一种补偿型抗摩擦齿轮的制作方法

本发明涉及齿轮领域，更具体地说，涉及一种补偿型抗摩擦齿轮。

背景技术：

齿轮是轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件，是能互相啮合的有齿的机械零件，大齿轮的直径是小齿轮的直径的一倍。齿轮在传动中的应用很早就出现了，公元前300多年，古希腊哲学家亚里士多德在《机械问题》中，就阐述了用青铜或铸铁齿轮传递旋转运动的问题。19世纪末，展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现，使齿轮加工具备较完备的手段，而随着生产的发展，齿轮运转的平稳性受到重视。

齿轮是依靠轮齿的连续啮合来传递动力的机械元件，传统的两个齿轮啮合在一起，在传动时磨损比较大，同时产生的噪音比较大，时间久了齿轮容易生锈，影响两齿轮之间的传动，现有技术中为解决这一问题，第一种方法通常在齿轮使用一段时间后通过人工对齿轮进行润滑，现有的做法是不定期的在这种机械传动齿轮的外圈上涂抹润滑油，但这种方式费时费力，操作较为不便，且工作效率低，加大了工作人员的劳动强度，第二种方法是在一些齿轮内部设有油腔，工作时油腔内的油从出油口进入到齿轮的外圈处，对齿轮外圈的轮齿进行润滑，可有效减缓摩擦，但由于出油口一直处于打开状态，即使在不工作时油腔内的润滑油也会从出油口跑出，会加速润滑油的损耗，增加了企业成本。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种补偿型抗摩擦齿轮，它可以通过存油降摩层的设置，使得两个齿轮在啮合的过程中，齿牙的每次啮合均能与存油降摩层接触，从而使得存油降摩层内部的润滑油被挤出，从而粘附在齿牙上，从而有效降低在啮合时，两个齿牙之间的摩擦力，并且相较于现有技术，既降低了工作人员的劳动强度，也延长齿牙被磨损的时间，即有效延长了齿轮的使用寿命，同时齿牙内部设置的流动补偿层，其在齿牙内，处于平衡状态，由内向外的对齿牙进行挤压，当齿牙的部分位置被磨损后，由于该部分的壁厚发生改变，导致平衡状态被打破，使得流动补偿层向磨损位置的方向发生倾向性的挤压，使得该部位的强度受到补偿，延长磨损位置的强度，从而延长齿牙被破坏的时间，进一步的延长齿轮的使用寿命。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种补偿型抗摩擦齿轮，包括齿轮本体，所述齿轮本体外端固定连接有多个均匀分布的齿牙，每相邻的两个所述齿牙之间均粘设有存油降摩层，所述存油降摩层包括存油层和吸油层，所述存油层和吸油层的外端均与其相邻的齿牙粘接，所述吸油层位于存油层外侧，所述吸油层包括中输油层和外晕染层，所述中输油层位于外晕染层左侧，所述存油层和吸油层之间以及中输油层和外晕染层之间均连接密封膜，所述中输油层内端镶嵌有多个输油微管，所述输油微管的两端均贯穿密封膜分别与存油层和外晕染层相接触，所述齿牙内部开凿有空腔，所述空腔内部内部设有流动补偿层，所述流动补偿层与空腔内壁之间连接有补偿层，可以通过存油降摩层的设置，齿牙的每次啮合均能与存油降摩层接触，从而使得存油降摩层内部的润滑油被挤出，从而粘附在齿牙上，从而有效降低在啮合时，两个齿牙之间的摩擦力，进而延长齿牙被磨损的时间，即有效延长了齿轮的使用寿命，同时齿牙内部设置的流动补偿层，其在齿牙内，处于平衡状态，由内向外的对齿牙进行挤压，当齿牙的部分位置被磨损后，由于该部分的壁厚发生改变，导致平衡状态被打破，使得流动补偿层向磨损位置的方向发生倾向性的挤压，使得该部位的强度受到补偿，延长磨损位置的强度，从而延长齿牙被破坏的时间，进一步的延长齿轮的使用寿命。

