一种万向联轴器叉头端面齿的制作方法

技术领域

本发明属于联轴器技术领域，更具体地说，涉及一种万向联轴器叉头端面齿的制作方法。

背景技术

万向联轴器端叉头端面齿结构类似于法兰盘连接，但在法兰盘的端面上增加了齿形，在转矩传递过程中，受力部件与法兰盘完全不同，万向联轴器端叉头端面齿连接的两个部件是靠万向联轴器端叉头端面齿形传递转矩，而不是通过拉紧螺栓传递。万向联轴器端叉头端面齿连接时正常工况下连接螺栓不受剪切力，只受轴向拉紧力，传递的转矩由多个齿牙来分担，受力非常均匀，避免了应力集中，因此螺栓不易失效，此外万向联轴器端叉头端面齿具有自动定心，精度高，在高转速下传递大转矩，并能将复杂的整体结构分成几个部分简单的结构，便于工业产品的设计、制造、安装和维修。

针对上述的叉头端面齿的制作方法，经过检索如下所示，例如中国专利CN201110323156.X公开了一种联轴节端面齿加工方法，该方法包括以下步骤：将待加工联轴节的轴身插入联轴节端面齿切齿用工装的内孔中，用百分表在机床上找正待测联轴节的外露圆锥面；用成形铣刀或砂轮进行切齿加工；加工过程中，用端面齿齿厚量具测量并换算加工余量；加工结束后，用吊装螺杆将联轴节顶起，吊走联轴节。

中国专利CN200610020070.9公开了一种十字万向联轴器端面齿加工方法，它包括以下步骤：(1)首先在普通铣床固定盘形铣刀盘，然后将盘形对刀器中轴插入到盘形铣刀盘的中心孔中固定；(2)将刀具装在盘形铣刀盘上，并卡在盘形对刀器进行对刀，当刀具的刀口与盘形对刀器的齿角重合时，固定好刀具，取下盘形对刀器；(3)开动铣床使盘形铣刀盘进行旋转加工；(4)切削A齿面时，将工件垂直于工作台的方向摆0.75°-1°的角度；(5)切削B齿面时，将工件垂直于工作台的方向摆3°的角度。

上述专利公开的技术可以较好的生产制作出万向联轴器叉头端面齿，但是在实际使用过程中，万向联轴器叉头端面齿会产生疲劳产生裂纹的问题，在此基础上，目前也公开了申请号为CN201710010830.6、名称为一种金属表面尼龙喷粉工艺，包括以下步骤：S1：选取熔点大于250℃的金属作为基体，S2：将尼龙粉体进行硫化处理，S3：利用输送带将S1中所述的基体输送到喷粉设备所在的位置，喷粉设备上的喷枪将S2中所述的硫化后的尼龙粉体喷涂到S1中所述的基体外表面上，喷枪的清枪压力为0.6-0.8MPa，S4：利用输送带将S3中所述的基体输送到固化室的内部，固化室的内部温度设置为200-240℃，S3中所述的基体在固化室的加热时间为9min30s到10min30s，然后停止加热，使得基体上的尼龙粉体进行冷却固化，得到尼龙粉体层。

但对于万向联轴器叉头端面齿而言，在高转速且密封的情况下(实际生产中采用通用锂基润滑脂，例如市售的昆仑牌)，由于离心力的作用，导致润滑脂易出现边缘聚集的情况，导致叉头端面齿出现局部润滑不畅的问题。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有技术中万向联轴器叉头端面齿局部润滑不畅的问题，本发明提供一种万向联轴器端叉头端面齿的制作方法，保证端面齿的润滑，提高万向联轴器叉头端面齿的性能，延长使用寿命。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明的万向联轴器叉头端面齿的制作方法，所述万向联轴器叉头端面齿包括若干位于同一平面内的齿牙以及承载所述齿牙的基体，所述的齿牙以及基体均涂覆有一层耐磨层，所述耐磨层上具有由流通通路构成的凹表面纹理或图形，该流通通路允许穿过端面齿表面储存输送润滑脂，该制作方法包括以下步骤：

步骤S101、对万向联轴器叉头端面齿进行酸处理，处理时间为5-8min，然后冲洗烘干；

步骤S102、将尼龙超细粉喷涂到万向联轴器叉头端面齿外表面上，喷枪的压力为0.5-0.7MPa；

步骤S103、制作与万向联轴器叉头端面齿啮合的样板齿，且在样板齿上形成与流通通路相对应的凸表面纹理或图形，将喷涂后的万向联轴器叉头端面齿置于温度为60-80℃环境中，将样板齿与万向联轴器叉头端面齿啮合，并由两侧施压，在耐磨层上凹表面纹理或图形；充分利用耐磨层为固化前形成凹表面纹理或图形；

