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带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料及制备方法

阅读：737发布：2021-02-28

IPRDB可以提供带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料及制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料及制备方法，包括蜗轮铸造材料、蜗杆铸造材料和输出轴铸造材料，本发明涉及减速机铸造材料生产技术领域。该带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料及制备方法，可避免蜗轮和蜗杆表面直接接触磨损，可大大增大蜗轮和蜗杆之间的啮合程度，很好的避免出现蜗轮蜗杆打滑的情况，同时由于SMA碳纤维薄膜表面有一定的纤维间隙，可很好的滞留润滑机油，从而大大降低蜗轮蜗杆之间的磨损程度，从而很好的保证了蜗轮和蜗杆之间的正常啮合传动，使制备的蜗轮和蜗杆材料具有较强的韧性，很好的避免了蜗轮和蜗杆长期啮合挤压，使轮齿和杆齿发生变形，从而也会导致打滑的情况发生。，下面是带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料及制备方法专利的具体信息内容。

1.带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料，包括蜗轮铸造材料、蜗杆铸造材料和输出轴铸造材料，其特征在于：所述蜗杆铸造材料的原料按重量份比包括：铸钢20-30份、锰钛合金5-10份、铬硅粉末5-10份、铼粉1-5份、SMA碳纤维1-5份、纳米二氧化硅1-5份、增碳剂1-

5份、镍钛合金5-10份和球化剂1-5份，且蜗轮铸造材料的原料按重量份比包括：铝铁青铜合金10-20份、稀土锌铝合金10-20份、氧化铜5-10份、锡粉5-10份、SMA碳纤维1-5份、镍钛合金

1-5份、二氧化钛粉10-12份和石墨1-5份，所述输出轴铸造材料包括：球墨铸铁20-30份、碳化钨5-10份、锰铁合金5-10份、铬粉1-5份、铬钼合金1-5份、增碳剂1-5份、石英砂1-5份、铝矾土1-5份、镍粉1-5份和镉粉1-5份。

2.根据权利要求1所述的带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料，其特征在于：所述蜗杆铸造材料的原料包括如下组分：铸钢25份、锰钛合金7份、铬硅粉末7份、铼粉3份、SMA碳纤维3份、纳米二氧化硅3份、增碳剂3份、镍钛合金7份和球化剂3份。

3.根据权利要求1所述的带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料，其特征在于：所述蜗轮铸造材料的原料包括如下组分：铝铁青铜合金15份、稀土锌铝合金15份、氧化铜7份、锡粉7份、SMA碳纤维3份、镍钛合金3份、二氧化钛粉11份和石墨3份。

4.根据权利要求1所述的带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料，其特征在于：所述输出轴铸造材料的原料包括如下组分：球墨铸铁25份、碳化钨7份、锰铁合金7份、铬粉3份、铬钼合金3份、增碳剂3份、石英砂3份、铝矾土3份、镍粉3份和镉粉3份。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料，其特征在于：所述SMA碳纤维为超细拉丝纤维材料。

6.根据权利要求1或2或4任意一项所述的带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料，其特征在于：所述增碳剂为在高温条件下，经过石墨化，使碳原子的排列呈石墨的微观形态的优质增碳剂。

7.根据权利要求1或2任意一项所述的带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料，其特征在于：所述球化剂为硅铁稀土镁合金。

8.带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：S1、蜗杆铸造材料的制作：其制作过程具体包括以下步骤：

