CN107177794A - 一种减震粉末冶金齿轮及其制备方法 - Google Patents

一种减震粉末冶金齿轮及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种减震粉末冶金齿轮及其制备方法，该减震粉末冶金齿轮由齿圈、橡胶和轮毂3个部件组成，其中，橡胶设在齿圈和轮毂之间。本发明的减震粉末冶金齿轮结构简单，重量较轻，成本低，在齿轮啮合时产生的震动被橡胶吸收，增加啮合平顺性，从而降低噪音，是一种新型齿轮结构，可广泛用于各类冲击载荷较大的传统系统。该制备工艺，简单，容易操作，制备的产品质量好，精度高，具有很好的实用性。

Description

一种减震粉末冶金齿轮及其制备方法
技术领域
本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种减震粉末冶金齿轮及其制备方法。
背景技术
三缸发动机由于自身结构的缺陷，曲轴在运转过程中的往复惯性力会使发动机产生较大的噪声和震动，一般是通过加装平衡轴装置来平衡曲轴的往复惯性力，以曲轴齿轮的带动平衡轴上的齿轮转动。现有齿轮一般采用整体刚性齿轮，加之平衡轴有偏心配重块，当发动机在高速运转时，特别是发动机转速发生变化时，齿轮高速啮合会产生有害冲击载荷和较大的震动噪音，从而导致发动机噪音升高和齿轮零部件的磨损。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种减震粉末冶金齿轮，将齿轮分为外齿圈和轮毂分别制造，再用具有吸震性能的橡胶将两者组成整体，使齿轮具有一定缓冲功能，既能传递动力，又能吸收冲击能量。本发明的另一目的是提供一种上述减震粉末冶金齿轮的制备方法，
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种减震粉末冶金齿轮，由齿圈、橡胶和轮毂3个部件组成，其中，橡胶设在齿圈和轮毂之间。
在所述的轮毂上设有减重孔。优选为8-16个。
所述的齿圈，典型的粉末冶金组分为：Fe：余量（除了其他元素及杂质都是Fe）；Cu：1~3%；C：0.6~0.9%； Mo：1.3-1.7%；杂质不超过2%。
所述的轮毂，典型的粉末冶金组分为：Fe：余量（除了其他元素及杂质都是Fe）；Cu：1~5%；C：0.4~1.5%；杂质不超过2%。
一种制备所述的减震粉末冶金齿轮的方法：先用粉末冶金的方法分别制备出齿圈和轮毂，对齿圈和轮毂进行预处理后，涂覆粘结剂，注入高强度且具有一定弹性的橡胶，硫化出最终产品。
所述的齿圈的制备步骤包括成形和快冷烧结两个步骤。
所述的轮毂的制备步骤包括成形和常温烧结两个步骤。
所述的橡胶为：氢化丁腈类橡胶；所述的粘接剂包括底胶和面胶，底胶和面胶的均为酚醛树脂类胶。
所述的制备减震粉末冶金齿轮的方法，具体步骤为：
1）齿圈的制备：取材料在450T机械压机作用下，在水冷模具中成形；然后在快冷连续式烧结炉中烧结，烧结温度1120±10℃，网带速度110±10mm/min，气氛RX；零件烧结完成的硬度 HRC38以上；
2）轮毂的制备：取材料在450T油压机作用下，在模具中成形；然后在连续式烧结炉中烧结，烧结温度1120±10℃，网带速度110±10mm/min，气氛AX；零件烧结完成的硬度HRB60以上；
3）粉末冶金零件抛丸喷砂处理；清洗粉末冶金零件，去除表面杂质；
4）粘结：粉末冶金件粘接面依次涂底胶再涂面胶后，100℃烘干；
5）粉末冶金件放入模具，注入橡胶，成型后先硫化，180℃保温300秒；整体二次硫化，150℃保温4-6小时。
有益效果：与现有技术相比，本发明的减震粉末冶金齿轮结构简单，重量较轻，成本低，在齿轮啮合时产生的震动被橡胶吸收，增加啮合平顺性，从而降低噪音，是一种新型齿轮结构，可广泛用于各类冲击载荷较大的传统系统。该制备工艺，简单，容易操作，制备的产品质量好，精度高，具有很好的实用性。
附图说明
图1是减震粉末冶金齿轮的结构示意图；
图2是减震粉末冶金齿轮的剖视图；
图3是破坏扭矩曲线图；
图4是80Nm迟滞回线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种减震粉末冶金齿轮，如图1和图2所示，主要由齿圈3、橡胶2和轮毂1三个部件组成，其中，橡胶2设在齿圈3和轮毂1之间。在轮毂1上设有减重孔，优选为8-16个，可以为12个。其中，
齿圈3，典型的粉末冶金组分为： Fe：余量；Cu：1~3%；C：0.6~0.9%； Mo：1.3-1.7%；杂质不超过2%
轮毂1，典型的粉末冶金组分为：Fe：余量，Cu：1~5%；C：0.4~1.5%；杂质不超过2%。
橡胶2，高强度且具有一定弹性，例如为氢化丁腈类橡胶，粘接剂分为底胶和面胶，底胶和面胶的均为酚醛树脂类胶。
上述减震粉末冶金齿轮的制备方法：先用粉末冶金的方法分别制备出齿圈3和轮毂1，对齿圈和轮毂进行预处理后，涂覆粘结剂，注入高强度且具有一定弹性的橡胶，硫化出最终产品。具体步骤为：
1）齿圈的制备：取上述粉末冶金材料在450T机械压机作用下，在水冷模具中成形；在快冷连续式烧结炉中烧结，烧结温度1120±10℃，网带速度110±10mm/min，气氛RX；零件烧结完成的硬度 HRC38以上。
2）轮毂的制备：取上述粉末冶金材料在450T油压机作用下，在模具中成形；在连续式烧结炉中烧结，烧结温度1120±10℃，网带速度110±10mm/min，气氛AX；零件烧结完成的硬度HRB60以上。
3）粉末冶金零件抛丸喷砂处理；清洗粉末冶金零件，去除表面杂质；
4）粉末冶金件粘接面依次涂底胶再涂面胶后100℃烘干；
5）粉末冶金件放入模具，注入橡胶，成型后硫化（180℃保温300秒）；整体二次硫化（150℃保温4-6小时）。
对制备出的产品进行性能检测，主要检测零件在120℃下的破坏扭矩以及迟滞回线。
破坏扭矩曲线如图3所示，破坏强度高于250Nm，并且在100Nm的扭矩时零件内外相对扭转角度可达到14°-16°。
80Nm迟滞回线如图4所示，迟滞回线具有较大的包络面积，可说明橡胶具有良好的吸能减震能力。
本发明的减震粉末冶金齿轮，结构简单，重量较轻，成本低，在齿轮啮合时产生的震动被橡胶吸收，增加啮合平顺性，从而降低噪音，是一种新型齿轮结构，可广泛用于各类冲击载荷较大的传统系统。

