CN102705476A - 双联齿轮及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双联齿轮及其加工工艺，包括：所述金属齿轮一体成型于所述金属齿轮轴上。所述塑料齿轮与所述金属齿轮同轴装配于所述金属齿轮轴上。所述塑料齿轮包括聚酰胺66、33%的玻璃纤维；加工工艺包括对金属齿轮轴坯料进行加工，并在金属齿轮轴齿轮成型段用展成法滚切加工金属齿轮；将塑料齿轮齿坯通过注塑工艺，同轴装配于所述金属齿轮轴上；在所述塑料齿轮齿坯上用展成法滚切加工出塑料齿轮。通过上述方式，本发明能够在传统的塑料齿轮内中加入了33%的玻璃纤维，大大提升了塑料齿轮的性能；通过优化加工工艺，采用展成法滚切加工齿轮，令齿轮具有高润滑性和耐磨性，低噪音，较高的齿形、齿向、径跳精度。

Description

双联齿轮及其加工工艺

技术领域

本发明涉及齿轮加工领域，特别是涉及一种双联齿轮及其加工工艺。

背景技术

据史料记载，远在公元前400-200年的中国古代就巳开始使用齿轮，在我国山西出土的青铜齿轮是迄今已发现的最古老齿轮，作为反映古代科学技术成就的指南车就是以齿轮机构为核心的机械装置。17世纪末，人们才开始研究，能正确传递运动的轮齿形状。18世纪，欧洲工业革命以后，齿轮传动的应用日益广泛；先是发展摆线齿轮，而后是渐开线齿轮。渐开线齿轮使用展成切齿法的原理加工金属齿轮。利用此原理的专用机床与刀具的出现后更是得到飞快的发展。19世纪末以后，渐开线齿轮更显示出巨大的优势性。至今，展成切齿法仍是齿轮的主要加工手段。而在一些小模数齿轮的应用场合，尼龙齿轮渐渐体现出更大的优势。

目前，玻璃纤维增强PA尼龙，在20世纪50年代就有研究，但形成产业化是20世纪70年代，自1976年美国杜邦公司开发出超韧PA66后，各国大公司纷纷开发新的改性PA产品，美国、西欧、日本、荷兰、意大利等大力开发增强PA、阻燃PA、填充PA，大量的改性PA投放市场。 

20世纪80年代，相容剂技术开发成功，推动了PA合金的发展，世界各国相继开发出PA/PE、PA/PP、PA/ABS、PA/PC、PA/PBT、PA/PET、PA/PPO、PA/PPS、PA/I．CP(液晶高分子)、PA/PA等上千种合金，广泛用于汽车、机车、电子、电气械、纺织、体育用品、办公用品、家电部件等行业。 

20世纪90年代，改性尼龙新品种不断增加，这个时期改性尼龙走向商品化，形成了新的产业，并得到了迅速发展，20世纪90年代末，世界尼龙合金产量达110万吨/年。 

在产品开发方面，主要以高性能尼龙PPO/PA6，PPS/PA66、增韧尼龙、纳米尼龙、无卤阻燃尼龙为主导方向；在应用方面，汽车部件、电器部件开发取得了重大进展，如汽车进气歧管用高流动改性尼龙已经商品化，这种结构复杂的部件的塑料化，除在应用方面具有重大意义外，更重要的是延长了部件的寿命，促进了工程塑料加工技术的发展。

尼龙齿轮因具有比重小,制作简单,有吸收振动,减少噪声等优点，与金属齿轮成对使用时能降低金属齿轮的磨损,减少能源消耗。因此广泛应用于汽车、电子、纺织、办公用品、家电部件等行业的传动设备中。

尼龙齿轮与金属齿轮对比的先天缺陷：强度低。使用注塑机通过模具注塑直接成型尼龙齿轮，模具无法形成理论上的渐开线，加上注塑工艺上的不同，注塑的尼龙齿轮齿形、齿向等精度、径跳精度等无法与传统展成法滚齿加工的金属齿轮相比。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种双联齿轮及其加工工艺，能够具有高润滑性、耐磨性和高精度，低噪音，成本低，降低摩擦的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种双联齿轮，包括：金属齿轮轴、金属齿轮、塑料齿轮，所述金属齿轮一体成型于所述金属齿轮轴上，所述塑料齿轮与所述金属齿轮同轴装配于所述金属齿轮轴上，所述塑料齿轮包括聚酰胺66、玻璃纤维，所述玻璃纤维包括33%玻纤的玻璃纤维。

本发明还提供一种双联齿轮的加工工艺，包括以下步骤：

1）选取金属齿轮轴作为加工金属齿轮的齿轮坯；

2）对金属齿轮轴进行金属齿轮齿坯加工，并在金属齿轮成型段用展成法滚切加工金属齿轮；

3）金属齿轮的滚齿加工完成后，采用注塑工艺将塑料齿轮齿坯同轴装配于所述金属齿轮轴上；

4）在所述塑料齿轮齿坯上用展成法滚切加工出塑料齿轮；

5）用齿轮精度检测仪检测双联齿轮的精度。

在本发明一个较佳实施例中，所述塑料齿轮内还包括润滑剂。

在本发明一个较佳实施例中，所述双联齿轮的精度等级小于等于GB8级。

在本发明一个较佳实施例中，采用数控滚齿机滚切加工金属齿轮齿坯、塑料齿轮齿坯。

在本发明一个较佳实施例中，所述数控滚齿机包括六个轴联动。

本发明的有益效果是：本发明双联齿轮及其加工工艺在传统的塑料齿轮内中加入了33%的玻璃纤维，避免了加入纤维材料比例过多或过少引起的韧性差或强度低的问题，大大提升了塑料齿轮的性能；优化了加工工艺，采用展成法滚切加工齿轮，令齿轮既具有高润滑性和耐磨性，低噪音，成本低，降低摩擦等特点，还具有较高的齿形、齿向、径跳精度。

