粉末冶金燒結(jié)齒輪及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及齒輪技術(shù)領(lǐng)域，更具體的是涉及一種粉末冶金燒結(jié)齒輪及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域中，使用最為廣泛的是各種合金門窗，采用合金型材作為門、窗框以及門、窗扇。其中門窗扇由型材包覆玻璃構(gòu)成，型材的外邊緣處裝設(shè)有連桿裝置，連桿裝置上設(shè)有與門窗相配合的鎖點結(jié)構(gòu)，窗扇上裝有執(zhí)手與連桿裝置之間設(shè)有傳動器，傳動器通常通過結(jié)構(gòu)尺寸配合卡裝在型材中，傳動器設(shè)有相互嚙合的開關(guān)齒條和傳動齒輪，將圓周運動轉(zhuǎn)變?yōu)槠揭频闹本€運動。目前，市場上大部分這種結(jié)構(gòu)的門窗傳動器，其開關(guān)齒輪與傳動齒輪都是采用壓鑄件。眾所周知，鑄造法，是常用于精度要求不高的大模數(shù)齒輪的制造，精度低，在傳動過程中難免會發(fā)生抖動甚至卡齒，而且在長期使用中，磨損較大，因而很容易造成斷齒，導(dǎo)致門窗不能開啟，給用戶帶來極大的不便。若采用滾齒加工的齒輪，雖然可以獲得較高的運動精度，但因滾齒時齒面是由滾刀的刀齒包絡(luò)而成，參加切削的刀齒數(shù)有限，因而齒面的表面粗糙度較粗，為了提高滾齒的加工精度和齒面質(zhì)量，需要將粗精滾齒分開，加工工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率不高。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員一直在尋求突破，尋找可克服現(xiàn)有的傳動齒輪缺點的新型齒輪。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供的一種省工、省料、生產(chǎn)效率高、使用的設(shè)備少、節(jié)能，生產(chǎn)成本低的粉末冶金燒結(jié)齒輪及其應(yīng)用。
[0004]本發(fā)明是采用如下技術(shù)解決方案來實現(xiàn)上述目的:一種粉末冶金燒結(jié)齒輪及其應(yīng)用，其特征在于，它是用于建筑門窗的傳動器中，傳動器包括殼體、嵌入殼體內(nèi)的齒輪、與齒輪嚙合傳動的齒條以及與齒條連接的拉桿，齒輪和/或齒條由粉末冶金燒結(jié)而成，制備過程是:先稱取一定量的齒輪粉末冶金原料，然后將該粉末冶金原料投入混合機(jī)中進(jìn)行混合，再將混合均勻后的混合冶金粉末裝入模具中進(jìn)行壓制成型，燒結(jié)、冷卻；
[0005]所述混合冶金粉末的壓制成型過程是在500MPa以上的壓力下壓制成生坯件；燒結(jié)過程是將生坯件放在燒結(jié)爐中，在氮氣的保護(hù)氣氛中，先在750-800 °C下，預(yù)燒結(jié)30-35分鐘；然后升高溫度到1280-1300 °C，升溫速率為20-25 °C /min，溫度穩(wěn)定后保持燒結(jié)140-145分鐘；冷卻至室溫，精加工后即得成品。
[0006]作為上述方案的進(jìn)一步說明，所述齒輪粉末冶金原料采用鐵基合金粉或不銹鋼304粉末。
[0007]所述不銹鋼304包括如下重量組分:Cr 18-21%、Ni 8-12%, C0.02-0.03%,Si ( 0.65%,Mn0.5-0.7%,P ( 0.02%,S ^ 0.002%,N0.01-0.02%，其余為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
[0008]所述鐵基合金粉成分的質(zhì)量百分含量為鐵粉94-95%，鎳粉0.5-0.7%，鉬粉
0.7-0.8%，鋁粉:1-2%，釔粉 0.02-0.04%，雜質(zhì)含量 1.5-3 %。
[0009]所述齒條與拉桿鉚接固定，裝入殼體后齒輪、齒條間涂有工業(yè)凡士林潤滑脂，保證拉桿拉動靈活，不能有卡死現(xiàn)象。
[0010]所述齒輪為不完全齒齒輪，齒條設(shè)置在齒輪的下方，齒輪與齒條嚙合傳動狀態(tài)下，齒輪的其中一個齒的齒頂與齒條的其中一個齒槽底部間隙配合。
