构。
进一步的，本发明组合式高分子材料齿轮结构在金属镶件端面设置有铆接孔，对应的在齿圈嵌件的内端面设置铆接销，或者在齿圈嵌件的对应位置设置铆接孔；采用铆接销或铆钉将金属镶件和齿圈嵌件固定铆接在一起。
本发明组合式高分子材料齿轮结构的有益技术效果是有效提高高分子材料齿轮的强度和刚性，提高高分子材料齿轮的载荷能力，其制造工艺简单，成本较低。
附图说明
附图1是本发明组合式高分子材料齿轮结构的正视示意图；
附图2是本发明齿轮结构金属鑲件的正视示意图；
附图3是本发明齿轮结构的右视剖视示意图，既附图1中的A-A剖视示意图；
附图4是本发明齿轮结构金属鑲件和齿圈嵌件组合的正视示意图；
附图5是本发明齿轮结构金属鑲件和齿圈嵌件组合的右视剖视示意图；
附图6是本发明齿轮结构金属鑲件和齿圈嵌件组合另一实施例的右视剖视示意图；
附图7是本发明齿轮结构带铆接孔金属鑲件的正视示意图。
下面结合附图和具体实施方式对本发明组合式高分子材料齿轮结构作进一步的说明。
具体实施方式
附图1是本发明组合式高分子材料齿轮结构的正视示意图，附图2是本发明齿轮结构金属鑲件的正视示意图，附图3是本发明组合式高分子材料齿轮结构的右视剖视示意图。图中，1为金属镶件， 2为齿圈嵌件，3为高分子齿型，11为嵌槽，12为连接齿，13为减重槽，21为止动齿，22为齿圈，31为增强筋。由图可知，本发明组合式高分子材料齿轮结构包括金属鑲件1、齿圈嵌件2和高分子材料齿型3；金属镶件1外圆设置有连接齿12和嵌槽11，其嵌槽11的数量、分布位置及尺寸与齿圈嵌件2内圆的止动齿21相匹配，且在其两侧端面设置有减重槽13；齿圈嵌件2内圆设置有止动齿21，外圆设置有齿圈22，其齿圈22的齿数、分布位置及尺寸与高分子材料齿型3相匹配，所述高分子材料齿型3为注射成型在金属镶件1和齿圈嵌件2组合件外侧的高分子材料齿轮。本发明组合式高分子材料齿轮结构在高分子材料齿轮里面嵌入齿圈嵌件，齿圈嵌件组合在金属鑲件上，齿轮啮合时，由于高分子材料硬度低，韧性高，具有很好的吸振性能，因此，齿轮啮合噪声大幅降低。同时，金属鑲件和齿圈嵌件又使得齿轮的强度和刚性都得到有效提高。为保证金属镶件与高分子齿形的连接强度，在金属镶件外圆设置有连接齿，增大金属镶件与高分子齿形的接触面积和强度。设置在金属镶件外圆的嵌槽与设置在齿圈嵌件内圆的止动齿相结合，可有效防止金属镶件和齿圈嵌件的相对运动。本发明组合式高分子材料齿轮结构的高分子材料齿形为非贯穿结构，即在齿轮轴向边缘的齿与齿之间设置有充满齿间空隙的连接结构，即增强筋，其增强筋的轴向厚度为1至5mm。增强筋，使受力齿与非受力齿之间形成连接，增加了受力齿的载荷能力，进一步增加了齿轮的强度和刚性。
