轨道交通齿轮箱用单轨锥齿轮制造技术

本实用新型专利技术请求保护一种轨道交通齿轮箱用单轨锥齿轮，属于轨道交通齿轮箱技术领域。包括主动锥齿轮及从动锥齿轮，所述主动锥齿轮及从动锥齿轮表面具有渗碳淬硬层，主动锥齿轮和从动锥齿轮均采用21NiCrMo5H材料。主动锥齿轮和从动锥齿轮均采用齿面应力喷丸工艺，所述主动锥齿轮和从动锥齿轮的渗碳淬硬有效硬化层深度按Gleason标准相应模数对应的值选取，所述主动锥齿轮和从动锥齿轮表面硬度均为58～63HRC和齿心部硬度均为38～43HRC，其余部位硬度均大于或等于53HRC。所述主动锥齿轮和从动锥齿轮采用100％配对研磨，所述主动锥齿轮和上述从动锥齿轮均采用磨齿工艺，本装置具有强度高、噪音低、传动平稳，寿命特别长的优点。

Single bevel gear for gear box of railway traffic

The utility model requests to protect a single rail bevel gear of a railway traffic gear box, which belongs to the technical field of the gear box of the rail traffic. The utility model comprises an active bevel gear and a driven bevel gear, wherein the surface of the driving bevel gear and the driven bevel gear are provided with a carburized hardened layer, and the active bevel gear and the driven bevel gear adopt 21NiCrMo5H material. The active bevel gear and the driven bevel gear adopts the tooth surface stress of shot peening, carburizing and quenching of the driving bevel gear and a driven bevel gear hard effective hardening layer depth according to Gleason standard corresponding modulus value corresponding to the selected, the driving bevel gear and a driven bevel gear surface hardness was 58 ~ 63HRC and the tooth core hardness are 38 ~ 43HRC, the rest of the hardness is greater than or equal to 53HRC. The driving gear and the driven bevel gear with 100% paired grinding, the driving gear and the driven bevel gear adopt gear grinding technology, the device has the advantages of high strength, low noise, stable transmission, long life advantages.