a1、首先选取相应重量比份的铸钢、锰钛合金和镍钛合金分别进行火焰烘烤，然后将铸钢、锰钛合金和镍钛合金依次加入熔融设备内融化成熔融液；

a2、之后将相应重量比份的增碳剂加入熔融设备内，待熔融设备中的温度升至1220-

1350℃时，再分别加入相应重量比份的铬硅粉末、铼粉、纳米二氧化硅和球化剂，使熔融设备升温至1400-1560℃，反应40-50s后，即可得到蜗杆铸造液；

a3、制作型壳，使用蒸汽发生器将型壳脱蜡，并且对型壳进行高温焙烧；

a4、首先将步骤a2得到的蜗杆铸造液熔体依次经过精炼、过滤和除气，调整温度准备浇注，然后向合模之后的铸型内浇筑铸造液，浇注温度为1400-1580℃；

a5、之后依次进行冷却、开模、取件、淬火、切削、喷丸和清洗后处理，即可得到减速机蜗杆零件，最后将SMA碳纤维压制呈薄膜状通过粘附剂粘结于减速机蜗杆零件的表面；

S2、蜗轮铸造材料的制作：其制作过程具体包括以下步骤：

b1、首先选取相应重量比份的铝铁青铜合金、稀土锌铝合金、氧化铜和镍钛合金依次加入熔融设备内融化成熔融液；

b2、之后将相应重量比份的石墨加入熔融设备内，待熔融设备中的温度升至1100-1230℃时，再分别加入相应重量比份的锡粉和二氧化钛粉，使熔融设备升温至1300-1420℃，反应5-15min后，即可得到蜗轮铸造液；

b3、制作型壳，使用蒸汽发生器将型壳脱蜡，并且对型壳进行高温焙烧；

b4、首先将步骤b2得到的蜗轮铸造液熔体依次经过精炼、过滤和除气，调整温度准备浇注，然后向合模之后的铸型内浇筑铸造液，浇注温度为1200-1360℃；

b5、之后依次进行冷却、开模、取件、淬火、切削、喷丸和清洗后处理，即可得到减速机蜗轮零件，最后将SMA碳纤维压制呈薄膜状通过粘附剂粘结于减速机蜗杆零件的表面；

S3、输出轴铸造材料的制作：其制作过程具体包括以下步骤：

c1、首先选取相应重量比份的球墨铸铁、碳化钨、锰铁合金和铬钼合金依次加入熔融设备内融化成熔融液；

c2、之后将相应重量比份的增碳剂加入熔融设备内，待熔融设备中的温度升至1460-

1600℃时，再分别加入相应重量比份的铬粉、石英砂、铝矾土、镍粉和镉粉，使熔融设备升温至1590-1870℃，反应10-15min后，即可得到输出轴铸造液；

c3、制作型壳，使用蒸汽发生器将型壳脱蜡，并且对型壳进行高温焙烧；

c4、首先将步骤c2得到的蜗轮铸造液熔体依次经过精炼、过滤和除气，调整温度准备浇注，然后向合模之后的铸型内浇筑铸造液，浇注温度为1450-1680℃；

c5、之后依次进行冷却、开模、取件、淬火、切削、喷丸和清洗后处理，即可得到减速机输出轴零件；

S4、蜗杆减速机的装配成型：将步骤S1、步骤S2和步骤S3分别制备的蜗轮、蜗杆和输出轴分别与减速机壳体以及其他配件进行组装，即可完成蜗轮蜗杆减速机的装配成型。

说明书全文

带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料及制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及减速机铸造材料生产技术领域，具体为带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料及制备方法。

背景技术

[0002] 蜗轮蜗杆减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构，在用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛，在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等，其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能，因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备，蜗轮蜗杆减速机中最为重要的三个部件为蜗轮、蜗杆和输出轴，在蜗轮蜗杆减速机工作过程中，蜗轮与蜗杆之间相互传动长期磨损，因此需要对蜗轮蜗杆的材质进行优化，同时输出轴在长期使用过程中会受到外界的冲击力或扭矩，因此也需要对输出轴的材质进行优化，以确保蜗轮蜗杆减速机能够进行长期的使用。
[0003] 目前蜗轮蜗杆减速机的蜗轮、蜗杆和输出轴大多直接采用单一合金钢材料进行铸造加工生产，然而，这样的材料存在以下缺陷：1）、单一合金钢材质的蜗轮和蜗杆在长期使用过程中，轮齿和杆齿之间容易发生磨损，当磨损到一定程度时，即会出现打滑，从而严重影响蜗轮和蜗杆之间的正常啮合传动。
[0004] 2）、单一合金钢材质的蜗轮和蜗杆的抗冲击疲劳性能较差，且韧性较低，长期啮合挤压，会使轮齿和杆齿发生变形，从而也会导致打滑的情况发生。
[0005] 3）、单一合金钢材质的输出轴的抗冲击能力较差，在长期使用过程或多次意外冲击中，输出轴易被断裂，从而使蜗轮蜗杆减速机不能正常使用。