Claims (10)

1.一种减震粉末冶金齿轮，其特征在于，由齿圈（3）、橡胶（2）和轮毂（1）3个部件组成，其中，橡胶（2）设在齿圈（3）和轮毂（1）之间。
2.根据权利要求1所述的减震粉末冶金齿轮，其特征在于，在所述的轮毂（1）上设有减重孔（4）。
3.根据权利要求1所述的减震粉末冶金齿轮，其特征在于，所述的减重孔（4）有8-16个。
4.根据权利要求1所述的减震粉末冶金齿轮，其特征在于，所述的齿圈（3）的粉末冶金组分为：Fe：余量；Cu：1~3%；C：0.6~0.9%； Mo：1.3-1.7%；杂质不超过2%。
5.根据权利要求1所述的减震粉末冶金齿轮，其特征在于，所述的轮毂（1）的粉末冶金组分为：Fe：余量；Cu：1~5%；C：0.4~1.5%；杂质不超过2%。
6.一种制备权利要求1所述的减震粉末冶金齿轮的方法，其特征在于，先用粉末冶金的方法分别制备出齿圈和轮毂，对齿圈和轮毂进行预处理后，涂覆粘结剂，注入高强度且具有一定弹性的橡胶，硫化出最终产品。
7.根据权利要求6所述的制备减震粉末冶金齿轮的方法，其特征在于，所述的齿圈的制备步骤包括成形和快冷烧结两个步骤。
8.根据权利要求6所述的制备减震粉末冶金齿轮的方法，其特征在于，所述的轮毂的制备步骤包括成形和常温烧结两个步骤。
9.根据权利要求6所述的制备减震粉末冶金齿轮的方法，其特征在于，所述的橡胶为：氢化丁腈类橡胶；所述的粘接剂包括底胶和面胶，底胶和面胶的均为酚醛树脂类胶。
10.根据权利要求6所述的制备减震粉末冶金齿轮的方法，其特征在于，具体步骤为：
1）齿圈的制备：取材料在450T机械压机作用下，在水冷模具中成形；然后在快冷连续式烧结炉中烧结，烧结温度1120±10℃，网带速度110±10mm/min，气氛RX；零件烧结完成的硬度 HRC38以上；
2）轮毂的制备：取材料在450T油压机作用下，在模具中成形；然后在连续式烧结炉中烧结，烧结温度1120±10℃，网带速度110±10mm/min，气氛AX；零件烧结完成的硬度HRB60以上；
3）粉末冶金零件抛丸喷砂处理；清洗粉末冶金零件，去除表面杂质；
4）粘结：粉末冶金件粘接面依次涂底胶再涂面胶后，100℃烘干；
5）粉末冶金件放入模具，注入橡胶，成型后先硫化，180℃保温300秒；整体二次硫化，150℃保温4-6小时。
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