步骤S104、将步骤S103得到万向联轴器叉头端面齿进行固化保温处理，保温温度为200-250℃，形成耐磨层。

于本发明的一种可能实施方式中，所述凹表面纹理包括粗纹理和细纹理，其中所述粗纹理的尺寸满足：最大横向尺寸为从2mm到5mm，所述细纹理的尺寸满足：最大横向尺寸为从0.6mm到1mm。

于本发明的一种可能实施方式中，所述凹表面纹理或图形包括放射状、栅格状、同心圆状、复合状(同心圆和放射状)、螺旋状或葵花籽状。

于本发明的一种可能实施方式中，步骤S102中所述尼龙超细粉为RILSAN细粉或尼龙11超细粉。

于本发明的一种可能实施方式中，所述尼龙超细粉添加有纳米二氧化硅粉末，添加量为尼龙超细粉总重量的0.015-0.05％。

于本发明的一种可能实施方式中，所述耐磨层的厚度为0.1-0.5mm。

于本发明的一种可能实施方式中，步骤S101中所述酸为硫酸、盐酸或者硝酸，其质量分数为0.5-0.8％，不仅可以去除表面的油渍，且可以提高表面的粗糙度。

于本发明的一种可能实施方式中，步骤S103中的样板齿材质为铝合金。

于本发明的一种可能实施方式中，步骤S103中采用压力机进行施压。

于本发明的一种可能实施方式中，所述凹表面纹理或图形的深度不超过耐磨层厚度的90％。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明的制作方法得到具有由流通通路构成的凹表面纹理或图形的叉头端面齿，该流通通路允许穿过端面齿表面储存输送润滑脂，利用凹表面纹理或图形将部分的润滑脂定位在端面齿啮合位置，即使在高转速情况下，这部分润滑脂在粘附力、摩擦力等作用下，克服离心力，尽可能的起到局部润滑作用，解决了叉头端面齿的局部润滑不畅的问题，减少端面齿的减少端面齿产生疲劳裂纹或断裂情况，延长端面齿使用寿命，且端面齿表面材料的耐冲击性、耐磨耗和耐腐蚀性不降低。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本发明万向联轴器叉头端面齿的正视图；

图2为本发明万向联轴器叉头端面齿的结构示意图；

图3为本发明凹表面纹理或图形的螺旋状结构示意图；

图4为本发明凹表面纹理或图形的葵花子状结构示意图；

附图标记说明：

11、齿牙；12、基体；13、耐磨层；14、流通通路。

具体实施方式

下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本发明的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本发明的元件和特征由附图标记标识。

实施例1

如图1至图4所示，本发明的万向联轴器叉头端面齿的制作方法，所述万向联轴器叉头端面齿包括若干位于同一平面内的齿牙11以及承载所述齿牙11的基体12，所述的齿牙11以及基体12均涂覆有一层耐磨层13，所述耐磨层13的厚度为0.1-0.5mm，优选的为0.2mm，所述耐磨层13上具有由流通通路14构成的凹表面纹理或图形，该流通通路14允许穿过端面齿表面储存输送润滑脂，润滑脂可以采用通用锂基润滑脂，例如市售的昆仑牌，润滑脂可以在流通通路14中流动或者储存，从而保证端面齿局部润滑通畅。

在本实施例中，所述凹表面纹理包括粗纹理和细纹理，其中所述粗纹理的尺寸满足：最大横向尺寸为从2mm到5mm，所述细纹理的尺寸满足：最大横向尺寸为从0.6mm到1mm。这些细纹理也用作不受阻润滑脂的通路，尽管通路规模更小，润滑脂在这种组合中流动。正是这样一种同时存在的流通通路14的独特的组合，才得以使完全的，未受阻的和均匀的润滑脂分布到耐磨层13表面的每一部分。

在本实施例中，所述凹表面纹理或图形包括放射状、栅格状、同心圆状、复合状(同心圆和放射状)、螺旋状或葵花籽状。对比了表面为同心圆状、复合状(同心圆和放射状)的润滑脂聚集情况，研究结果显示，相较于表面纹理为同心圆状，表面纹理为复合状润滑脂分布得更加均匀；此外，葵花籽状的表面纹理，不仅润滑脂分布较为均匀，且相应的润滑脂不易被离心力甩至边缘。

上述的凹表面纹理或图形的深度不超过耐磨层13厚度的90％。具体的为：粗纹理的图形及其宽度和深度，只要遵守以上限制，实际上可以是任何所希望的图形和尺寸。粗纹理的深度可以与耐磨层13的厚度相等，优选的粗纹理也可以具有不超过耐磨层13厚度的90％任一所希望的深度，在给定的高转速下较深的粗纹理将有利于阻止润滑脂的运动。如果深度超过了耐磨层13厚度的90％，则耐磨层13的机械强度(由于水汽等的侵蚀，造成耐磨层13开裂脱落等)将会严重地降低因此应予避免。

针对上述的万向联轴器叉头端面齿，其制作方法包括以下步骤：

步骤S101、对万向联轴器叉头端面齿进行酸处理，处理时间为5min，然后冲洗烘干；步骤S101中所述酸为硫酸，其质量分数为0.5％，不仅可以去除表面的油渍，且可以提高表面的粗糙度。