发明内容

[0006] （一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料及制备方法，解决了现有蜗轮蜗杆减速机单一合金钢材质的蜗轮和蜗杆在长期使用过程中，轮齿和杆齿之间容易发生磨损，当磨损到一定程度时，即会出现打滑，从而严重影响蜗轮和蜗杆之间的正产啮合传动，单一合金钢材质的蜗轮和蜗杆的抗冲击疲劳性能较差，且韧性较低，长期啮合挤压，会使轮齿和杆齿发生变形，从而也会导致打滑的情况发生，且单一合金钢材质的输出轴的抗冲击能力较差，在长期使用过程或多次意外冲击中，输出轴易被断裂，从而使蜗轮蜗杆减速机不能正常使用的问题。
[0007] （二）技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料，包括蜗轮铸造材料、蜗杆铸造材料和输出轴铸造材料，所述蜗杆铸造材料的原料按重量份比包括：铸钢20-30份、锰钛合金5-10份、铬硅粉末5-10份、铼粉1-5份、SMA碳纤维1-5份、纳米二氧化硅1-5份、增碳剂1-5份、镍钛合金5-10份和球化剂1-5份，且蜗轮铸造材料的原料按重量份比包括：铝铁青铜合金10-20份、稀土锌铝合金10-20份、氧化铜5-10份、锡粉5-10份、SMA碳纤维1-5份、镍钛合金1-5份、二氧化钛粉10-12份和石墨1-5份，所述输出轴铸造材料包括：球墨铸铁20-30份、碳化钨5-10份、锰铁合金5-10份、铬粉1-5份、铬钼合金1-5份、增碳剂1-5份、石英砂1-5份、铝矾土1-5份、镍粉1-5份和镉粉1-5份。
[0008] 优选的，所述蜗杆铸造材料的原料包括如下组分：铸钢25份、锰钛合金7份、铬硅粉末7份、铼粉3份、SMA碳纤维3份、纳米二氧化硅3份、增碳剂3份、镍钛合金7份和球化剂3份。
[0009] 优选的，所述蜗轮铸造材料的原料包括如下组分：铝铁青铜合金15份、稀土锌铝合金15份、氧化铜7份、锡粉7份、SMA碳纤维3份、镍钛合金3份、二氧化钛粉11份和石墨3份。
[0010] 优选的，所述输出轴铸造材料的原料包括如下组分：球墨铸铁25份、碳化钨7份、锰铁合金7份、铬粉3份、铬钼合金3份、增碳剂3份、石英砂3份、铝矾土3份、镍粉3份和镉粉3份。
[0011] 优选的，所述SMA碳纤维为超细拉丝纤维材料。
[0012] 优选的，所述增碳剂为在高温条件下，经过石墨化，使碳原子的排列呈石墨的微观形态的优质增碳剂，石墨化可以降低增碳剂中杂志的含量，提高增碳剂的碳含量，降低硫含量。
[0013] 优选的，所述球化剂为硅铁稀土镁合金。
[0014] 本发明还公开了带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料的制备方法，具体包括以下步骤：S1、蜗杆铸造材料的制作：其制作过程具体包括以下步骤：
a1、首先选取相应重量比份的铸钢、锰钛合金和镍钛合金分别进行火焰烘烤，然后将铸钢、锰钛合金和镍钛合金依次加入熔融设备内融化成熔融液；
a2、之后将相应重量比份的增碳剂加入熔融设备内，待熔融设备中的温度升至1220-
1350℃时，再分别加入相应重量比份的铬硅粉末、铼粉、纳米二氧化硅和球化剂，使熔融设备升温至1400-1560℃，反应40-50s后，即可得到蜗杆铸造液；
a3、制作型壳，使用蒸汽发生器将型壳脱蜡，并且对型壳进行高温焙烧；
a4、首先将步骤a2得到的蜗杆铸造液熔体依次经过精炼、过滤和除气，调整温度准备浇注，然后向合模之后的铸型内浇筑铸造液，浇注温度为1400-1580℃；
a5、之后依次进行冷却、开模、取件、淬火、切削、喷丸和清洗后处理，即可得到减速机蜗杆零件，最后将SMA碳纤维压制呈薄膜状通过粘附剂粘结于减速机蜗杆零件的表面；
S2、蜗轮铸造材料的制作：其制作过程具体包括以下步骤：