【技术实现步骤摘要】
轨道交通齿轮箱用单轨锥齿轮
本技术属于轨道交通齿轮箱
，特别是涉及一种具有齿轮箱锥齿轮及其制造方法。
技术介绍
由于轨道交通具有舒适、快捷和方便的特点，在我国的应用越来越广泛，同时轨道交通对车辆的安全性能要求很高，几乎所有的主机厂都对齿轮寿命提出了30年的使用要求，而轴承等其他零部件只有10年或15年的寿命要求，为此设计人员必须从齿形参数、材料和工艺上采取措施才能最大限度地提高齿轮的安全系数，达到即强化又降低噪音的双重效果，满足主机厂的配套要求和30年使用寿命要求。专利技术人对轨道交通用齿轮箱的输入条件和采购规范进行了认真的分析，发现轨道交通齿轮箱都采用电机驱动，其扭矩比汽车发动机扭矩小，传动平稳，但转速高，齿面间相互运动速度快，齿轮失效主要以接触疲劳损坏为主，轮齿断裂的可能性相对较小，而汽车齿轮的失效通常以轮齿断裂为主，设计人员重点考虑的是提高齿轮的弯曲疲劳强度，在外部安装条件足够的前提下通常从增大齿轮的模数入手，但对该轨道交通用锥齿轮副来说盲目增大齿轮模数意义并不大，设计人员必须在齿数、压力角和螺旋角以及齿高系数的选择上下功夫，才能尽可能地提高产品的接触疲劳强度，降低接触疲劳应力。该齿轮箱用锥齿轮副，由于采用一级传动，传动比大(传动比达6.571)，同时偏置距也较大(小轮偏置距达35mm)，针对这种大置距、大传动比的准双曲面齿轮副，必须确定合理的强度平衡系数，否则使用中就会出现一个齿轮因强度不够过早损坏而另一个齿轮强度还有富余，但因一个齿轮的损坏加速了另一个轮的损坏，从而大大缩短了齿轮副的使用寿命，因而必须进行“等寿命设计”，并选择合理的平衡系数，于是设计人员按不同的齿形参数和强度平衡系数对主、被动锥齿轮的强度进行了反复计算，在主、被动锥齿轮寿命基本平衡后才最终确定相应的设计参数。
技术实现思路
本技术旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种强度高、噪音低、传动平稳，寿命特别长的轨道交通齿轮箱用单轨锥齿轮。本技术的技术方案如下：一种轨道交通齿轮箱用单轨锥齿轮，包括主动锥齿轮及从动锥齿轮，所述主动锥齿轮表面具有渗碳淬硬层，主动锥齿轮的齿形参数为：主动锥齿轮大端的直径为99.82mm，齿轮的厚度为67mm，齿轮面锥与背锥的交点到轴肩的距离为12.37mm，面锥顶点高于安装距2.25mm，节锥顶点低于安装距3.6mm，根锥顶点低于安装距19.52mm，齿全高为17.57mm，齿顶高为11.65mm，分度锥上的齿厚为13.55mm，中点齿顶宽为3.55mm，齿根圆角半径为1.2mm；所述从动锥齿轮表面具有渗碳淬硬层，从动锥齿轮的齿形参数为：从动锥齿轮大端的直径为419.98mm，齿轮的厚度为111mm，齿轮齿面宽为55mm，齿轮大端顶点到齿轮底面的距离为101.71mm，面锥顶点低于安装距2.38mm，节锥顶点低于安装距2.06mm，根锥顶点低于安装距1.1mm，齿全高为17.41mm，分度锥上的齿厚为6.55mm，中点齿顶宽为4.42mm，齿顶高为3.68mm，齿根圆角半径为2.8mm，锥顶距为213.08mm。进一步的，所述主动锥齿轮和从动锥齿轮均采用优质合金钢材料。进一步的，主动锥齿轮和从动锥齿轮均采用齿面应力喷丸工艺，喷丸垂直于被喷表面并使所有齿面部位以均匀一致，不使用带有尖角棱角的弹丸，对齿根及表面进行强力喷丸处理，喷丸强度0.4～0.6A，覆盖率≥200％，弹丸直径0.8，弹丸硬度≥55HRC。进一步的，所述主动锥齿轮和从动锥齿轮的渗碳淬硬有效硬化层深度按Gleason标准相应模数对应的值选取，DC值为1.3～1.7mm。进一步的，所述主动锥齿轮和从动锥齿轮表面硬度均为58～63HRC和齿心部硬度均为38～43HRC，其余部位硬度均大于或等于53HRC。进一步的，所述主动锥齿轮和从动锥齿轮采用100％配对研磨，所述主动锥齿轮和上述从动锥齿轮均采用磨齿工艺，精度等级为GB11365的6级，其齿面和齿根部位磨光，齿根不允许有切齿时留下的刀痕，磨齿后齿厚公差控制在-0.1范围内。进一步的，所述主动锥齿轮和从动锥齿轮均要求：磨齿后，喷丸前按JB/T5000.15-2007标准进行成品磁粉探伤，齿部不允许有裂纹在内的任何缺陷。本技术的优点及有益效果如下：本技术的创新之处在于采用特殊的齿深系数和齿顶高系数及等寿命设计的强度平衡系数，这是以往常规设计齿轮所没有采用过的，优点是在已有的安装条件下及大地提高了齿轮的传动平稳性和使用寿命。附图说明图1是本技术提供优选实施例的主动锥齿轮的结构简图；图2是图1的沿A-A的剖面图，即齿形参数图；图3是本技术一较佳实施例的从动锥齿轮的结构简图；图4是图3的沿E-E的剖面图，即齿形参数图；(图1中的标号1表示主动锥齿轮的轴颈。2表示主动锥齿轮的轮冠。3表示主动锥齿轮的节锥母线。4表示主动锥齿轮的根锥母线)。