附图说明

图1是本发明双联齿轮的一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1所示双联齿轮的侧视图；

图3是本发明的双联齿轮加工工艺的过程示意图；

附图中各部件的标记如下：1、金属齿轮轴，2、金属齿轮，3、塑料齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1、图2和图3，本发明实施例包括：

一种双联齿轮，包括：金属齿轮轴1、金属齿轮2、塑料齿轮3，所述金属齿轮2一体成型于所述金属齿轮轴1上，所述塑料齿轮3与所述金属齿轮2同轴装配于所述金属齿轮轴1上，所述塑料齿轮3包括聚酰胺66、玻璃纤维，所述玻璃纤维包括33%玻纤的玻璃纤维。所述塑料齿轮3内还包括润滑剂。

因单纯使用聚酰胺66材料的齿轮，其材料无法到达强度要求，因此需加入一定量的玻璃纤维。而纤维材料的比例一直来是行业难点。比例过少，韧性好但强度不够。比例过多，强度过大，但韧性不足。本发明在杜邦聚酰胺66中加入33%的玻璃纤维，该比例的玻璃纤维能够有效的解决上述问题，令齿轮的强度和韧性都达到较好的水平。

本发明还设计一种双联齿轮的加工工艺，包括以下步骤：

1）选取金属齿轮轴1作为加工金属齿轮2的齿轮坯；

2）对金属齿轮轴1进行金属齿轮2齿坯加工，并在金属齿轮2成型段用展成法滚切加工金属齿轮2；

3）金属齿轮2的滚齿加工完成后，将塑料齿轮3齿坯同轴装配于所述金属齿轮轴1上，本发明优选实施例中所述塑料齿轮3是通过注塑工艺一体成型于所述金属齿轮轴1上；

4）在所述塑料齿轮3齿坯上用展成法滚切加工出塑料齿轮3的滚齿；

5）用齿轮精度检测仪检测双联齿轮的综合精度，综合精度等级小于等于GB8级时则为合格。

塑料齿轮3，齿形、齿向、径跳精度相对较难保证。齿形是指齿的径向形状，齿向是指齿的纵向形状，径跳是指相邻两齿间距离的误差。采用传统的展成法滚切加工的尼龙齿轮，既具有塑料齿轮3的高润滑性和耐磨性，低噪音，成本低，降低摩擦等特点，又具有较高的齿形、齿向、径跳精度。

采用数控滚齿机滚切加工金属齿轮2齿坯、塑料齿轮3齿坯。数控滚齿机为YKJ3610IV数控卧式滚齿机，配备德国Rexroth数控***，采用六轴控制，自动化程度高，可广泛应用于各种行业的模数m≤3mm的直齿圆柱齿轮、斜齿轮的加工。使用高精度滚刀、采用合理的切削规范时，可加工GB／T10095－2001（m≤1.5mm）8级精度的斜齿轮，齿面粗糙度Ra可达1.6μm。

本发明双联齿轮及其加工工艺在传统的塑料齿轮3内中加入了33%的玻璃纤维，避免了加入纤维材料比例过多或过少引起的韧性差或强度低的问题，大大提升了塑料齿轮3的性能；优化了加工工艺，采用展成法滚切加工齿轮，令齿轮既具有高润滑性和耐磨性，低噪音，成本低，降低摩擦等特点，还具有较高的齿形、齿向、径跳精度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种双联齿轮，其特征在于，包括：金属齿轮轴、金属齿轮、塑料齿轮，所述金属齿轮一体成型于所述金属齿轮轴上，所述塑料齿轮与所述金属齿轮同轴装配于所述金属齿轮轴上，所述塑料齿轮包括聚酰胺66、玻璃纤维，所述玻璃纤维包括33%玻纤的玻璃纤维。

2.根据权利要求1所述的双联齿轮的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1）选取金属齿轮轴作为加工金属齿轮的齿轮坯；

2）对金属齿轮轴进行金属齿轮齿坯加工，并在金属齿轮成型段用展成法滚切加工金属齿轮；

3）金属齿轮的滚齿加工完成后，将塑料齿轮齿坯通过注塑工艺同轴装配于所述金属齿轮轴上；

4）在所述塑料齿轮齿坯上用展成法滚切加工出塑料齿轮；

5）用齿轮精度检测仪检测双联齿轮的精度。

3.根据权利要求1所述的双联齿轮，其特征在于，所述塑料齿轮内还包括润滑剂。

4.根据权利要求2所述的双联齿轮的加工工艺，其特征在于，所述双联齿轮的精度等级小于等于GB8级。

5.根据权利要求2所述的双联齿轮的加工工艺，其特征在于，采用数控滚齿机滚切加工金属齿轮齿坯、塑料齿轮齿坯。

6.根据权利要求5所述的双联齿轮的加工工艺，其特征在于，所述数控滚齿机包括六个轴联动。

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