一种轻量化齿轮的制作方法

1.本发明涉及一种机械传动部件，具体是一种轻量化齿轮。


背景技术：

2.齿轮是一种运用广泛的机械传动部件，现有的齿轮一般为钢件，这种材料的齿轮比重大、重量大，不能满足轻量化要求。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种轻量化齿轮，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轻量化齿轮，其特征在于，包括齿轮基体（1），该齿轮基体（1）整体的材质为轻质合金，且齿轮基体（1）外圆面上的齿形部分包覆有一层耐磨层（2）。
5.本发明摒弃了传统的钢件齿轮，取而代之的是齿轮基体（1）的材质调整为轻质合金，这样就大幅降低了齿轮的重量；由于轻质合金的耐磨强度不够，因此在齿轮基体（1）外圆面上的齿形部分包覆一层耐磨层（2），这样就能增强齿形部分的耐磨性能，从而保证齿轮的耐磨性能。最终，在实现减重、轻量化目的同时，保证齿轮的耐磨性能和寿命跟传统钢件齿轮相差不大。
6.为了兼顾耐磨性能，并便于实施，所述耐磨层（2）是碳化钨涂层。
7.为了便于实施，所述耐磨层（2）通过超音速火焰喷涂工艺形成，并与齿轮基体（1）热熔为整体。
8.作为最优设计结果，所述耐磨层（2）的厚度为0.5-0.8mm。当然，在具体实施时，并不一定局限于0.5-0.8mm。
9.作为优先设计，所述齿轮基体（1）的材质为高强度的铝合金。
10.有益效果是：本发明摒弃了传统的钢件齿轮，取而代之的是齿轮基体的材质调整为轻质合金，这样就大幅降低了齿轮的重量，实现了轻量化要求；由于轻质合金的耐磨强度不够，因此在齿轮基体外圆面上的齿形部分包覆一层耐磨层，这样就能增强齿形部分的耐磨性能，从而保证齿轮的耐磨性能。最终，在实现减重、轻量化目的同时，保证了齿轮的耐磨性能和寿命跟传统钢件齿轮相差不大，从而很好解决了现有技术的缺陷，适于广泛推广运用。
附图说明
11.图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
12.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
13.请参阅图1所示，一种轻量化齿轮，包括齿轮基体1，齿轮基体1整体的材质均为轻
质合金，在本案中优选为高强度的铝合金。齿轮基体1外圆面上的齿形部分包覆有一层耐磨层2，耐磨层2是碳化钨涂层，耐磨层2的厚度为0.5-0.8mm，比如0.55、0.6、0.7mm等。并且，所述耐磨层2通过超音速火焰喷涂工艺形成，并与齿轮基体1热熔为整体。需要特别说明的是，通过超音速火焰喷涂工艺形成碳化钨涂层常见用于电路板上，碳化钨涂层的目的是绝缘，而不是耐磨。
14.本轻量化齿轮与传统钢件齿轮的性能对比如下：强度：以高强度铝合金（比如7075）作为齿轮基体，高强度铝合金的抗拉强度达到524 mpa；对于一般45钢齿轮的抗拉强度为600mpa，两者非常接近。对高强度齿轮 （比如40cr）的抗拉强度为800mpa, 则可以通过适当增加高强度铝合金齿轮的宽度、将原有钢齿轮的直齿改为铝合金齿轮的斜齿等方式，按抗拉强度为524 mpa的参数设计齿轮，以弥补铝合金强度的不足。
15.硬度：本齿轮的齿形表面硬度可以达到65hrc以上，相对于一般齿轮表面硬度（包括渗碳热处理后）的硬度为58-62 hrc，耐磨性更高，寿命更长。
16.重量：由于铝合金比重为2.8，用高强度铝合金材料作为齿轮基体后重量只有钢齿轮的36%。考虑到有可能适当增加齿轮宽厚度度等因素，以高强度铝合金为基体的齿轮替代钢齿轮，减重至少50-60%。


技术特征：
1.一种轻量化齿轮，其特征在于，包括齿轮基体（1），该齿轮基体（1）整体的材质为轻质合金，且齿轮基体（1）外圆面上的齿形部分包覆有一层耐磨层（2）。2.根据权利要求1所述的一种轻量化齿轮，其特征在于，所述耐磨层（2）是碳化钨涂层。3.根据权利要求2所述的一种轻量化齿轮，其特征在于，所述耐磨层（2）通过超音速火焰喷涂工艺形成，并与齿轮基体（1）热熔为整体。4.根据权利要求3所述的一种轻量化齿轮，其特征在于，所述耐磨层（2）的厚度为0.5-0.8mm。5.根据权利要求1所述的一种轻量化齿轮，其特征在于，所述齿轮基体（1）的材质为铝合金。

技术总结
本发明公开一种轻量化齿轮，包括齿轮基体（1），该齿轮基体（1）整体的材质为轻质合金，且齿轮基体（1）外圆面上的齿形部分包覆有一层耐磨层（2）。本发明摒弃了传统的钢件齿轮，取而代之的是齿轮基体的材质调整为轻质合金，这样就大幅降低了齿轮的重量，实现了轻量化要求；由于轻质合金的耐磨强度不够，因此在齿轮基体外圆面上的齿形部分包覆一层耐磨层，这样就能增强齿形部分的耐磨性能，从而保证齿轮的耐磨性能。最终，在实现减重、轻量化目的同时，保证了齿轮的耐磨性能和寿命跟传统钢件齿轮相差不大。大。大。


技术研发人员：蒋国峰
受保护的技术使用者：重庆永发工业有限公司
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/7/27