b1、首先选取相应重量比份的铝铁青铜合金、稀土锌铝合金、氧化铜和镍钛合金依次加入熔融设备内融化成熔融液；
b2、之后将相应重量比份的石墨加入熔融设备内，待熔融设备中的温度升至1100-1230℃时，再分别加入相应重量比份的锡粉和二氧化钛粉，使熔融设备升温至1300-1420℃，反应5-15min后，即可得到蜗轮铸造液；
b3、制作型壳，使用蒸汽发生器将型壳脱蜡，并且对型壳进行高温焙烧；
b4、首先将步骤b2得到的蜗轮铸造液熔体依次经过精炼、过滤和除气，调整温度准备浇注，然后向合模之后的铸型内浇筑铸造液，浇注温度为1200-1360℃；
b5、之后依次进行冷却、开模、取件、淬火、切削、喷丸和清洗后处理，即可得到减速机蜗轮零件，最后将SMA碳纤维压制呈薄膜状通过粘附剂粘结于减速机蜗杆零件的表面；
S3、输出轴铸造材料的制作：其制作过程具体包括以下步骤：
c1、首先选取相应重量比份的球墨铸铁、碳化钨、锰铁合金和铬钼合金依次加入熔融设备内融化成熔融液；
c2、之后将相应重量比份的增碳剂加入熔融设备内，待熔融设备中的温度升至1460-
1600℃时，再分别加入相应重量比份的铬粉、石英砂、铝矾土、镍粉和镉粉，使熔融设备升温至1590-1870℃，反应10-15min后，即可得到输出轴铸造液；
c3、制作型壳，使用蒸汽发生器将型壳脱蜡，并且对型壳进行高温焙烧；
c4、首先将步骤c2得到的蜗轮铸造液熔体依次经过精炼、过滤和除气，调整温度准备浇注，然后向合模之后的铸型内浇筑铸造液，浇注温度为1450-1680℃；
c5、之后依次进行冷却、开模、取件、淬火、切削、喷丸和清洗后处理，即可得到减速机输出轴零件；
S4、蜗杆减速机的装配成型：将步骤S1、步骤S2和步骤S3分别制备的蜗轮、蜗杆和输出轴分别与减速机壳体以及其他配件进行组装，即可完成蜗轮蜗杆减速机的装配成型。
[0015] （三）有益效果本发明提供了带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料及制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
（1）、该带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料及制备方法，通过在蜗轮铸造件和蜗杆铸造件的表面粘附一层SMA碳纤维薄膜，可避免蜗轮和蜗杆表面直接接触磨损，同时由于SMA碳纤维薄膜具有优异耐磨性能，可大大增大蜗轮和蜗杆之间的啮合程度，很好的避免出现蜗轮蜗杆打滑的情况，同时由于SMA碳纤维薄膜表面有一定的纤维间隙，可很好的滞留润滑机油，从而大大降低蜗轮蜗杆之间的磨损程度，从而很好的保证了蜗轮和蜗杆之间的正常啮合传动。
[0016] （2）、该带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料及制备方法，通过在蜗轮铸造材料和蜗杆铸造材料中加入镍钛记忆合金，使制备的蜗轮和蜗杆材料具有较强的韧性，很好的避免了蜗轮和蜗杆长期啮合挤压，使轮齿和杆齿发生变形，从而也会导致打滑的情况发生，同时通过在蜗杆材料组分中加入锰钛合金、铬硅粉末、铼粉和纳米二氧化硅，来提高蜗杆材质的抗冲击性能，通过在蜗轮材料组分中加入稀土锌铝合金、氧化铜、锡粉、二氧化钛粉和石墨，可实现提高蜗杆材质的抗冲击性能，从而大大增强了蜗轮和蜗杆的抗冲击疲劳性能和韧性，大大延长了蜗轮蜗杆的使用寿命。
[0017] （3）、该带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料及制备方法，通过在输出轴铸造材料中加入碳化钨、锰铁合金、铬粉、铬钼合金、石英砂、铝矾土、镍粉和镉粉，可大大提升输出轴的抗冲击能力，很好的避免输出轴在长期使用或多次意外冲击过程中，输出轴易被断裂的情况发生，从而保证了蜗轮蜗杆减速机的正常使用。