步骤S102、将尼龙超细粉喷涂到万向联轴器叉头端面齿外表面上，喷枪的压力为0.5MPa；步骤S102中所述尼龙超细粉为RILSAN细粉或尼龙11超细粉；所述尼龙超细粉添加有纳米二氧化硅粉末，添加量为尼龙超细粉总重量的0.05％。

步骤S103、制作与万向联轴器叉头端面齿啮合的样板齿，且在样板齿上形成与流通通路14相对应的凸表面纹理或图形，将喷涂后的万向联轴器叉头端面齿置于温度为80℃环境中，将样板齿与万向联轴器叉头端面齿啮合，并由两侧施压，在耐磨层13上凹表面纹理或图形；所述样板齿材质为铝合金；采用压力机(例如30T压机等)进行施压。

步骤S104、将步骤S103得到万向联轴器叉头端面齿进行固化保温处理，保温温度为250℃，形成耐磨层13。

实施例2

针对上述的万向联轴器叉头端面齿，其制作方法包括以下步骤：

步骤S101、对万向联轴器叉头端面齿进行酸处理，处理时间为6min，然后冲洗烘干；步骤S101中所述酸为盐酸，其质量分数为0.8％，不仅可以去除表面的油渍，且可以提高表面的粗糙度。

步骤S102、将尼龙超细粉喷涂到万向联轴器叉头端面齿外表面上，喷枪的压力为0.7MPa；步骤S102中所述尼龙超细粉为RILSAN细粉或尼龙11超细粉；所述尼龙超细粉添加有纳米二氧化硅粉末，添加量为尼龙超细粉总重量的0.03％。

步骤S103、制作与万向联轴器叉头端面齿啮合的样板齿，且在样板齿上形成与流通通路14相对应的凸表面纹理或图形，将喷涂后的万向联轴器叉头端面齿置于温度为80℃环境中，将样板齿与万向联轴器叉头端面齿啮合，并由两侧施压，在耐磨层13上凹表面纹理或图形；所述样板齿材质为铝合金；采用压力机(例如30T压机等)进行施压。

步骤S104、将步骤S103得到万向联轴器叉头端面齿进行固化保温处理，保温温度为240℃，形成耐磨层13。

实施例3

针对上述的万向联轴器叉头端面齿，其制作方法包括以下步骤：

步骤S101、对万向联轴器叉头端面齿进行酸处理，处理时间为7min，然后冲洗烘干；步骤S101中所述酸为盐酸，其质量分数为0.7％，不仅可以去除表面的油渍，且可以提高表面的粗糙度。

步骤S102、将尼龙超细粉喷涂到万向联轴器叉头端面齿外表面上，喷枪的压力为0.6MPa；步骤S102中所述尼龙超细粉为RILSAN细粉或尼龙11超细粉；所述尼龙超细粉添加有纳米二氧化硅粉末，添加量为尼龙超细粉总重量的0.015％。

步骤S103、制作与万向联轴器叉头端面齿啮合的样板齿，且在样板齿上形成与流通通路14相对应的凸表面纹理或图形，将喷涂后的万向联轴器叉头端面齿置于温度为70℃环境中，将样板齿与万向联轴器叉头端面齿啮合，并由两侧施压，在耐磨层13上凹表面纹理或图形；所述样板齿材质为铝合金；采用压力机(例如30T压机等)进行施压。

步骤S104、将步骤S103得到万向联轴器叉头端面齿进行固化保温处理，保温温度为250℃，形成耐磨层13。

实施例4

针对上述的万向联轴器叉头端面齿，其制作方法包括以下步骤：

步骤S101、对万向联轴器叉头端面齿进行酸处理，处理时间为8min，然后冲洗烘干；步骤S101中所述酸为硝酸，其质量分数为0.5％，不仅可以去除表面的油渍，且可以提高表面的粗糙度。

步骤S102、将尼龙超细粉喷涂到万向联轴器叉头端面齿外表面上，喷枪的压力为0.5MPa；步骤S102中所述尼龙超细粉为RILSAN细粉或尼龙11超细粉；所述尼龙超细粉添加有纳米二氧化硅粉末，添加量为尼龙超细粉总重量的0.05％。

步骤S103、制作与万向联轴器叉头端面齿啮合的样板齿，且在样板齿上形成与流通通路14相对应的凸表面纹理或图形，将喷涂后的万向联轴器叉头端面齿置于温度为80℃环境中，将样板齿与万向联轴器叉头端面齿啮合，并由两侧施压，在耐磨层13上凹表面纹理或图形；所述样板齿材质为铝合金；采用压力机(例如30T压机等)进行施压。

步骤S104、将步骤S103得到万向联轴器叉头端面齿进行固化保温处理，保温温度为200℃，形成耐磨层13。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。