技术领域
[0001] 本
发明涉及一种行星齿轮,尤其是一种矿用车轿轮边减速器行星齿轮及其制造方法。
背景技术
[0002] 矿用车轿轮边减速机行星齿轮的可靠性直接关系到整车的可靠性。由于车辆在行驶过程中所遇到的道路环境千变万化,尤其车辆在不平的路面上行驶时,车辆振动所产生的附加动载以及路面突起对车辆造成的纵向冲击,使
驱动桥的受
力十分复杂,工作环境极其恶劣。现有行星齿轮在加工工艺及使用寿命与可靠性方面难以满足矿用
车轮边减速机的要求。
发明内容
[0003] 本发明的目的是克服
现有技术中存在的不足,提供一种矿用车轿轮边减速器行星齿轮及其制造方法,该制造方法可使行星齿轮具有更好的
接触疲劳强度,大大提高行星齿轮可靠性和寿命。
[0004] 按照本发明提供的技术方案,所述矿用车轿轮边减速器行星齿轮,包括齿圈,齿圈的中心设有
行星轮内孔,在齿圈的外表面设置齿部;其特征是:在所述行星轮内孔的孔壁中部沿孔壁的圆周方向设置挡圈槽,挡圈槽把行星轮内孔分成左右两段内孔。
[0005] 在所述挡圈槽两侧的行星轮内孔的孔壁上设置多个沿行星轮内孔径向设置的油孔。
[0006] 所述油孔与齿圈外部齿部的齿根连通。
[0007] 所述行星齿轮的模数为5.08mm,齿数为33,齿轮宽度为101.5mm。
[0008] 本发明所述矿用车轿轮边减速器行星齿轮的制造方法,其特征是,包括以下工艺步骤:(1)
锻造:采用淬透性为H5的20MnCr5
合金材料锻造得到齿圈;
(2)粗车:在
车床上对齿圈进行粗车,齿圈外圆、端面和行星轮内孔保留2~3mm加工余量;
(3)预备
热处理:将粗车后的齿圈在940~950℃条件下高温正火4.5~5.5小时,再在
620~630℃回火处理3.5~4.5小时;
(4)精车:在车床上对齿圈进行精车,在齿圈中间的行星轮内孔的孔壁上沿孔壁的圆周方向车挡圈槽,齿圈的两端面保留0.3~0.4mm的加工余量;
(5)
超声波探伤:用
超声波检查齿圈内部有无
缺陷,探伤标准为二级;
(6)滚齿:在滚齿机上对齿圈外表面的齿部进行粗加工,齿轮公法线保留0.25~0.35mm的加工余量;
(7)钻孔:在齿圈中部的行星轮内孔孔壁上沿着行星轮内孔的径向钻多个油孔,油孔通过齿部的齿根;
(8)渗
碳热处理:将钻孔后的齿圈在920~960℃进行
渗碳处理,时间为6.8~7.2小时,碳势为0.85~0.95%;然后降温至850~870℃,降温过程中通氮气,保温10~30分钟,从通氮气到保温结束的总时间为1.5~2小时;保温结
整理后于850~870℃进行淬火;
(9)对齿圈的两端面进行平磨至所需尺寸,再将齿圈的行星轮内孔磨至所需尺寸;
(10)磨齿:将齿圈固定在磨齿机上,对齿部进行磨削至所需尺寸;
(11)磁粉探伤:在磁粉探伤机上对齿部进行磁粉探伤检查,检查齿部是否有磨削裂纹及烧伤;
(12)齿根强化
喷丸:对齿部的齿根进行喷丸处理,采用的丸粒为合金铸
钢丸,喷丸强度为0.5~0.7弧高度,表面
覆盖率>200%,表面残余压力力>60KSI;
(13)锰磷化处理:将行星齿轮在70~100℃下处理10~20min,在行星齿轮的表面形成
铁2
磷酸锰膜,铁磷酸锰膜重>7.5g/m。
[0009] 本发明具有以下优点:(1)本发明所述的制造方法采用先渗碳、再渗氮的方法,不仅使行星齿轮获得足够深的有效渗碳层深度,同时也使行星齿轮表面形成氮化物组织;该制造方法与普通渗碳热处理工艺相比,得到的行星齿轮具有更好的接触疲劳强度,大大提高了行星齿轮的可靠性和寿命;(2)本发明所述制造方法对齿根采用强力喷丸处理,改变齿根
应力状态,显著提高了行星齿轮的齿根弯曲强度,提高齿轮强度与寿命;(3)本发明所述制造方法对齿轮进行表面锰磷化处理,有利于进一步改善齿轮表面接触状态;同时表面形成的
镀层组织,在齿轮
啮合过程,起到良好地润滑作用,也有利于接触表面油膜的形成,改善齿轮副磨合特性,提高齿轮副耐磨损性和抗胶合能力。