附图说明

[0018] 图1为本发明制备方法的流程图。

具体实施方式

[0019] 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。
[0020] 请参阅图1，本发明实施例提供三种技术方案：带输出轴结构的蜗轮蜗杆减速机铸造材料的制备方法，具体包括以下实施例：实施例1
S1、蜗杆铸造材料的制作：其制作过程具体包括以下步骤：
a1、首先选取相应重量比份的25份铸钢、7份锰钛合金和7份镍钛合金分别进行火焰烘烤，然后将铸钢、锰钛合金和镍钛合金依次加入熔融设备内融化成熔融液；
a2、之后将相应重量比份的3份增碳剂加入熔融设备内，待熔融设备中的温度升至1290℃时，再分别加入相应重量比份的7份铬硅粉末、3份铼粉、3份纳米二氧化硅和3份球化剂，使熔融设备升温至1450℃，反应45s后，即可得到蜗杆铸造液；
a3、制作型壳，使用蒸汽发生器将型壳脱蜡，并且对型壳进行高温焙烧；
a4、首先将步骤a2得到的蜗杆铸造液熔体依次经过精炼、过滤和除气，调整温度准备浇注，然后向合模之后的铸型内浇筑铸造液，浇注温度为1490℃；
a5、之后依次进行冷却、开模、取件、淬火、切削、喷丸和清洗后处理，即可得到减速机蜗杆零件，最后将3份SMA碳纤维压制呈薄膜状通过粘附剂粘结于减速机蜗杆零件的表面；
S2、蜗轮铸造材料的制作：其制作过程具体包括以下步骤：
b1、首先选取相应重量比份的15份铝铁青铜合金、15份稀土锌铝合金、7份氧化铜和3份镍钛合金依次加入熔融设备内融化成熔融液；
b2、之后将相应重量比份的3份石墨加入熔融设备内，待熔融设备中的温度升至1190℃时，再分别加入相应重量比份的7份锡粉和11份二氧化钛粉，使熔融设备升温至1390℃，反应10min后，即可得到蜗轮铸造液；
b3、制作型壳，使用蒸汽发生器将型壳脱蜡，并且对型壳进行高温焙烧；
b4、首先将步骤b2得到的蜗轮铸造液熔体依次经过精炼、过滤和除气，调整温度准备浇注，然后向合模之后的铸型内浇筑铸造液，浇注温度为1290℃；
b5、之后依次进行冷却、开模、取件、淬火、切削、喷丸和清洗后处理，即可得到减速机蜗轮零件，最后将3份SMA碳纤维压制呈薄膜状通过粘附剂粘结于减速机蜗杆零件的表面；
S3、输出轴铸造材料的制作：其制作过程具体包括以下步骤：
c1、首先选取相应重量比份的25份球墨铸铁、7份碳化钨、7份锰铁合金和3份铬钼合金依次加入熔融设备内融化成熔融液；
c2、之后将相应重量比份的3份增碳剂加入熔融设备内，待熔融设备中的温度升至1510℃时，再分别加入相应重量比份的3份铬粉、3份石英砂、3份铝矾土、3份镍粉和3份镉粉，使熔融设备升温至1700℃，反应13min后，即可得到输出轴铸造液；
c3、制作型壳，使用蒸汽发生器将型壳脱蜡，并且对型壳进行高温焙烧；
c4、首先将步骤c2得到的蜗轮铸造液熔体依次经过精炼、过滤和除气，调整温度准备浇注，然后向合模之后的铸型内浇筑铸造液，浇注温度为1550℃；
