CN201354838Y - 金属骨架复合塑性材料的齿轮 - Google Patents
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Abstract
一种金属骨架复合塑性材料的齿轮，包括有金属骨架，具有齿轮齿形；塑质层，包裹于所述的金属骨架之外，并具有和所述金属骨架的齿形相适配的齿轮外形；其特征在于：所述的金属骨架包括有多片叠压连接于一起且具有金属齿形的骨架片。与现有技术相比，本实用新型的金属骨架由多个骨架片叠压而成，在装配的时候能够通过骨架片的数量实现对齿坯厚度的调节，而且，单个骨架片可以冲压成型，并且通过机械化作业实现的多个骨架片的叠压，加工工艺更为简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种齿轮，具体地，涉及一种内含金属骨架、外裹(复合)改性尼龙材料(塑质材料)的齿轮，该齿轮可应用于各种小模数机械传动机构中。
背景技术
通常机械齿轮传动机构中，特别是电动自行车、电动三轮车电机齿轮减速系统中，采用的齿轮材料为纯金属件材料或纯尼龙(塑质)材料。金属件材料的齿轮能够在较高的环境温度下工作，但传动时噪音大、制造效率低、成本高，而塑质材料的齿轮在传动时虽然噪音小，但对工作的环境温度有一定的限制，只能在较低的环境温度下工作，否则，随着工作温度的升高，齿轮强度下降，会造成齿部软化、齿根部断裂，导致齿轮报废和传动失效。
因此，人们将金属和塑料结合后制造了一种塑料包芯的复合齿轮，该复合齿轮的外部为塑质材料，能够减小传动噪声，内部嵌有金属，能够增强传动强度。如申请号为89108506.8的中国发明专利《热塑性塑料包芯增强齿轮》公开了一种热塑性塑料包芯增强的齿轮，由热塑性塑料和高强度材料组成，并且在模具中同时完成材料的复合和齿轮的成型。又如专利号为ZL200320109232.8的中国实用新型《用于碎纸机的夹有金属的塑料齿轮》公开了用于碎纸机的夹有金属的塑料齿轮，包括作为骨架的金属齿坯，以及在金属齿坯外周包裹有经注塑而成齿轮外形的塑料层。
上述专利的齿轮均采用塑料与钢板复合而成，以塑料全部包裹钢板齿坯，能够在齿轮啮合过程中降低噪音，同时又能够保证齿轮的工作强度。但是，上述专利中的金属齿形(骨架)通常是一整体式结构，需要先加工出具有完整齿形结构的齿轮骨架，然后在该骨架外通过注塑包裹有塑料层，而一般整体式结构的完整齿轮的加工工艺相对复杂，加工周期较长，而且对于加工大小相同、模数相同而仅厚度不同的齿轮骨架来说，每一个齿轮骨架都必须分别单独加工，无法实现在装配时进行金属齿形(骨架)的厚度调整，加工工艺过程相对复杂，同时也增加了加工成本。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能够实现金属骨架的厚度调节且安装方便、结构简单的金属骨架复合塑性材料的齿轮。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：金属骨架复合塑性材料的齿轮，包括有
金属骨架，具有齿轮齿形；
塑质层，包裹于所述的金属骨架之外，并成型为和所述金属骨架的齿形相适配的齿轮外形；
其特征在于：所述的金属骨架包括有多片叠压连接于一起且具有金属齿形的骨架片。
为了保证骨架片之间的连接可靠，防止因为骨架片之间的晃动而产生的噪声，所述的骨架片包括有相互间隔设置的第一骨架片和第二骨架片，其中，第一骨架片具有外齿、轮辐和内齿，第二骨架片具有轮辐和内齿，并且该第二骨架片的轮辐半径小于或等于所述第一骨架片的外齿齿根半径。于是，第一骨架片和第二骨架片相互间隔叠压后，在相邻的两片第一骨架片的外齿之间则形成一凹槽，塑质层在包裹时会嵌入该凹槽内，一旦塑质层磨损，则露于外部的第一骨架片的外齿由于间隔设置并通过塑质层粘接在一起，不会因为晃动而引起噪声，进一步保证齿轮传动的稳定性。
所述的第一骨架片和第二骨架片之间相互铆接叠压，可以便于实现机械化，并且，第一骨架片和第二骨架片的数目可以根据齿轮的不同厚度进行调节。
为了实现在金属骨架外部包裹塑质层，所述的塑质层和金属骨架之间通过高压压铸工艺复合成型，工艺过程更为简单。
