专利名称：高分子材料与金属组合的齿轮及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种高分子材料与金属组合的齿轮及其生产方法，属盘状轮技术领域。
背景技术：
城市噪声来源于多方面，而汽车、摩托车产生的噪声是城市噪声污染的主要根源。因此国家对汽车、摩托车的整体噪声进行了严格限制。
随着我国现代化城市的高速发展，国家对环保要求的提高，环保政策的加强及人们渴望一个安静的生活空间，都希望降低噪声，改善环境。
汽车噪声主要来自发动机及变速箱中齿轮的啮合噪声，如能得到有效的控制或下降，将对环保起到不可忽视的作用。本申请人从1996年即已开始研究根除和减小齿轮的啮合噪声。最初的手段是从改变齿轮的轮齿齿形下功夫。经研究发现高速转动的齿轮因其啮合容积的高频变化，导致形成的高压油、气混合物无法通畅排出，而从两齿轮啮合线的不严密处“喷出”，形成一种频率极高的尖叫声，在噪声学里叫“哨叫”。
为了顺利释放这种高压油、气混合物，根除“哨叫”，我们将每个齿轮的轮齿沿齿向作成腰鼓形，即齿厚沿齿向是中间厚两端薄(或中间一小段等厚段，然后两端变薄的“准鼓形”)详见中国专利z197237153.2。也就是将线接触改造成了“点”接触。
“鼓形齿轮”制成后，出现了两个极好的效果齿轮的“哨叫”声完全根除了、没有了；齿轮的“异响”(金属间的硬挤压，硬碰撞)噪声有明显的下降(据检测下降2～3dB(A))。但仍未能从根本上解决齿轮运行中产生噪音的问题。
发明内容
1、发明目的本发明的目的在于针对已有技术方案的不足，通过对齿轮的生产材料及其生产方法的改进，提供一种能有效降低运行中产生噪音，且成本低廉的齿轮。
2、技术方案本发明的技术方案是一种高分子材料与金属组合的齿轮，其特征在于，它是以金属材料为基本骨架1，即将金属骨架1作为嵌件嵌入到高分子材料2的轮齿啮合部内的。
一种高分子材料与金属组合的齿轮的生产方法，其特征在于，它是先按需要作好模具，再放入金属骨架，最后注塑高分子材料而成。
3、有益效果高分子材料取代金属后，在制造工艺上不用传统的“滚”齿工艺，而用模具一次成型工艺，该工序的制造成本大约可下降20％左右。且齿形的一致性十分可靠。由于齿轮的啮合部分用高分子材料，具有特有的耐温、耐磨性能，一次模具注塑成形，等优点。实际检测证明可下降噪声4dB(A)。降低制造成本。它可耐温280℃以上。本发明采用的高分子材料，以聚醚醚酮和PPS为基础材料进行合成，改性后可耐高温280℃以上。
本发明产品中的金属骨架可以保持其刚性，而高分子材料注塑在其外和凹槽中可使其二者紧密结合。将这种齿轮与常规齿轮啮合使用。这样配对啮合的结果于2002年6月经重庆市摩托车质量监督检验站“正式强化试验证明，比全金属齿轮噪声下降4dB(A)，而且工艺手段简化，可用注塑一次成型，成本下降20％。其降噪基本原理是
高分子材料相对于金属偏软，这样在配对齿轮中一软(从动齿轮)一硬(主动齿轮)使齿轮啮合的“硬”噪声大幅度下降，并能自动适应主、从动轴间的“夹角误差”“位移误差”等引起的机械“硬碰撞”“硬挤压”，从而使噪声下降。
由于高分子材料表面的微观凹凸不平现象，再加上“鼓形”结构具有释放高压油气混合物压力的作用，从而避免了高压物的“喷”出，根除了“哨叫”。
高分子材料的耐磨机理来源于其中的“石墨化”因素，经实验证明高分子材料齿轮的表面磨损低于金属齿轮。
说明书附图是本发明的一个实施例。图1是它的主剖视图；图2是它的顶剖视图。
具体实施例方式本发明的实施如说明书附图所示。它是先按需要的大小和形状作好模具以及金属骨架，再将金属骨架放入模具，然后用改性后的高分子材料进行注塑即可。所述的金属骨架的周边上有径向凹槽3以保证齿轮周向不发生转动；所述的金属骨架的两侧面有环形凹槽4以保证齿轮的齿廓部分径向不发生移动。所述的改性高分子材料一般为聚醚醚酮和PPS的合成改性。
权利要求
1.一种高分子材料与金属组合的齿轮，其特征在于，它是由金属骨架(1)和注塑在其外的高分子材料层(2)两部份组成的。
2.根据权利要求1所述的高分子材料与金属组合的齿轮，其特征在于，所述的金属骨架(1)的周边上有径向凹槽(3)；两侧面有环形凹槽(4)。
3.一种如权利要求1或2所述的高分子材料与金属组合的齿轮的生产方法，其特征在于，它是先按需要的规格作好模具，再放入金属骨架，最后注塑高分子材料而成。
4.根据权利要求3所述的高分子材料与金属组合的齿轮的生产方法，其特征在于，所述的高分子材料为改性的聚醚醚酮、PPS、PI、PEI等。
全文摘要
本发明公开了一种高分子材料与金属组合的齿轮及其生产方法，属技术领域。它是按需要的规格作好模具和金属骨架后，将金属骨架放入模具，最后注塑经改性后的高分子材料而成的。同已有的技术方案相比，本发明产品使用中所产生的噪音小，且耐高温，生产成本低。
文档编号B21H5/00GK1597172SQ0313584
公开日2005年3月23日 申请日期2003年9月16日 优先权日2003年9月16日
发明者何希良, 胡友谊 申请人:何希良, 胡友谊