一种耐腐蚀齿轮及其船用齿轮箱

1.本实用新型涉及齿轮技术领域，具体为一种耐腐蚀齿轮及其船用齿轮箱。


背景技术：

2.船用齿轮箱是船舶动力系统的主推进传动装置，具有倒顺、离合、减速和承受螺旋桨推力的功能，与柴油机配套组成船舶动力系统，广泛应用于各种客货轮船、工程船、渔船、近海和远洋船舶以及游艇、警用艇、军工舰船等，是船舶工业的重要关键设备，齿轮是依靠本身的结构尺寸和材料强度来承受外载荷的，这就要求材料具有较高强度韧性和耐磨性，考虑到船上设备在湿润海风中很容易被腐蚀，部分零件甚至直接浸泡在海水中，这要求船用齿轮还需要兼顾较强的防腐蚀功能。
3.然而现有船舶传动齿轮具有以下缺陷：1、现有的船舶传动齿轮强度较差，导致船舶传动齿轮在长期使用时，容易出现断裂损坏；2、现有船舶传动齿轮的耐磨性能较差，导致船舶传动齿轮长期使用时，容易出现磨损，造成船舶传动齿轮出现损坏；3、现有船舶传动齿轮的耐腐蚀性能较弱，长期在海上潮湿环境种容易受到腐蚀，加速齿轮损坏断裂；4.传统的防腐蚀涂层材料大多含有铅和铬等有毒重金属，对于生态环境存在一定的威胁。为此，我们提出一种耐腐蚀齿轮及其船用齿轮箱来解决上述问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种耐腐蚀齿轮及其船用齿轮箱，解决了现有的问题。
5.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种耐腐蚀齿轮，包括齿轮本体，所述齿轮本体包括端面，所述端面外周固定连接有轮齿，所述端面的轴心处开设有轴孔，所述齿轮本体具有四层机构，由内向外依次为纳米相-细晶结构心部、纳米梯度结构过渡层、纳米相-纳米晶结构表层和聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层，所述聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层均匀涂覆在纳米相-纳米晶结构表层表面。
6.优选的，所述聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层由材质为聚氨酯面漆喷涂而成。
7.优选的，所述聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层的厚度为50-60微米。
8.优选的，所述轮齿与端面一体式固定连接。
9.本实用新型还公开了一种船用齿轮箱，包括齿轮箱以及所述的齿轮本体，所述齿轮箱上固定安装有电机，所述电机的输出端固定安装有转轴，所述齿轮本体通过轴孔配合安装在转轴上。
10.优选的，所述齿轮箱上还转动安装有与齿轮本体材质相同的一个或多个其余齿轮，一个或多个其余齿轮与齿轮本体之间传动连接。
11.有益效果
12.本实用新型提供了一种耐腐蚀齿轮及其船用齿轮箱，与现有技术相比具备以下有益效果：
13.该一种耐腐蚀齿轮及其船用齿轮箱，所述齿轮本体由内向外依次为纳米相-细晶结构心部、纳米梯度结构过渡层、纳米相-纳米晶结构表层和聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层，通过设置具有纳米相-细晶结构心部、纳米相-纳米晶结构表层相互配合，形成的梯度纳米结构能够使得齿轮本体具有优异整体性能(高强韧)和突破性(超强耐磨)表层性能，能够实现耐磨防蚀效果以及满足高强韧性的船舶传动用铜合金齿轮的要求，以及聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层具有优良的物理机械性能：涂膜坚硬、柔韧、光亮尤其是耐磨性,黏附力特别好、水解稳定性及耐生物污损性优异、耐温性强，进而齿轮本体具备了多重耐磨防腐蚀的效果，达到了船舶传动齿轮强度的增加和耐磨防腐蚀性能提高的要求，使船舶传动齿轮在长期使用时，能够有效的提高船舶传动齿轮的强度，防止船舶齿轮箱传动齿轮出现断裂损坏，同时能够有效的提高船舶传动齿轮的耐磨和防腐蚀性能，减少船舶传动齿轮出现磨损和被潮湿海上环境腐蚀的现象，延长了船舶传动齿轮的使用寿命。
附图说明
14.图1为本实用新型齿轮本体主视结构示意图；
15.图2为本实用新型齿轮本体整体结构示意图；
16.图3为本实用新型齿轮本体内部结构示意图；
17.图4为本实用新型整体结构示意图。
18.图中：1、齿轮本体；101、纳米相-细晶结构心部；102、纳米梯度结构过渡层；103、纳米相-纳米晶结构表层；104、聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层；11、端面；12、轮齿；13、轴孔；2、齿轮箱；3、电机；4、转轴。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.请参阅图1-4，本实用新型提供两种技术方案：
21.实施例一：
22.一种耐腐蚀齿轮，包括齿轮本体1，齿轮本体1包括端面11，端面11外周固定连接有轮齿12，端面11的轴心处开设有轴孔13，齿轮本体1具有四层机构，由内向外依次为纳米相-细晶结构心部101、纳米梯度结构过渡层102、纳米相-纳米晶结构表层103和聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层104，聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层104均匀涂覆在纳米相-纳米晶结构表层103表面；
23.一种船用齿轮箱，包括齿轮箱2以及的齿轮本体1，齿轮箱2上固定安装有电机3，电机3的输出端固定安装有转轴4，齿轮本体1通过轴孔13配合安装在转轴4上。
24.实施例二：
25.一种耐腐蚀齿轮，包括齿轮本体1，齿轮本体1包括端面11，端面11外周固定连接有轮齿12，轮齿12与端面11一体式固定连接，端面11的轴心处开设有轴孔13，齿轮本体1具有四层机构，由内向外依次为纳米相-细晶结构心部101、纳米梯度结构过渡层102、纳米相-纳