所述的第一骨架片和第二骨架片上开设有相互对应且沿圆周均布的通孔，该通孔在保证金属骨架的轮辐强度下，能够减轻金属骨架的重量，同时又可以实现压铸成型时作为塑质流道的工艺要求。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：金属骨架由多个骨架片叠压而成，在装配的时候能够通过骨架片的数量实现对齿坯厚度的调节，而且，单个骨架片可以冲压成型，并且通过机械化作业实现的多个骨架片的叠压，加工工艺更为简单；由于本专利采用了塑质层作为啮合面，并在该塑质层内包裹金属骨架，因此具有传动噪音小、工作温度高、齿部强度大、齿形不软化、承载受力大、工作安全可靠和使用寿命长等优点，特别适用于电动自行车、电动三轮车中的减速传动机构中。
附图说明
图1为本实用新型实施例的金属齿形的骨架结构示意图。
图2为图1所示的A-A向剖视图。
图3为本实用新型实施例的金属骨架复合塑质层的局部剖视图。
图4为图3所示的B-B向剖视图。
图5为本实用新型实施例的齿轮啮合结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1～图5所示，为本实用新型的一个优选实施例。
本实施例的齿轮是一种金属骨架复合塑质材料的齿轮，具有强度大、噪音小、使用寿命长等特点，该齿轮安全可靠，制造工艺简单，由于外层通过塑质层包裹，因此成本低，特别适用于电动自行车、电动三轮车中小模数减速机构中。
该齿轮包括有位于内层的金属骨架1和包裹在金属骨架之外的塑质层2，本实施例的塑质层2具体为改性的尼龙材料，金属骨架1可以为黑色金属材料或有色金属材料，本实施例为齿形是非标准模数的钢制齿坯，即其齿顶圆直径必须大于齿轮节圆直径。
金属骨架1具有齿轮齿形，包括有多片相互间隔设置且叠压于一起的第一骨架片11和第二骨架片12，其中，第一骨架片11具有外齿111、轮辐112和内齿113，第二骨架片12只有轮辐121和内齿122，没有外齿，并且该第二骨架片12的轮辐121半径小于或等于第一骨架片11的外齿111齿根半径，使得相邻的第一骨架片11的外齿111之间形成一凹槽13，塑质层2填充在该凹槽13内。
各个第一骨架片11和第二骨架片12之间相互通过铆接叠压连接于一起，并且，在每一第一骨架片11和每一第二骨架片12上开设有相互对应且沿圆周均布的八个通孔3，这些通孔3既可以减轻齿轮轮辐的重量，又可以实现压铸成型时作为塑质流道的工艺要求；第一骨架片11和第二骨架片12的片数可以为一片或数片，适当的片数可以增强塑质层2(本实施例为尼龙材质)的包裹力，具体的数目可以根据实际齿轮的厚度需要而调整；并且，骨架片和塑质层之间通过模具压机实现高压压铸成型。
本实施例的齿轮具有较高传动线速度(约7.5m/s)和较低噪音值(＜45dB)，能够满足在较高环境工作温度(约125℃)的条件下使用。本实施例的齿轮骨架由于采用片状叠压结构，先冲裁后铆接，加工工艺更为简单，制造成本低，有效解决了在机械传动系统中，选用纯金属齿轮工作噪音大，而选用普通尼龙(塑质)齿轮不能耐高温、强度低且承载负荷小的缺陷。因此，本实用新型特别适用于电动自行车、三轮车、高速有齿电机中，包括齿轮传动系统中的齿轮，尤其是行星齿轮传动系统中的行星轮，可满足电动自行车和电动三轮车的齿轮要求低噪音、大扭矩和承受一定高速负载的工作条件。
Claims (5)
1、一种金属骨架复合塑性材料的齿轮，包括有
金属骨架，具有齿轮齿形；
塑质层，包裹于所述的金属骨架之外，并具有和所述金属骨架的齿形相适配的齿轮外形；
其特征在于：所述的金属骨架包括有多片叠压连接于一起且具有金属齿形的骨架片。
2、根据权利要求1所述的金属骨架复合塑性材料的齿轮，其特征在于：所述的骨架片包括有相互间隔设置的第一骨架片和第二骨架片，其中，第一骨架片具有外齿、轮辐和内齿，第二骨架片具有轮辐和内齿，并且该第二骨架片的轮辐半径小于或等于所述第一骨架片的外齿齿根半径。
3、根据权利要求2所述的金属骨架复合塑性材料的齿轮，其特征在于：所述的第一骨架片和第二骨架片之间相互铆接叠压。
4、根据权利要求1所述的金属骨架复合塑性材料的齿轮，其特征在于：所述的塑质层和金属骨架之间通过高压压铸工艺复合成型。
5、根据权利要4所述的金属骨架复合塑性材料的齿轮，其特征在于：所述的第一骨架片和第二骨架片上开设有相互对应且沿圆周均布的通孔。
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