附图说明
[0010] 图1为本发明所述行星齿轮的结构示意图。
[0011] 图2为本发明所述行星齿轮经锰磷化处理后的表面状态图。
具体实施方式
[0012] 下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
[0013] 如图1所示:所述矿用车轿轮边减速器行星齿轮包括齿圈1、行星轮内孔2、齿部3、挡圈槽4、油孔5等。
[0014] 如图1所示,本发明所述矿用车轿轮边减速器行星齿轮包括齿圈1,齿圈1的中心设有行星轮内孔2,在齿圈1的外表面设置齿部3,齿部3主要起动力传输的作用;在所述行星轮内孔2的孔壁中部沿孔壁的圆周方向设置挡圈槽4,挡圈槽4把行星轮内孔2分成左右两段内孔,两段内孔分别用于装配满装
圆柱滚子轴承,齿圈1直接充当轴承的
外圈,满装圆柱滚子轴承在行星轮内孔2中滚动;所述挡圈槽4中用于设置挡圈,挡圈隔开两侧的满装圆柱滚子轴承,这样的行星齿轮结构更加紧凑,所占空间更小,且满装圆柱滚子轴承承载能力更好;所述行星齿轮的模数为5.08mm,齿数为33,齿轮宽度为101.5mm;
如图1所示,在所述挡圈槽4两侧的行星轮内孔2的孔壁上设置多个沿行星轮内孔2径向设置的油孔5,油孔5与齿圈1外部齿部3的齿根连通;这样
润滑油能充分进入行星轮内孔2中,润滑与冷却满装圆柱滚子轴承和行星轮内孔2,改善工作环境;本发明的述的行星齿轮具有高可靠性、长寿命的优点。
[0015]
实施例一:一种矿用车轿轮边减速器行星齿轮的制造方法,包括以下工艺步骤:(1)锻造:采用淬透性为H5的20MnCr5合金材料锻造得到齿圈1,以保证优质齿坯,锻造采用电炉加热,严格控制始锻
温度与终锻温度;
(2)粗车:在车床上对齿圈1进行粗车,齿圈1外圆、端面和行星轮内孔2保留2mm加工余量;
(3)预备热处理:将粗车后的齿圈1在940℃条件下高温正火5.5小时,再在620℃回火处理4.5小时,以获得细化的晶粒组织;
(4)精车:在车床上对齿圈1进行精车,在齿圈1中间的行星轮内孔2的孔壁上沿孔壁的圆周方向车挡圈槽4,齿圈1的两端面保留0.3mm的加工余量;
(5)超声波探伤:用超声波检查齿圈1内部有无缺陷,探伤标准为二级;
(6)滚齿:在滚齿机上对齿圈1外表面的齿部3进行粗加工,齿轮公法线保留0.25mm的加工余量;
(7)钻孔:在齿圈1中部的行星轮内孔2孔壁上沿着行星轮内孔2的径向钻多个油孔
5,油孔5通过齿部3的齿根,从而使行星轮内孔2表面在工作过程中有更好的润滑和冷却;
(8)渗碳热处理:将钻孔后的齿圈1在920℃进行渗碳处理,时间为7.2小时,碳势为
0.85%;然后降温至850℃,降温过程中通氮气,保温30分钟,从通氮气到保温结束的总时间为1.5小时;保温结整理后于850℃进行淬火;
(9)对齿圈1的两端面进行平磨至所需尺寸,再将齿圈1的行星轮内孔2磨至所需尺寸,在磨行星轮内孔2时找正端面,
节圆跳动<0.01mm;
(10)磨齿:将齿圈1固定在磨齿机上,以齿圈1的两端面为基准,对齿部3进行磨削至所需尺寸;
(11)磁粉探伤:在磁粉探伤机上对齿部3进行磁粉探伤检查,检查齿部3是否有磨削裂纹及烧伤;
(12)齿根强化喷丸:对齿部3的齿根进行喷丸处理,采用的丸粒为合金铸钢丸S230,喷丸强度为0.5弧高度,表面覆盖率>200%,表面残余压力力>60KSI;
(13)锰磷化处理:将行星齿轮在70℃下处理20min,在行星齿轮的表面形成铁磷酸锰
2
膜,铁磷酸锰膜重>7.5g/m ;经锰磷化处理后的行星齿轮的表面状态如图2所示。
[0016] 实施例二:一种矿用车轿轮边减速器行星齿轮的制造方法,包括以下工艺步骤:(1)锻造:采用淬透性为H5的20MnCr5合金材料锻造得到齿圈1,以保证优质齿坯,锻造采用电炉加热,严格控制始锻温度与终锻温度;
