齿轮和工程设备的制作方法

齿轮和工程设备
1.本技术要求于2022年6月16日提交到中国国家知识产权局、申请号为202221515060.3、申请名称“齿轮和工程设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本技术中。
技术领域
2.本技术属于机械技术领域，具体而言，涉及一种齿轮和工程设备。


背景技术：

3.为了提高齿面接触强度，通常情况下均是采用提高齿面硬度的方法，但对于啮合载荷为周期性变化的情况，不同轮齿的啮合载荷是不一样的，从理论上不能做到各轮齿磨损一致，也即如果所有轮齿的硬度是一样的，那么啮合载荷较大位置的轮齿的磨损程度相较于啮合载荷较小位置的轮齿的磨损程度要相对严重，这样设备长时间运行后，各轮齿啮合间隙的大小不一致，使机器在运行过程中的声品质变差。
4.因此，提供一种能够适用于啮合载荷周期性变化的齿轮成为目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。
6.本实用新型的第一方面在于提供一种齿轮。
7.本实用新型的第二方面在于提供一种工程设备。
8.本实用新型第一方面的技术方案提供了一种齿轮，包括：本体；轮齿，周向布置在本体的外侧,轮齿包括第一类轮齿和第二类轮齿，第一类轮齿的硬度大于第二类轮齿的硬度。
9.本实用新型提供的齿轮，包括本体和轮齿，轮齿周向布置在本体的外侧,轮齿包括第一类轮齿和第二类轮齿，第一类轮齿的硬度大于第二类轮齿的硬度。可以理解为，本技术的齿轮，本体外侧一周的轮齿的硬度不一样，这样对于啮合载荷为周期性变化的情况，通过硬度较大的部分的轮齿来承受较大的啮合载荷，通过硬度较小的部分的轮齿来承受较小的啮合载荷，这样就可以保证齿轮整体的损耗一致，避免啮合载荷较大位置的轮齿的磨损程度相较于啮合载荷较小位置的轮齿的磨损程度相对严重，导致设备长时间运行后，各轮齿啮合间隙的大小不一致，使机器在运行过程中的声品质变差的问题。
10.在上述技术方案中，齿轮，还包括：第一类指示标识，用于标记相邻两类轮齿之间的位置。
11.在该技术方案中，齿轮还包括第一类指示标识，用于标记相邻两类轮齿之间的位置。具体而言，可在齿轮的加工过程中通过喷涂、打孔等工序，在齿轮上加工第一类指示标识，这样可通过第一类指示标识标记相邻两类轮齿之间的位置，这样找到第一类轮齿和第二类轮齿的分界点，以便于后期装配。
12.在上述技术方案中，第一类指示标识包括第一类标识孔，第一类标识孔设置在本体上，对应相邻两类轮齿之间的位置设置。
13.在该技术方案中，可在本体上对应相邻两类轮齿之间的位置，打出第一类标识孔，通过第一类标识孔来标识第一类轮齿和第二类轮齿的分界点，有利于齿轮的生成，无需设计复杂的指示标识。
14.在上述技术方案中，第一类标识孔为圆形标识孔，半径为1mm至2mm。
15.在该技术方案中，第一类标识孔为圆形标识孔，半径为1mm至3mm，进一步的半径为1mm至2mm，这样避免标识孔过大，而降低齿轮的整体性能。
16.在上述技术方案中，齿轮还包括第二类指示标识，设置在本体上，对应第一类轮齿和第二类轮齿设置，且第一类轮齿对应的第二类指示标识与第二类轮齿对应的第二类指示标识不同。
17.在该技术方案中，齿轮还包括第二类指示标识，设置在本体上，对应第一类轮齿和第二类轮齿设置，且第一类轮齿对应的第二类指示标识与第二类轮齿对应的第二类指示标识不同，这样就可以通过第一类轮齿和第二类轮齿对应的不同的指示标识，进而区分轮齿的类型。本技术在齿轮上设置第二类指示标识，这样能够有效的区分轮齿的类型，避免第一类轮齿和第二类轮齿混淆，而降低齿轮的使用寿命。
18.在上述技术方案中，第二类指示标识包括第二类标识孔，设置在本体上，对应第一类轮齿设置和对应第二类轮齿设置。