c5、之后依次进行冷却、开模、取件、淬火、切削、喷丸和清洗后处理，即可得到减速机输出轴零件；
S4、蜗杆减速机的装配成型：将步骤S1、步骤S2和步骤S3分别制备的蜗轮、蜗杆和输出轴分别与减速机壳体以及其他配件进行组装，即可完成蜗轮蜗杆减速机的装配成型。
[0021] 实施例2S1、蜗杆铸造材料的制作：其制作过程具体包括以下步骤：
a1、首先选取相应重量比份的20份铸钢、5份锰钛合金和5份镍钛合金分别进行火焰烘烤，然后将铸钢、锰钛合金和镍钛合金依次加入熔融设备内融化成熔融液；
a2、之后将相应重量比份的1份增碳剂加入熔融设备内，待熔融设备中的温度升至1220℃时，再分别加入相应重量比份的5份铬硅粉末、1份铼粉、1份纳米二氧化硅和1份球化剂，使熔融设备升温至1400℃，反应40s后，即可得到蜗杆铸造液；
a3、制作型壳，使用蒸汽发生器将型壳脱蜡，并且对型壳进行高温焙烧；
a4、首先将步骤a2得到的蜗杆铸造液熔体依次经过精炼、过滤和除气，调整温度准备浇注，然后向合模之后的铸型内浇筑铸造液，浇注温度为1400℃；
a5、之后依次进行冷却、开模、取件、淬火、切削、喷丸和清洗后处理，即可得到减速机蜗杆零件，最后将1份SMA碳纤维压制呈薄膜状通过粘附剂粘结于减速机蜗杆零件的表面；
S2、蜗轮铸造材料的制作：其制作过程具体包括以下步骤：
b1、首先选取相应重量比份的10份铝铁青铜合金、10份稀土锌铝合金、5份氧化铜和1份镍钛合金依次加入熔融设备内融化成熔融液；
b2、之后将相应重量比份的1份石墨加入熔融设备内，待熔融设备中的温度升至1100℃时，再分别加入相应重量比份的5份锡粉和10份二氧化钛粉，使熔融设备升温至1300℃，反应5min后，即可得到蜗轮铸造液；
b3、制作型壳，使用蒸汽发生器将型壳脱蜡，并且对型壳进行高温焙烧；
b4、首先将步骤b2得到的蜗轮铸造液熔体依次经过精炼、过滤和除气，调整温度准备浇注，然后向合模之后的铸型内浇筑铸造液，浇注温度为1200℃；
b5、之后依次进行冷却、开模、取件、淬火、切削、喷丸和清洗后处理，即可得到减速机蜗轮零件，最后将1份SMA碳纤维压制呈薄膜状通过粘附剂粘结于减速机蜗杆零件的表面；
S3、输出轴铸造材料的制作：其制作过程具体包括以下步骤：
c1、首先选取相应重量比份的20份球墨铸铁、5份碳化钨、5份锰铁合金和1份铬钼合金依次加入熔融设备内融化成熔融液；
c2、之后将相应重量比份的1份增碳剂加入熔融设备内，待熔融设备中的温度升至1460℃时，再分别加入相应重量比份的1份铬粉、1份石英砂、1份铝矾土、1份镍粉和1份镉粉，使熔融设备升温至1590℃，反应10min后，即可得到输出轴铸造液；
c3、制作型壳，使用蒸汽发生器将型壳脱蜡，并且对型壳进行高温焙烧；
c4、首先将步骤c2得到的蜗轮铸造液熔体依次经过精炼、过滤和除气，调整温度准备浇注，然后向合模之后的铸型内浇筑铸造液，浇注温度为1450℃；