进一步的，所述存油层、中输油层和外晕染层均为弹性材质，使得两个齿轮的齿牙在啮合过程中，齿牙接触到存油降摩层时，其内部的润滑油受到挤压后，能够被挤出，从而粘附到齿牙上。

进一步的，所述存油层内吸附有润滑油，且存油层处于不饱和状态，所述存油层内润滑油的量为存油层饱和吸附量的75％-90％，存油层内吸附的润滑油过多，易导致润滑油很容易在外界触碰下流出，并且一次性流出的量会过多，导致润滑油的浪费率加大，存油层内吸附的润滑油过少，易由于存油量不够，导致存油降摩层对齿牙的润滑保护作用不明显，而且易导致，存油降摩层内润滑油消耗很快，使得后期维护更换的投入会增大。

进一步的，所述输油微管为由碳纤维制成的微管，是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维具有耐腐蚀、高模量的特性，碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征，是一种的力学性能优异的新材料，使得输油微管在齿牙的挤压作用下，不易被挤压损坏，同时可以使得输油微管在润滑油的作用下不易被腐蚀，使得输油微管可以很好地起到运输润滑油的作用。

进一步的，所述流动补偿层包括梯形囊，所述梯形囊内部填充有球状流动粒和多个颗粒状流动粒，多个所述颗粒状流动粒均位于球状流动粒外侧，所述梯形囊内部填充有粉状流动粒，所述粉状流动粒充满梯形囊内部的空隙，通过大小不同的球状流动粒、颗粒状流动粒和粉状流动粒的使用，使得梯形囊内部没有明显的空隙，呈现饱和状态，使梯形囊在空腔内部处于一个有形的状态。

进一步的，所述梯形囊在空腔内处于被挤压的压缩状态，同时梯形囊呈现饱和状态，使得梯形囊在空腔内有限的空间下，对空腔的多个内壁均存在一个向外恢复弹性形变的力，并且处于平衡状态，当齿牙被磨损后，其磨损部分变薄，使得齿牙内的梯形囊的平衡状态被打破，使得梯形囊内的球状流动粒、颗粒状流动粒和粉状流动粒具有倾向性的向被磨损位置流动，进而对磨损位置形成一个补偿左右，增强磨损位置的强度。

进一步的，所述齿牙表面涂设有0.1-0.3mm厚的高温陶瓷耐磨涂层，高温陶瓷耐磨涂层使得齿牙具有超强的耐高温、耐摩擦的性能，从而有效保护了在持续进行啮合运动时，齿牙由于长期摩擦升温时，不易被高温损坏。

进一步的，所述齿牙各个面的拐角处的高温陶瓷耐磨涂层为双层设置，所述齿牙各个面上的高温陶瓷耐磨涂层为单层设置，在齿轮实际使用过程中，齿牙的各个面的拐角处，即边缘处，是两个面的连接处，非常容易被磨损，因而该位置高温陶瓷耐磨涂层为双层设置，可以有效提高该部分的抗磨损能力，相较于齿牙表面全部的双层设置，节约了材料的使用，降低了材料成本的投入。

进一步的，所述补偿层外层为硅橡胶材质，具有很强的弹性，既能缓冲部分齿牙在啮合时收到的摩擦力，同时也能适应流动补偿层在齿牙受到磨损时的变形，补偿层内层为非牛顿流体材质，非牛顿流体材质在受力后其受力部位会迅速变硬变厚，提高受力部分的强度，同时在软硬状态变化的过程中可以卸去部分力，从而达到保护齿牙的作用。