19.在该技术方案中，第二类指示标识包括第二类标识孔，设置在本体上，对应第一类轮齿设置和对应第二类轮齿设置，这样就可以通过第二类标识孔来区分轮齿的类型，通过标识孔作为指示标识，有利于齿轮的制备，无需设计复杂的指示标识。
20.在上述技术方案中，第二类标识孔为三角形标识孔或矩形标识孔。
21.在该技术方案中，第二类标识孔为三角形标识孔或矩形标识孔，这样一方面能够有效区分轮齿的类型，例如第一类轮齿对应的本体上设置三角形标识孔，第二类轮齿对应的本体上设置矩形标识孔，这样通过标识孔的形状就可以有效区分轮齿的类型，另一方面就可以将第二类标识孔与第一类标识孔区分开，能够对轮齿的类型进行有效的区分。
22.在上述技术方案中，第一类轮齿和第二类轮齿呈周期性交替设置在本体的外侧。
23.在该技术方案中，第一类轮齿和第二类轮齿呈周期性交替设置在本体的外侧，这样就使得本技术的齿轮能够适应于啮合载荷为周期性变化的情况，大大的提高了齿轮的使用寿命。
24.在上述技术方案中，本体包括至少一个减重孔，至少一个减重孔沿本体的周向均匀设置。
25.在该技术方案中，本体包括至少一个减重孔，沿本体的周向均匀设置，这样可以降低齿轮的整体质量，提高齿轮的传动效率。
26.本实用新型的齿轮可通过特殊的热处理方法制得，先对齿轮的整体进行一级热处理，然后对齿轮的局部进行二级热处理，这样局部位置的轮齿的硬度大于其余部分轮齿的硬度，即可保证本体外侧一周的轮齿的硬度不一样，以适用于啮合载荷周期性变化的情况。
27.本实用新型的第二方面在于提供一种工程设备，包括：本技术第一方面任一项技术方案的齿轮。由于本技术的工程设备包括本技术第一方面任一项技术方案的齿轮，因此，
本技术的工程设备包括本技术第一方面任一项技术方案的齿轮的全部有益效果，在此不在赘述。进一步的，工程设备包括重卡、挂车、挖掘机、掘锚机、推土机、压路机和混凝土泵车等作业车辆，或塔吊、施工升降机和物料提升机等机械作业设备。
28.根据本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过根据本实用新型的实践了解到。
附图说明
29.根据本实用新型的实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
30.图1示出了本实用新型的实施例提供的齿轮的结构示意图；
31.图2示出了本实用新型的实施例提供的齿轮在应用发动机的过程中，发动机四冲程的配气相位图；
32.图3示出了本实用新型的实施例提供的齿轮在应用发动机的过程中，发动机的部分结构图；
33.图4示出了本实用新型的实施例提供的齿轮的另一结构示意图。
34.其中，图1至图4中的零部件名称与标号的对应关系如下：
35.1齿轮，11本体，112减重孔，12轮齿，121第一类轮齿，122第二类轮齿，2凸轮，3气门弹簧，4气门。
具体实施方式
36.为了能够更清楚地理解根据本实用新型的实施例的上述方面、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对根据本实用新型的实施例进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
37.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解根据本实用新型的实施例，但是，根据本实用新型的实施例还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，根据本实用新型的实施例的防护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
38.实施例一
39.如图1所示，本实用新型第一方面的实施例提供了一种齿轮，包括：本体；轮齿，周向布置在本体的外侧,轮齿包括第一类轮齿和第二类轮齿，第一类轮齿的硬度大于第二类轮齿的硬度。
