[发明专利]烧结的齿轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有齿的烧结齿轮，该齿在齿面和齿根区域中具有在齿面区域和齿根区域之间的过渡部段中保持连续的和压实的表层，该表层的剩余孔隙率小于10%。

背景技术

为了使在粉末冶金中制造的烧结齿轮在齿根区域获得更高的疲劳弯曲强度和在齿面区域获得更高的耐磨强度，(在EP 0 552 272 B1中)已知的是，齿轮已烧结的粉末金属坯料在齿面和齿根区域压实，因此可得到在很大程度上无孔的表层，这种表层在齿轮的啮合区域显著提高了许用承载能力。与之相关地(在US 5 884 527 A中)已知，最大剩余孔隙率为10%的压实的表层的厚度为380至1000μm。但(在US 7 556 864 B2中)也已经建议，将压实的表层设计为在齿根和齿面区域内具有不同的厚度。通过压实表层在齿面区域的厚度为500至1000μm，且该表层连续过渡为在齿根区域内的厚度为10至300μm的压实表层，一方面可以与出现的载荷相适配，另一方面可以降低噪声。

相互啮合的齿轮由于力的传递在齿根部承受弯曲的载荷，其中，最大应力出现在齿根区域和齿面区域之间的过渡部段中，并且其最大值出现在齿轮表面上。为了能够在载荷更大时承受这种弯曲应力，在齿根和齿面区域之间的过渡部段中使用具有足够厚度的压实表层，然而在实践中显示，即使在最大弯曲应力的区域中应用更厚的表层，也不能排除材料过载的危险。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题在于，这样构造开头所述类型的烧结齿轮，使得其承载能力能够得到显著提高。

所述技术问题按照本发明通过以下方式解决，即，压实的表层在齿面与齿根区域之间的过渡部段中的厚度比在相邻的齿面与齿根区域中的厚度小。

为了制造具有齿的烧结齿轮(该齿在齿面和齿根区域中具有压实的表层)，具有与要压实的表层相适配的余量的粉末金属坯料被烧结，然后借助构成对应啮合齿的挤压工具通过在余量区域中压实表层而调校至额定尺寸。在挤压工具的对应啮合齿滚动地啮合到烧结的粉末金属坯料的齿中时，在齿面和齿根区域之间的过渡部段中，挤压工具的对应啮合齿的齿尖基本上进入烧结的粉末金属坯料中，这会导致可能使材料损坏(例如材料成鳞状堆复层或材料堆叠)的程度极大的变形。通过减小烧结的粉末金属坯料的余量在齿面和齿根区域之间的过渡部段中的厚度，通过用挤压工具加工而造成的变形度可以被降低至不会导致材料成鳞片状或材料堆叠(可能影响压实材料的承载能力)的程度。出于这种原因，在齿面和齿根区域之间的过渡部段中的压实表层的厚度的减小会以意想不到的方式使具有良好齿根强度的烧结齿轮的承载能力明显提升。

如果在齿面和齿根区域之间的过渡部段中的压实表层的厚度最大为280μ，则产生了特别有利的设计条件，因为在这种情况下可以在通过将挤压工具的对应啮合齿滚动地啮合到烧结的粉末金属坯料的齿中而使表面压实的调校过程中很大程度地避免材料损伤。

附图说明

在附图中示例性地显示本发明的技术方案。在附图中：

图1以沿轴向法线剖切得到的示意剖视图示出按照本发明的烧结的齿轮的齿区域的局部；和

图2以较大比例示出齿的从齿面区域向齿根区域过渡的部段内的局部图。

具体实施方式

未进一步显示的烧结齿轮的齿1以传统方式构成齿面区域2和齿根区域3。在这两区域2和3之间的过渡部段标注为4并且通常由相对齿轴线5倾斜30°的与齿1的轮廓相切的切线6定义，如由图2可看出的那样。

在齿1的齿面和齿根区域2、3中设置压实的表层，该表层在齿面区域中标以7并且在齿根区域中标以8，其中，在过渡部段4中形成连续地过渡至表层7、8的表层9。所述压实的表层7、8和9具有小于10%的剩余孔隙率，所述剩余孔隙率朝向齿表面逐渐降低，因此在紧邻齿表面的区域中的材料预期基本密实无孔隙。压实的表层9在过渡部段4的区域中具有相对齿面和齿根区域2、3的压实表层7和8更小的厚度，该厚度小于280μm。齿根区域3中的压实表层8的厚度优选超过350μm。齿面区域2内的压实表层7可以以本身已知的方式具有500至1000μm之间的厚度，也可以具有更大的厚度。