米晶结构表层103和聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层104，通过纳米相-细晶结构心部101、纳米相-纳米晶结构表层103相互配合，形成的梯度纳米结构能够使得齿轮具有优异整体性能(高强韧)和突破性(超强耐磨)表层性能，延长了船用齿轮本体1的使用寿命；聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层104均匀涂覆在纳米相-纳米晶结构表层103表面，聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层104由材质为聚氨酯面漆喷涂而成，聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层104的厚度为50-60微米，无气味、无污染，以水为分散介质，不含甲苯、二甲苯等挥发性有机溶剂，无铅无铬化，符合环保要求；一种船用齿轮箱，包括齿轮箱2以及的齿轮本体1，齿轮箱2上固定安装有电机3，电机3的输出端固定安装有转轴4，齿轮本体1通过轴孔13配合安装在转轴4上。
26.使用时，首先通过铜合金熔铸过程中微合金元素的加入，浇筑获得整体具有纳米相-细晶结构心部101的铜合金齿轮本体1，在200～400℃之间对具有纳米相-细晶结构心部101的铜合金齿轮本体1进行0.5h～1h的退火处理，进一步采用表面纳米化技术将具有纳米相-细晶结构心部101的铜合金铸锭表层的微米级细晶转变为纳米晶，获得纳米相-纳米晶结构表层103，而心部仍保持纳米相-细晶结构心部101，制备出具有纳微结构的铜合金齿轮本体1，使用聚氨酯面漆喷涂1-2遍，形成厚50-60微米的聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层104；
27.本实用新型的齿轮本体1由内向外依次为纳米相-细晶结构心部101、纳米梯度结构过渡层102、纳米相-纳米晶结构表层103和聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层104，通过设置具有纳米相-细晶结构心部101、纳米相-纳米晶结构表层103相互配合，形成的梯度纳米结构能够使得齿轮本体1具有优异整体性能(高强韧)和突破性(超强耐磨)表层性能，能够实现耐磨防蚀效果以及满足高强韧性的船舶传动用铜合金齿轮的要求，以及聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层104具有优良的物理机械性能：涂膜坚硬、柔韧、光亮尤其是耐磨性,黏附力特别好、水解稳定性及耐生物污损性优异、耐温性强，进而齿轮本体1具备了多重耐磨防腐蚀的效果，达到了船舶传动齿轮强度的增加和耐磨防腐蚀性能提高的要求，使船舶传动齿轮在长期使用时，能够有效的提高船舶传动齿轮的强度，防止船舶齿轮箱2传动齿轮出现断裂损坏，同时能够有效的提高船舶传动齿轮的耐磨和防腐蚀性能，减少船舶传动齿轮出现磨损和被潮湿海上环境腐蚀的现象，延长了船舶传动齿轮的使用寿命。
28.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
29.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
30.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种耐腐蚀齿轮，包括齿轮本体(1)，其特征在于：所述齿轮本体(1)包括端面(11)，所述端面(11)外周固定连接有轮齿(12)，所述端面(11)的轴心处开设有轴孔(13)，所述齿轮本体(1)具有四层机构，由内向外依次为纳米相-细晶结构心部(101)、纳米梯度结构过渡层(102)、纳米相-纳米晶结构表层(103)和聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层(104)，所述聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层(104)均匀涂覆在纳米相-纳米晶结构表层(103)表面。2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀齿轮，其特征在于：所述聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层(104)由材质为聚氨酯面漆喷涂而成。3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀齿轮，其特征在于：所述聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层(104)的厚度为50-60微米。4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀齿轮，其特征在于：所述轮齿(12)与端面(11)一体式固定连接。5.一种船用齿轮箱，包括齿轮箱(2)以及权利要求1-4任一项所述的齿轮本体(1)，其特征在于：所述齿轮箱(2)上固定安装有电机(3)，所述电机(3)的输出端固定安装有转轴(4)，所述齿轮本体(1)通过轴孔(13)配合安装在转轴(4)上。6.根据权利要求5所述的一种船用齿轮箱，其特征在于：所述齿轮箱(2)上还转动安装有与齿轮本体(1)材质相同的一个或多个其余齿轮，一个或多个其余齿轮与齿轮本体(1)之间传动连接。

技术总结
本实用新型公开了一种耐腐蚀齿轮及其船用齿轮箱，包括齿轮本体，齿轮本体包括端面，端面外周固定连接有轮齿，端面的轴心处开设有轴孔，齿轮本体具有四层机构，由内向外依次为纳米相-细晶结构心部、纳米梯度结构过渡层、纳米相-纳米晶结构表层和聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层，聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层均匀涂覆在纳米相-纳米晶结构表层表面，聚氨酯抗腐蚀耐磨加强保护涂层由材质为聚氨酯面漆喷涂而成，本实用新型涉及齿轮技术领域，该一种耐腐蚀齿轮及其船用齿轮箱，能够有效的提高船舶传动齿轮的耐磨和防腐蚀性能，减少船舶传动齿轮出现磨损和被潮湿海上环境腐蚀的现象，延长了船舶传动齿轮的使用寿命。了船舶传动齿轮的使用寿命。了船舶传动齿轮的使用寿命。


技术研发人员：申江旭 杨世惟 沈十 黄鉴一 于明卉 王晨 王自东 庞晓露 陈凯旋 石佳运 王竣杨 翁天信
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/9/13