[0011]所述殼體內(nèi)設(shè)置有與所述不完全齒齒輪的第一齒和最后齒對應(yīng)的限位塊或限位凸筋，限制齒輪轉(zhuǎn)動的角度范圍。
[0012]所述齒輪的齒廓為漸開線，壓力角α為26° -35°。
[0013]本發(fā)明采用上述技術(shù)解決方案所能達(dá)到的有益效果是:
[0014]本發(fā)明通過引入粉末冶金技術(shù)，設(shè)計出新型的建筑門窗的傳動器齒輪，與一直沿用至今的傳統(tǒng)的機(jī)械加工齒輪相比，它具有如下優(yōu)點:(1)成本低，生產(chǎn)效率高、一次成型，成型后基本不需要再加工輪齒；2、利用粉末冶金的加工特性，可做成含油的零件，形成免潤滑零件，保持齒輪傳動的流暢性；3、齒輪成型過程中沒有廢料，最大限度的利用了鋼鐵資源，符合人們所倡導(dǎo)的環(huán)保理念；4、通過對成分配方的嚴(yán)格限定以及一改傳統(tǒng)的機(jī)械齒輪設(shè)計方式，從傳統(tǒng)的齒輪計算公式中解脫出來，獲得一種大壓力角、大變位系數(shù)、超短齒漸開線齒輪，無需額外的熱處理即可提高齒輪強(qiáng)度，有效避免齒輪的折斷，特別適合建筑五金領(lǐng)域使用，成功填補(bǔ)了建筑五金行業(yè)沒有成套系列齒輪的空白，推動了行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，也提高了建筑五金技術(shù)含量，為建筑五金今后確定各類傳動機(jī)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)，及齒輪、齒條逐漸轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)件打下了堅實的基礎(chǔ)，使齒輪設(shè)計難題迎刃而解，消除一般粉末冶金制造的齒輪與機(jī)械加工齒輪相比，所存在的抗彎、抗剪強(qiáng)度不足，輪齒的表面粗糙度較大的問題，而且耐磨性得到增強(qiáng)。
【附圖說明】
[0015]圖1為應(yīng)用本發(fā)明的粉末冶金齒輪的門窗傳動器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為粉末冶金齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為圖2的側(cè)剖視圖。
[0018]附圖標(biāo)記說明:1、殼體2、齒輪3、齒條4、拉桿5、限位凸筋
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)的描述。
[0020]實施例1
[0021]本發(fā)明是一種粉末冶金燒結(jié)齒輪，它是用于建筑門窗的傳動器中，傳動器包括殼體1、嵌入殼體I內(nèi)的齒輪2、與齒輪2嚙合傳動的齒條3以及與齒條3連接的拉桿4，齒輪2和/或齒條3由粉末冶金燒結(jié)而成。齒條3與拉桿4鉚接固定，裝入殼體I后齒輪2、齒條3間涂有工業(yè)凡士林潤滑脂，保證拉桿拉動靈活，不能有卡死現(xiàn)象。齒輪2為不完全齒齒輪，齒條3設(shè)置在齒輪2的下方，齒輪2與齒條3嚙合傳動狀態(tài)下，齒輪2的其中一個齒的齒頂與齒條的其中一個齒槽底部間隙配合。殼體I內(nèi)設(shè)置有與所述不完全齒齒輪的第一齒和最后齒對應(yīng)的限位凸筋5或限位塊，限制齒輪轉(zhuǎn)動的角度范圍。
[0022]其中，本實施例設(shè)計的齒輪的齒廓為漸開線，齒數(shù)ζ為三個，模數(shù)m為3.5，壓力角a為33度，齒頂高系數(shù)ha*為0.42，頂隙系數(shù)c*為0.16，變?yōu)橄禂?shù)x為-0.42，全齒高h(yuǎn)為3.5，公法線長度為13.95，偏差為-0.224?-0.112，跨齒數(shù)k是2 ;值得注意的是，本實施例中的齒輪的壓力角a為33度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國家標(biāo)準(zhǔn)的齒輪壓力角20度