[发明专利]装载机驱动桥高强度主减速器螺旋锥齿轮副及加工工艺

说明书

技术领域

 本发明涉及工程机械驱动桥领域，尤其是一种装载机驱动桥高强度主减速器螺旋锥齿轮副及加工工艺。

背景技术

主减速器螺旋锥齿轮副是装载机驱动桥的核心零部件，承担动力传递过程中减速增扭和改变动力传递方向的作用。目前使用的主减速器外反馈率较高，以主减速器螺旋锥齿轮副断齿或严重点蚀为主要失效模式。螺旋锥齿轮副的设计参数，包括齿宽、齿根圆角半径、热处理工艺等，沿用多年未改变，在承载能力、振动与噪音、可靠性等方面已不能满足当前更为恶劣的整机工况要求。

发明内容

本发明的目的就是提供一种解决螺旋锥齿轮副承载能力不足、振动与噪音大、可靠性低等问题的装载机驱动桥高强度主减速器螺旋锥齿轮副及加工工艺。

本发明的解决方案是这样的：

一种装载机驱动桥高强度主减速器螺旋锥齿轮副，包括相互啮合的一个主动螺旋锥齿轮和一个从动螺旋锥齿轮，其特征在于：所述螺旋锥齿轮的齿宽a与外锥距b之比为0.31～0.37。

更具体的技术方案还包括：所述主动螺旋锥齿轮齿根圆角半径为1.5～2 mm，从动螺旋锥齿轮齿根圆角半径为3.5～4 mm。

进一步的：所述主动螺旋锥齿轮采用双重收缩齿制，其分锥角为13°～ 14°,顶锥角为18°～ 19°，根锥角为12°～ 13°。

进一步的：所述从动螺旋锥齿轮采用双重收缩齿制，其分锥角为76°～ 77°,顶锥角为77°～ 78°，根锥角为71°～ 72°。

一种装载机驱动桥高强度主减速器螺旋锥齿轮副加工工艺，包括：

（1）、渗碳淬火处理步骤：在渗碳淬火处理时，有效硬化层深度范围在（0.15～0.20）*模数+0.2 mm；

（2）、喷丸处理步骤：采用齿面强化喷丸，弹丸材料为钢丝切丸CW23(G3)HRC55～60，喷丸强度0.45～0.55 mmA，覆盖率为不低于200%。

本发明的优点是。

1、 打破传统齿宽设计不超过0.3倍外锥距限制，在不影响接触质量的前提下采用最长齿宽设计，以此增加齿轮副的重迭系数、承载能力和传动平稳性。

2、 加大齿根圆角半径，提高齿轮弯曲强度，降低断齿失效概率。

3、 采用双重收缩齿制，提高齿轮副承受低速重载工况的能力。

4、 采用齿面强化喷丸，可提高齿轮强度，增加传动平稳性，降低传递噪音。

5、 采用有效硬化层深度对齿轮渗碳淬火的热处理工艺进行评价，更能代表齿轮渗碳淬火处理后的综合机械性能。

6、改进后的螺旋锥齿轮副，通过加速疲劳台架试验进行验证，相比改进前的螺旋锥齿轮副，使用寿命提高了44%。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是从动螺旋锥齿轮的截面图。

图3是螺旋锥齿轮副锥角示意图。

图4是齿轮副应力和使用寿命对比图。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本发明作进一步详述：

如图1所示，本发明包括相互啮合传递扭矩的一个主动螺旋锥齿轮1和一个从动螺旋锥齿轮2，如图2所示，所述螺旋锥齿轮的齿宽a与外锥距b之比为0.31～0.37。

本实施例的主动螺旋锥齿轮齿根圆角半径为1.5～2 mm，从动螺旋锥齿轮齿根圆角半径为3.5～4 mm。

如图3所示，本实施例的螺旋锥齿轮副有根锥角3、分锥角4、顶锥角5，并采用双重收缩齿制，主动螺旋锥齿轮的分锥角为13°40′12″,顶锥角为18°1′48″，根锥角为12°30′36″，从动螺旋锥齿轮的分锥角为76°19′48″,顶锥角为77°29′24″，根锥角为71°58′12″。

根据上述技术方案得到的装载机驱动桥高强度主减速器螺旋锥齿轮副，材料采用22CrMo，其加工工艺步骤包括：

（1）、渗碳淬火处理步骤：在渗碳淬火处理时，有效硬化层深度范围在（0.15～0.20）*模数+0.2 mm；

（2）、喷丸处理步骤：采用齿面强化喷丸，弹丸材料为钢丝切丸CW23(G3)HRC55～60，喷丸强度0.45～0.55 mmA，覆盖率为不低于200%。

通过上述改进设计，螺旋锥齿轮副台架试验使用寿命为47.88万次，比改进前的33.36万次提高了44%，齿面接触应力和齿根弯曲应力都有明显的减小，传动更为平稳，噪音更小。