(2)粗车:在车床上对齿圈1进行粗车,齿圈1外圆、端面和行星轮内孔2保留3mm加工余量;
(3)预备热处理:将粗车后的齿圈1在950℃条件下高温正火5.5小时,再在630℃回火处理3.5小时,以获得细化的晶粒组织;
(4)精车:在车床上对齿圈1进行精车,在齿圈1中间的行星轮内孔2的孔壁上沿孔壁的圆周方向车挡圈槽4,齿圈1的两端面保留0.4mm的加工余量;
(5)超声波探伤:用超声波检查齿圈1内部有无缺陷,探伤标准为二级;
(6)滚齿:在滚齿机上对齿圈1外表面的齿部3进行粗加工,齿轮公法线保留0.35mm的加工余量;
(7)钻孔:在齿圈1中部的行星轮内孔2孔壁上沿着行星轮内孔2的径向钻多个油孔
5,油孔5通过齿部3的齿根,从而使行星轮内孔2表面在工作过程中有更好的润滑和冷却;
(8)渗碳热处理:将钻孔后的齿圈1在960℃进行渗碳处理,时间为6.8小时,碳势为
0.95%;然后降温至870℃,降温过程中通氮气,保温10分钟,从通氮气到保温结束的总时间为2小时;保温结整理后于870℃进行淬火;
(9)对齿圈1的两端面进行平磨至所需尺寸,再将齿圈1的行星轮内孔2磨至所需尺寸,在磨行星轮内孔2时找正端面,节圆跳动<0.01mm;
(10)磨齿:将齿圈1固定在磨齿机上,以齿圈1的两端面为基准,对齿部3进行磨削至所需尺寸;
(11)磁粉探伤:在磁粉探伤机上对齿部3进行磁粉探伤检查,检查齿部3是否有磨削裂纹及烧伤;
(12)齿根强化喷丸:对齿部3的齿根进行喷丸处理,采用的丸粒为合金铸钢丸S230,喷丸强度为0.7弧高度,表面覆盖率>200%,表面残余压力力>60KSI;
(13)锰磷化处理:将行星齿轮在100℃下处理10min,在行星齿轮的表面形成铁磷酸锰
2
膜,铁磷酸锰膜重>7.5g/m ;经锰磷化处理后的行星齿轮的表面状态如图2所示。
[0017] 实施例三:一种矿用车轿轮边减速器行星齿轮的制造方法,包括以下工艺步骤:(1)锻造:采用淬透性为H5的20MnCr5合金材料锻造得到齿圈1,以保证优质齿坯,锻造采用电炉加热,严格控制始锻温度与终锻温度;
(2)粗车:在车床上对齿圈1进行粗车,齿圈1外圆、端面和行星轮内孔2保留2.5mm加工余量;
(3)预备热处理:将粗车后的齿圈1在945℃条件下高温正火5小时,再在625℃回火处理4小时,以获得细化的晶粒组织;
(4)精车:在车床上对齿圈1进行精车,在齿圈1中间的行星轮内孔2的孔壁上沿孔壁的圆周方向车挡圈槽4,齿圈1的两端面保留0.35mm的加工余量;
(5)超声波探伤:用超声波检查齿圈1内部有无缺陷,探伤标准为二级;
(6)滚齿:在滚齿机上对齿圈1外表面的齿部3进行粗加工,齿轮公法线保留0.3mm的加工余量;
(7)钻孔:在齿圈1中部的行星轮内孔2孔壁上沿着行星轮内孔2的径向钻多个油孔
5,油孔5通过齿部3的齿根,从而使行星轮内孔2表面在工作过程中有更好的润滑和冷却;
(8)渗碳热处理:将钻孔后的齿圈1在940℃进行渗碳处理,时间为7小时,碳势为
0.9%;然后降温至860℃,降温过程中通氮气,保温20分钟,从通氮气到保温结束的总时间为1.6小时;保温结整理后于860℃进行淬火;
(9)对齿圈1的两端面进行平磨至所需尺寸,再将齿圈1的行星轮内孔2磨至所需尺寸,在磨行星轮内孔2时找正端面,节圆跳动<0.01mm;
(10)磨齿:将齿圈1固定在磨齿机上,以齿圈1的两端面为基准,对齿部3进行磨削至所需尺寸;
(11)磁粉探伤:在磁粉探伤机上对齿部3进行磁粉探伤检查,检查齿部3是否有磨削裂纹及烧伤;
(12)齿根强化喷丸:对齿部3的齿根进行喷丸处理,采用的丸粒为合金铸钢丸S230,喷丸强度为0.6弧高度,表面覆盖率>200%,表面残余压力力>60KSI;
(13)锰磷化处理:将行星齿轮在80℃下处理15min,在行星齿轮的表面形成铁磷酸锰
2
膜,铁磷酸锰膜重>7.5g/m ;经锰磷化处理后的行星齿轮的表面状态如图2所示。