进一步的，所述空腔各内壁拐角处均做圆角处理，可以避免空腔由于应力集中而导致的齿牙从内部开裂，从而有效保护齿牙并延长齿牙的使用寿命，且圆角半径在颗粒状流动粒半径和空腔最短边的三分之一之间，圆角半径过小会导致对应力集中情况的防治效果不明显，圆角半径过大，会导致空腔圆润化，导致各个面的厚度不均匀，很难控制梯形囊在空腔内的平衡状态。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以通过存油降摩层的设置，齿牙的每次啮合均能与存油降摩层接触，从而使得存油降摩层内部的润滑油被挤出，从而粘附在齿牙上，从而有效降低在啮合时，两个齿牙之间的摩擦力，进而延长齿牙被磨损的时间，即有效延长了齿轮的使用寿命，同时齿牙内部设置的流动补偿层，其在齿牙内，处于平衡状态，由内向外的对齿牙进行挤压，当齿牙的部分位置被磨损后，由于该部分的壁厚发生改变，导致平衡状态被打破，使得流动补偿层向磨损位置的方向发生倾向性的挤压，使得该部位的强度受到补偿，延长磨损位置的强度，从而延长齿牙被破坏的时间，进一步的延长齿轮的使用寿命。

(2)存油层、中输油层和外晕染层均为弹性材质，使得两个齿轮的齿牙在啮合过程中，齿牙接触到存油降摩层时，其内部的润滑油受到挤压后，能够被挤出，从而粘附到齿牙上。

(3)存油层内吸附有润滑油，且存油层处于不饱和状态，存油层内润滑油的量为存油层饱和吸附量的75％-90％，存油层内吸附的润滑油过多，易导致润滑油很容易在外界触碰下流出，并且一次性流出的量会过多，导致润滑油的浪费率加大，存油层内吸附的润滑油过少，易由于存油量不够，导致存油降摩层对齿牙的润滑保护作用不明显，而且易导致，存油降摩层内润滑油消耗很快，使得后期维护更换的投入会增大。

(4)输油微管为由碳纤维制成的微管，是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维具有耐腐蚀、高模量的特性，碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征，是一种的力学性能优异的新材料，使得输油微管在齿牙的挤压作用下，不易被挤压损坏，同时可以使得输油微管在润滑油的作用下不易被腐蚀，使得输油微管可以很好地起到运输润滑油的作用。

(5)流动补偿层包括梯形囊，梯形囊内部填充有球状流动粒和多个颗粒状流动粒，多个颗粒状流动粒均位于球状流动粒外侧，梯形囊内部填充有粉状流动粒，粉状流动粒充满梯形囊内部的空隙，通过大小不同的球状流动粒、颗粒状流动粒和粉状流动粒的使用，使得梯形囊内部没有明显的空隙，呈现饱和状态，使梯形囊在空腔内部处于一个有形的状态。

(6)梯形囊在空腔内处于被挤压的压缩状态，同时梯形囊呈现饱和状态，使得梯形囊在空腔内有限的空间下，对空腔的多个内壁均存在一个向外恢复弹性形变的力，并且处于平衡状态，当齿牙被磨损后，其磨损部分变薄，使得齿牙内的梯形囊的平衡状态被打破，使得梯形囊内的球状流动粒、颗粒状流动粒和粉状流动粒具有倾向性的向被磨损位置流动，进而对磨损位置形成一个补偿左右，增强磨损位置的强度。

(7)齿牙表面涂设有0.1-0.3mm厚的高温陶瓷耐磨涂层，高温陶瓷耐磨涂层使得齿牙具有超强的耐高温、耐摩擦的性能，从而有效保护了在持续进行啮合运动时，齿牙由于长期摩擦升温时，不易被高温损坏。

(8)齿牙各个面的拐角处的高温陶瓷耐磨涂层为双层设置，齿牙各个面上的高温陶瓷耐磨涂层为单层设置，在齿轮实际使用过程中，齿牙的各个面的拐角处，即边缘处，是两个面的连接处，非常容易被磨损，因而该位置高温陶瓷耐磨涂层为双层设置，可以有效提高该部分的抗磨损能力，相较于齿牙表面全部的双层设置，节约了材料的使用，降低了材料成本的投入。