附图4是本发明齿轮结构金属鑲件和齿圈嵌件组合的正视示意图，附图5是本发明齿轮结构金属鑲件和齿圈嵌件组合的右视剖视示意图，附图6是本发明齿轮结构金属鑲件和齿圈嵌件组合另一实施例的右视剖视示意图，图中，1为金属镶件， 2为齿圈嵌件，3为高分子齿型，21为止动齿。由图可知，本发明组合式高分子材料齿轮结构齿圈嵌件的止动齿数量为三个或三个以上，且在圆周上均布，以保证受力均匀。另外，本发明组合式高分子材料齿轮结构的金属鑲件和齿圈嵌件的轴向厚度并非完全相同，其齿圈嵌件数量为一件以上，且在轴向均匀、对应设置。在附图5所示的实施例中，齿圈嵌件为一件，且齿圈的齿数、分布位置及尺寸与高分子材料齿型相匹配，高分子材料齿型注射成型在金属镶件和齿圈嵌件组合件的外侧，有效提高了高分子材料齿轮的强度和刚性。而附图6所示的实施例中，齿圈嵌件为二件，且在轴向均匀、对应设置。由此，增加了齿轮的“骨架”强度，改善了齿轮的受力分布，使得本发明组合式高分子材料齿轮结构的载荷能力，以及强度和刚性进一步得到提高。
为方便制造且降低制造成本，本发明组合式高分子材料齿轮结构的金属鑲件为粉末冶金件。粉末冶金工艺采用金属粉末压制、烧结而成，生产效率较高，且成本较低。
附图7是本发明齿轮结构带铆接孔金属鑲件的正视示意图，图中，14为铆接孔。由图可知，本发明组合式高分子材料齿轮结构金属镶件和齿圈嵌件组合件为铆接结构，即将齿圈嵌件铆接在金属鑲件上。附图7所示实施例是在金属镶件端面设置有铆接孔，对应的在齿圈嵌件的内端面设置铆接销；安装时将铆接销插入铆接孔并锤击或压合，即可将金属镶件和齿圈嵌件固定组合在一起，保证了两者之间的有效连接和固定；或者，在齿圈嵌件的对应位置设置有铆接孔，再采用铆钉即可将金属镶件和齿圈嵌件固定组合在一起，保证了两者之间的有效连接和固定。
显然，本发明组合式高分子材料齿轮结构的有益技术效果是有效提高高分子材料齿轮的强度和刚性，提高高分子材料齿轮的载荷能力，其制造工艺简单，成本较低。

Claims (7)

1.一种组合式高分子材料齿轮结构，其特征在于：该齿轮结构包括金属鑲件、齿圈嵌件和高分子材料齿型；金属镶件外圆设置有连接齿和嵌槽，其嵌槽的数量、分布位置及尺寸与齿圈嵌件内圆的止动齿相匹配，且在其两侧端面设置有减重槽；齿圈嵌件内圆设置有止动齿，外圆设置有齿圈，其齿圈的齿数、分布位置及尺寸与高分子材料齿型相匹配，所述高分子材料齿型为注射成型在金属镶件和齿圈嵌件组合件外侧的高分子材料齿轮。
2.根据权利要求1所述组合式高分子材料齿轮结构，其特征在于：高分子材料齿型为非贯穿结构，即在齿轮轴向边缘的齿与齿之间设置有充满齿间空隙的连接结构，即增强筋，其增强筋的轴向厚度为1至5mm。
3.根据权利要求1所述组合式高分子材料齿轮结构，其特征在于：齿圈嵌件的止动齿数量为三个或三个以上，且在圆周上均布。
4.根据权利要求1所述组合式高分子材料齿轮结构，其特征在于：齿圈嵌件数量为一件以上，且在轴向均匀、对应设置。
5.根据权利要求1所述组合式高分子材料齿轮结构，其特征在于：金属鑲件为粉末冶金件。
6.根据权利要求1所述组合式高分子材料齿轮结构，其特征在于：金属镶件和齿圈嵌件组合件为铆接结构。
7.根据权利要求6所述组合式高分子材料齿轮结构，其特征在于：金属镶件和齿圈嵌件组合件的铆接结构包括在金属镶件端面设置有铆接孔，对应的在齿圈嵌件的内端面设置铆接销，或者在齿圈嵌件的对应位置设置铆接孔；采用铆接销或铆钉将金属镶件和齿圈嵌件固定铆接在一起。
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