40.本实用新型提供的齿轮1，包括本体11和轮齿12，轮齿12周向布置在本体11的外侧,轮齿12包括第一类轮齿121和第二类轮齿122，第一类轮齿121的硬度大于第二类轮齿122的硬度。可以理解为，本技术的齿轮1，本体11外侧一周的轮齿12的硬度不一样，这样对于啮合载荷为周期性变化的情况，通过硬度较大的部分的轮齿12来承受较大的啮合载荷，通过硬度较小的部分的轮齿12来承受较小的啮合载荷，这样就可以保证齿轮1整体的损耗一致，避免啮合载荷较大位置的轮齿12的磨损程度相较于啮合载荷较小位置的轮齿12的磨损程度相对严重，导致设备长时间运行后，各轮齿12啮合间隙的大小不一致，使机器在运行过程中的声品质变差的问题。
41.在上述实施例中，齿轮1，还包括：第一类指示标识，用于标记相邻两类轮齿12之间
的位置。
42.在该实施例中，齿轮1还包括第一类指示标识，用于标记相邻两类轮齿12之间的位置。具体而言，可在齿轮1的加工过程中通过喷涂、打孔等工序，在齿轮1上加工第一类指示标识，这样可通过第一类指示标识标记相邻两类轮齿12之间的位置，这样找到第一类轮齿121和第二类轮齿122的分界点，以便于后期装配。
43.在上述实施例中，第一类指示标识包括第一类标识孔，第一类标识孔设置在本体11上，对应相邻两类轮齿12之间的位置设置。
44.在该实施例中，可在本体11上对应相邻两类轮齿12之间的位置，打出第一类标识孔，通过第一类标识孔来标识第一类轮齿121和第二类轮齿122的分界点，有利于齿轮1的生成，无需设计复杂的指示标识。
45.在上述实施例中，第一类标识孔为圆形标识孔，半径为1mm至2mm。
46.在该实施例中，第一类标识孔为圆形标识孔，半径为1mm至3mm，进一步的半径为1mm至2mm，这样避免标识孔过大，而降低齿轮1的整体性能。
47.在上述实施例中，齿轮1还包括第二类指示标识，设置在本体11上，对应第一类轮齿121和第二类轮齿122设置，且第一类轮齿1对应的第二类指示标识与第二类轮齿1对应的第二类指示标识不同。
48.在该实施例中，齿轮1还包括第二类指示标识，设置在本体11上，对应第一类轮齿121和第二类轮齿122设置，且第一类轮齿1对应的第二类指示标识与第二类轮齿1对应的第二类指示标识不同，这样就可以通过第一类轮齿1和第二类轮齿1对应的不同的指示标识，进而区分轮齿12的类型。本技术在齿轮1上设置第二类指示标识，这样能够有效的区分轮齿12的类型，避免第一类轮齿121和第二类轮齿122混淆，而降低齿轮1的使用寿命。
49.在上述实施例中，第二类指示标识包括第二类标识孔，设置在本体11上，对应第一类轮齿121设置和对应第二类轮齿122设置。
50.在该实施例中，第二类指示标识包括第二类标识孔，设置在本体11上，对应第一类轮齿121设置和对应第二类轮齿122设置，这样就可以通过第二类标识孔来区分轮齿12的类型，通过标识孔作为指示标识，有利于齿轮1的制备，无需设计复杂的指示标识。
51.在上述实施例中，第二类标识孔为三角形标识孔或矩形标识孔。
52.在该实施例中，第二类标识孔为三角形标识孔或矩形标识孔，这样一方面能够有效区分轮齿12的类型，例如第一类轮齿121对应的本体11上设置三角形标识孔，第二类轮齿122对应的本体11上设置矩形标识孔，这样通过标识孔的形状就可以有效区分轮齿12的类型，另一方面就可以将第二类标识孔与第一类标识孔区分开，能够对轮齿12的类型进行有效的区分。
53.在上述实施例中，第一类轮齿121和第二类轮齿122呈周期性交替设置在本体11的外侧。
54.在该实施例中，第一类轮齿121和第二类轮齿122呈周期性交替设置在本体11的外侧，这样就使得本技术的齿轮1能够适应于啮合载荷为周期性变化的情况，大大的提高了齿轮1的使用寿命。
55.在上述实施例中，本体11包括至少一个减重孔，至少一个减重孔沿本体11的周向均匀设置。