(9)补偿层外层为硅橡胶材质，具有很强的弹性，既能缓冲部分齿牙在啮合时收到的摩擦力，同时也能适应流动补偿层在齿牙受到磨损时的变形，补偿层内层为非牛顿流体材质，非牛顿流体材质在受力后其受力部位会迅速变硬变厚，提高受力部分的强度，同时在软硬状态变化的过程中可以卸去部分力，从而达到保护齿牙的作用。

(10)空腔各内壁拐角处均做圆角处理，可以避免空腔由于应力集中而导致的齿牙从内部开裂，从而有效保护齿牙并延长齿牙的使用寿命，且圆角半径在颗粒状流动粒半径和空腔最短边的三分之一之间，圆角半径过小会导致对应力集中情况的防治效果不明显，圆角半径过大，会导致空腔圆润化，导致各个面的厚度不均匀，很难控制梯形囊在空腔内的平衡状态。

附图说明

图1为本发明的两个齿轮啮合时正面的结构示意图；

图2为图1中a处的结构示意图；

图3为本发明的存油降摩层的结构示意图；

图4为本发明的两个齿轮啮合时立体的结构示意图；

图5为本发明齿轮部分的立体截面结构示意图；

图6为本发明的齿牙截面的结构示意图；

图7为图6中b处的结构示意图。

图中标号说明：

1齿轮本体、2齿牙、3补偿层、41球状流动粒、42颗粒状流动粒、5粉状流动粒、6存油层、7吸油层、71中输油层、72外晕染层、8输油微管、9润滑油。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种补偿型抗摩擦齿轮，包括齿轮本体1，齿轮本体1外端固定连接有多个均匀分布的齿牙2，每相邻的两个齿牙2之间均粘设有存油降摩层，齿牙2表面涂设有0.15mm厚的高温陶瓷耐磨涂层，高温陶瓷耐磨涂层使得齿牙2具有超强的耐高温、耐摩擦的性能，从而有效保护了在持续进行啮合运动时，齿牙2由于长期摩擦升温时，不易被高温损坏，齿牙2各个面的拐角处的高温陶瓷耐磨涂层为双层设置，齿牙2各个面上的高温陶瓷耐磨涂层为单层设置，在齿轮实际使用过程中，齿牙2的各个面的拐角处，即边缘处，是两个面的连接处，非常容易被磨损，因而该位置高温陶瓷耐磨涂层为双层设置，可以有效提高该部分的抗磨损能力，相较于齿牙2表面全部的双层设置，节约了材料的使用，降低了材料成本的投入。

请参阅图3，存油降摩层包括存油层6和吸油层7，存油层6和吸油层7的外端均与其相邻的齿牙2粘接，吸油层7位于存油层6外侧，吸油层7包括中输油层71和外晕染层72，中输油层71位于外晕染层72左侧，存油层6和吸油层7之间以及中输油层71和外晕染层72之间均连接密封膜，中输油层71内端镶嵌有多个输油微管8，输油微管8的两端均贯穿密封膜分别与存油层6和外晕染层72相接触，输油微管8的出口与外晕染层72接触，使得输油微管8出的润滑油9会被外晕染层72吸附，并在外晕染层72内均匀向外扩散，便于润滑油9均匀的沾染到齿牙2上，两个密封膜用于隔绝存油层6内润滑油9与外界接触，既能保证其洁净性，从而增强润滑油9的润滑质量，同时，也可以确保润滑油只能通过输油微管8向外界出油，降低润滑油9的浪费率，存油层6内吸附有润滑油9，且存油层6处于不饱和状态，存油层6内润滑油9的量为存油层6饱和吸附量的80％，存油层6内吸附的润滑油9过多，易导致润滑油9很容易在外界触碰下流出，并且一次性流出的量会过多，导致润滑油9的浪费率加大，存油层6内吸附的润滑油9过少，易由于存油量不够，导致存油降摩层对齿牙2的润滑保护作用不明显，而且易导致，存油降摩层内润滑油9消耗很快，使得后期维护更换的投入会增大，存油层6、中输油层71和外晕染层72均为弹性材质，使得两个齿轮的齿牙2在啮合过程中，齿牙接触到存油降摩层时，其内部的润滑油9受到挤压后，能够被挤出，从而粘附到齿牙2上。

