[发明专利]PFPE与Ag固体润滑薄膜混合润滑的谐波齿轮传动装置

说明书

本发明公开了一种PFPE与Ag固体润滑薄膜混合润滑的谐波齿轮传动装置。装置包括刚轮、柔轮、柔性轴承及波发生器。所述刚轮和柔轮的齿部表面覆有一层Ag固体润滑薄膜。Ag固体润滑薄膜表面涂覆有PFPE润滑脂，且波发生器和柔轮内壁上也均匀涂抹PFPE润滑脂。所述刚轮的基体材料为球墨铸铁；所述柔轮的基体材料为38Cr2Mo2VA合金钢；所述刚轮的基体材料球墨铸铁的热处理工艺为等温淬火；所述柔轮的基体材料38Cr2Mo2VA合金钢的热处理工艺为调质处理及感应淬火。本发明采用多组分固/液复合润滑材料，可以完全满足谐波齿轮传动装置多种工况条件下的润滑和防护。

技术领域

本发明属于传动装置领域，涉及一种适用于多种工况条件下谐波齿轮传动装置的PFPE与Ag固体润滑薄膜混合润滑技术，尤其涉及一种PFPE与Ag固体润滑薄膜混合润滑的谐波齿轮传动装置。

背景技术

与常规齿轮传动比，谐波齿轮传动装置具有传动比大、体积小、质量轻和传动精度高等优点。谐波齿轮传动装置利用柔轮的弹性变形来传递运动和动力，刚轮与柔轮配合属于无侧隙挤压式配合方式，谐波齿轮传动装置的失效形式主要表现为谐波齿轮传动装置内部各接触区域润滑状态不良引起柔轮和刚轮齿部磨损，从而导致传动性能的逐渐衰退。

目前，市场上谐波齿轮传动装置的润滑方式多采用润滑脂，具有良好的粘温性能以及润滑性能，但在温度升高和载荷增大的工况下，脂润滑谐波齿轮传动装置的效率会出现一定程度的下降；而且谐波齿轮传动装置常用于低速、轻载的工况条件。低速运转的油脂润滑摩擦副之间不能形成有效的润滑油膜而导致齿部的粘着磨损是谐波齿轮传动装置主要失效原因。

若仅采用固体润滑方式则存在摩擦系数较大、热传导性能差和固体润滑脂的自修复性能差都会影响其润滑寿命。

现有其它专利采用磁控溅射法制备的纯WS₂薄膜涂覆到谐波柔轮和刚轮齿部，并与润滑脂一起用于混合润滑。虽然WS₂薄膜的厚度控制精度高，能满足尺寸精度的较高要求；但由于本身硬度低导致承载能力低、耐磨寿命短，并且在大气潮湿环境中易被潮解和氧化，降低了其固体润滑性能和耐磨寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，并提供一种PFPE与Ag固体润滑薄膜混合润滑的谐波齿轮传动装置，旨在减少柔轮和刚轮的摩擦磨损，提高谐波齿轮传动装置的使用寿命。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种PFPE与Ag固体润滑薄膜混合润滑的谐波齿轮传动装置，包括刚轮、柔轮、柔性轴承及波发生器；所述波发生器上装配柔性轴承，柔性轴承外设有柔轮；所述柔轮产生可控弹性变形，并与刚轮相啮合用于传递运动和动力；所述刚轮和柔轮的齿部表面覆有一层Ag固体润滑薄膜，且Ag固体润滑薄膜表面涂覆有PFPE润滑脂；所述刚轮的基体材料为球墨铸铁；所述柔轮的基体材料为38Cr₂Mo₂VA合金钢；所述柔性轴承的基体材料为轴承钢；所述球墨铸铁的热处理工艺为等温淬火；所述38Cr₂Mo₂VA合金钢的热处理工艺为调质处理及感应淬火。所述球墨铸铁为石墨以球状形式存在的铸铁。

上述球磨铸铁的等温淬火工艺具体为将成型后的球磨铸铁加热到900℃使其奥氏体化并均匀化，使之快冷到贝氏体转变温度区间300℃，然后盐浴保温处理30分钟，奥氏体转变为贝氏体后空冷，等温淬火处理后其硬度达HRC40。上述38Cr₂Mo₂VA合金钢的调质处理及感应淬火具体为：首先将成型后的38Cr₂Mo₂VA合金钢在850℃下淬火，采用冷却介质为油，回火温度是590度，调质处理后硬度达到32HRC；然后进行感应淬火，采用高频感应淬火，频率为300KHZ，油冷，淬硬层深度为0.6mm，感应淬火后柔轮齿部表面硬度达HRC48。

进一步优选，柔性轴承的内外圈材料为GCr15。