56.在该实施例中，本体11包括至少一个减重孔112，沿本体11的周向均匀设置，这样可以降低齿轮1的整体质量，提高齿轮1的传动效率。
57.为了更加了解到本技术的齿轮，下面以本实用新型的齿轮在四冲程发动机中的应用为例，举例简要说明本实用新型齿轮的的应用场景：
58.如图2所示，四冲程发动机有四个行程，分别为进气、压缩、做功和排气(其中，a代表进气行程，b代表压缩行程，c代表做功行程，d代表排气行程)，其中进气行程和排气行程工作时，如图3所示，凸轮2需要压缩气门弹簧3，顶开气门4，此时凸轮2受到气门弹簧3的反向作用力，此时齿轮受到较大的载荷，当发动机运行压缩行程和做功行程时，气门4处于关闭状态，此时凸轮2不会受到气门弹簧3的反向作用力，因此，此时齿轮的载荷较小。
59.本实用新型的齿轮旋转一周为一个周期，为了简化对方案的理解，假设发动机工作了的四个行程，此时齿轮正好旋转一周，因此，如图4所示，可将齿轮的一周分为4段，i段、ii段、iii段和iv段，其中，i段与进气行程a相对应、ii段与压缩行程b相对应、iii段与做功行程c相对应，iv段与排气行程d相对应，这样在气缸四个行程往复运动过程中，i段轮齿的啮合载荷和iv段轮齿的啮合载荷总是大于ii段轮齿的啮合载荷和iii段轮齿的啮合载荷，这样在长期工作的过程中，各段的轮齿的磨损程度就会不一样，各轮齿啮合间隙的大小不一致，使机器在运行过程中的声品质变差。因此，本技术提供了齿轮，轮齿包括第一类轮齿和第二类轮齿，第一类轮齿的硬度大于第二类轮齿的硬度，这样只需要设置i段轮齿和iv段轮齿的硬度大于ii段轮齿和iii段轮齿的硬度，就能够保证各段的轮齿的磨损程度一致，避免各轮齿啮合间隙的大小不一致，使机器在运行过程中的声品质变差的问题。
60.当然，本实用新型的齿轮的应用场景还有很多，不局限于四冲程发动机，比如滚筒式抽油机的齿轮传动机构、电梯的齿轮传动机构、水车的齿轮机构、按摩椅的齿轮机构、发动机的齿轮机构等，其只要啮合载荷为周期性变化的均适用。
61.本实用新型的第二方面的实施例提供一种工程设备，包括：本技术第一方面实施例任一项技术方案的齿轮。由于本技术的工程设备包括本技术第一方面实施例任一项技术方案的齿轮，因此，本技术的工程设备包括本技术第一方面实施例任一项技术方案的齿轮的全部有益效果，在此不在赘述。进一步的，工程设备包括重卡、挂车、挖掘机、掘锚机、推土机、压路机和混凝土泵车等作业车辆，或塔吊、施工升降机和物料提升机等机械作业设备。
62.在根据本实用新型的实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的方面，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，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；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在根据本实用新型的实施例中的具体含义。
63.此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本实用新型的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。
64.尽管已经采用特定结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。
65.以上仅为根据本实用新型的实施例的优选实施例而已，并不用于限制根据本实用新型的实施例，对于本领域的技术人员来说，根据本实用新型的实施例可以有各种更改和变化。凡在根据本实用新型的实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在根据本实用新型的实施例的防护范围之内。