输油微管8为由碳纤维制成的微管，是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维具有耐腐蚀、高模量的特性，碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征，是一种的力学性能优异的新材料，使得输油微管8在齿牙2的挤压作用下，不易被挤压损坏，同时可以使得输油微管8在润滑油9的作用下不易被腐蚀，使得输油微管8可以很好地起到运输润滑油9的作用。

请参阅图5，齿牙2内部开凿有空腔，空腔各内壁拐角处均做圆角处理，可以避免空腔由于应力集中而导致的齿牙2从内部开裂，从而有效保护齿牙2并延长齿牙2的使用寿命，且圆角半径在颗粒状流动粒42半径和空腔最短边的三分之一之间，圆角半径过小会导致对应力集中情况的防治效果不明显，圆角半径过大，会导致空腔圆润化，导致各个面的厚度不均匀，很难控制梯形囊在空腔内的平衡状态，空腔内部内部设有流动补偿层，流动补偿层与空腔内壁之间连接有补偿层3，补偿层3外层为硅橡胶材质，具有很强的弹性，既能缓冲部分齿牙2在啮合时收到的摩擦力，同时也能适应流动补偿层在齿牙2受到磨损时的变形，补偿层3内层为非牛顿流体材质，非牛顿流体材质在受力后其受力部位会迅速变硬变厚，提高受力部分的强度，同时在软硬状态变化的过程中可以卸去部分力，从而达到保护齿牙2的作用。

请参阅图6-7，流动补偿层包括梯形囊，梯形囊在空腔内处于被挤压的压缩状态，同时梯形囊呈现饱和状态，使得梯形囊在空腔内有限的空间下，对空腔的多个内壁均存在一个向外恢复弹性形变的力，并且处于平衡状态，当齿牙2被磨损后，其磨损部分变薄，使得齿牙2内的梯形囊的平衡状态被打破，使得梯形囊内的球状流动粒41、颗粒状流动粒42和粉状流动粒5具有倾向性的向被磨损位置流动，进而对磨损位置形成一个补偿左右，增强磨损位置的强度，梯形囊内部填充有球状流动粒41和多个颗粒状流动粒42，多个颗粒状流动粒42均位于球状流动粒41外侧，梯形囊内部填充有粉状流动粒5，粉状流动粒5充满梯形囊内部的空隙，通过大小不同的球状流动粒41、颗粒状流动粒42和粉状流动粒5的使用，使得梯形囊内部没有明显的空隙，呈现饱和状态，使梯形囊在空腔内部处于一个有形的状态。

可以通过存油降摩层的设置，使得两个齿轮在啮合的过程中，齿牙2的每次啮合均能与存油降摩层接触，从而使得存油降摩层内部的润滑油9被挤出，从而粘附在齿牙2上，从而有效降低在啮合时，两个齿牙2之间的摩擦力，并且相较于现有技术，既降低了工作人员的劳动强度，也延长齿牙2被磨损的时间，即有效延长了齿轮的使用寿命，同时齿牙2内部设置的流动补偿层，其在齿牙2内，处于平衡状态，由内向外的对齿牙2进行挤压，当齿牙2的部分位置被磨损后，由于该部分的壁厚发生改变，导致平衡状态被打破，使得流动补偿层向磨损位置的方向发生倾向性的挤压，使得该部位的强度受到补偿，延长磨损位置的强度，从而延长齿牙2被破坏的时间，进一步的延长齿轮的使用寿命。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。