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述。所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例。本技术的技术方案如下：如图1-4所示，本技术针对轨道交通车辆齿轮箱主、从动锥齿轮进行优化设计，保留了图1中的B’部分(即图1中的齿轮轴)与轨道交通的其它产品近可能一致，以保证加工时的工装、夹具和量具与其它产品可以通用，不在增加新的投入，从而近可能地降低成本，实现高效益、高附加值、低成本、长寿命的新产品创新理念。该设计重点对齿轮的齿形参数进行设计，即对图1和图3中的B部分进行强化设计，最终确定齿轮的齿形参数。下面结合本技术所述的具体实施方式对本技术做进一步说明。参照图1和图2，该自主单轨齿轮箱用主动锥齿轮大端2的直径99.82mm，齿轮的厚度为67mm，齿轮面锥与背锥的交点到轴肩的距离为12.37mm，面锥顶点高于安装距2.25mm，节锥顶点低于安装距3.6mm，根锥顶点低于安装距19.52mm，齿全高为17.57mm，齿顶高为11.65mm，分度锥上的齿厚为13.55mm，中点齿顶宽为3.55mm，齿根圆角半径为1.2mm；参照图3和图4，该自主单轨齿轮箱用从动锥齿轮的齿形参数为：从动锥齿轮大端的直径为419.98mm，齿轮的厚度为111mm，齿轮齿面宽为55mm，齿轮大端顶点到齿轮底面的距离为101.71mm，面锥顶点低于安装距2.38mm，节锥顶点低于安装距2.06mm，根锥顶点低于安装距1.1mm，齿全高为17.41mm，分度锥上的齿厚为6.55mm，中点齿顶宽为4.42mm，齿顶高为3.68mm，齿根圆角半径为2.8mm，锥顶距为213.08mm。优选的，上述自主单轨主、被动锥齿轮均采用21NiCrMo5H材料生产。优选的，上述主动锥齿轮和从动锥齿轮均采用齿面应力喷丸工艺，并严格规定了喷丸工艺——喷丸应垂直于被喷表面并使所有齿面部位得到均匀一致的效果，不得使用带有尖角棱角的弹丸。对齿根及表面进行强力喷丸处理，喷丸强度0.4～0.6A，覆盖率≥200％，弹丸直径0.8，弹丸硬度≥55HRC。优选的，上述主、被动锥齿轮的渗碳淬硬有效硬化层深度按Gleason标准相应模数对应的值选取，DC值为1.3～1.7mm。优选的，上述主、被动锥齿轮齿表面硬度均为58～63HRC和齿心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道交通齿轮箱用单轨锥齿轮，包括主动锥齿轮及从动锥齿轮，其特征在于，所述主动锥齿轮表面具有渗碳淬硬层，主动锥齿轮的齿形参数为：主动锥齿轮大端的直径为99.82mm，齿轮的厚度为67mm，齿轮面锥与背锥的交点到轴肩的距离为12.37mm，面锥顶点高于安装距2.25mm，节锥顶点低于安装距3.6mm，根锥顶点低于安装距19.52mm，齿全高为17.57mm，齿顶高为11.65mm，分度锥上的齿厚为13.55mm，中点齿顶宽为3.55mm，齿根圆角半径为1.2mm；所述从动锥齿轮表面具有渗碳淬硬层，从动锥齿轮的齿形参数为：从动锥齿轮大端的直径为419.98mm，齿轮的厚度为111mm，齿轮齿面宽为55mm，齿轮大端顶点到齿轮底面的距离为101.71mm，面锥顶点低于安装距2.38mm，节锥顶点低于安装距2.06mm，根锥顶点低于安装距1.1mm，齿全高为17.41mm，分度锥上的齿厚为6.55mm，中点齿顶宽为4.42mm，齿顶高为3.68mm，齿根圆角半径为2.8mm，锥顶距为213.08mm。

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通齿轮箱用单轨锥齿轮，包括主动锥齿轮及从动锥齿轮，其特征在于，所述主动锥齿轮表面具有渗碳淬硬层，主动锥齿轮的齿形参数为：主动锥齿轮大端的直径为99.82mm，齿轮的厚度为67mm，齿轮面锥与背锥的交点到轴肩的距离为12.37mm，面锥顶点高于安装距2.25mm，节锥顶点低于安装距3.6mm，根锥顶点低于安装距19.52mm，齿全高为17.57mm，齿顶高为11.65mm，分度锥上的齿厚为13.55mm，中点齿顶宽为3.55mm，齿根圆角半径为1.2mm；所述从动锥齿轮表面具有渗碳淬硬层，从动锥齿轮的齿形参数为：从动锥齿轮大端的直径为419.98mm，齿轮的厚度为111mm，齿轮齿面宽为55mm，齿轮大端顶点到齿轮底面的距离为101.71mm，面锥顶点低于安装距2.38mm，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小龙，代作元，孔祥萍，胡显忠，秦军，陈松平，陈轩一，
申请(专利权)人：重庆凯瑞车辆传动制造有限公司，中国汽车工程研究院股份有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50