c5、之后依次进行冷却、开模、取件、淬火、切削、喷丸和清洗后处理，即可得到减速机输出轴零件；
S4、蜗杆减速机的装配成型：将步骤S1、步骤S2和步骤S3分别制备的蜗轮、蜗杆和输出轴分别与减速机壳体以及其他配件进行组装，即可完成蜗轮蜗杆减速机的装配成型。
[0022] 实施例3S1、蜗杆铸造材料的制作：其制作过程具体包括以下步骤：
a1、首先选取相应重量比份的30份铸钢、10份锰钛合金和10份镍钛合金分别进行火焰烘烤，然后将铸钢、锰钛合金和镍钛合金依次加入熔融设备内融化成熔融液；
a2、之后将相应重量比份的5份增碳剂加入熔融设备内，待熔融设备中的温度升至1350℃时，再分别加入相应重量比份的10份铬硅粉末、5份铼粉、5份纳米二氧化硅和5份球化剂，使熔融设备升温至1560℃，反应50s后，即可得到蜗杆铸造液；
a3、制作型壳，使用蒸汽发生器将型壳脱蜡，并且对型壳进行高温焙烧；
a4、首先将步骤a2得到的蜗杆铸造液熔体依次经过精炼、过滤和除气，调整温度准备浇注，然后向合模之后的铸型内浇筑铸造液，浇注温度为1580℃；
a5、之后依次进行冷却、开模、取件、淬火、切削、喷丸和清洗后处理，即可得到减速机蜗杆零件，最后将5份SMA碳纤维压制呈薄膜状通过粘附剂粘结于减速机蜗杆零件的表面；
S2、蜗轮铸造材料的制作：其制作过程具体包括以下步骤：
b1、首先选取相应重量比份的20份铝铁青铜合金、20份稀土锌铝合金、10份氧化铜和5份镍钛合金依次加入熔融设备内融化成熔融液；
b2、之后将相应重量比份的5份石墨加入熔融设备内，待熔融设备中的温度升至1230℃时，再分别加入相应重量比份的10份锡粉和12份二氧化钛粉，使熔融设备升温至1420℃，反应15min后，即可得到蜗轮铸造液；
b3、制作型壳，使用蒸汽发生器将型壳脱蜡，并且对型壳进行高温焙烧；
b4、首先将步骤b2得到的蜗轮铸造液熔体依次经过精炼、过滤和除气，调整温度准备浇注，然后向合模之后的铸型内浇筑铸造液，浇注温度为1360℃；
b5、之后依次进行冷却、开模、取件、淬火、切削、喷丸和清洗后处理，即可得到减速机蜗轮零件，最后将5份SMA碳纤维压制呈薄膜状通过粘附剂粘结于减速机蜗杆零件的表面；
S3、输出轴铸造材料的制作：其制作过程具体包括以下步骤：
c1、首先选取相应重量比份的30份球墨铸铁、10份碳化钨、10份锰铁合金和5份铬钼合金依次加入熔融设备内融化成熔融液；
c2、之后将相应重量比份的5份增碳剂加入熔融设备内，待熔融设备中的温度升至1600℃时，再分别加入相应重量比份的5份铬粉、5份石英砂、5份铝矾土、5份镍粉和5份镉粉，使熔融设备升温至1870℃，反应15min后，即可得到输出轴铸造液；
c3、制作型壳，使用蒸汽发生器将型壳脱蜡，并且对型壳进行高温焙烧；
c4、首先将步骤c2得到的蜗轮铸造液熔体依次经过精炼、过滤和除气，调整温度准备浇注，然后向合模之后的铸型内浇筑铸造液，浇注温度为1680℃；
c5、之后依次进行冷却、开模、取件、淬火、切削、喷丸和清洗后处理，即可得到减速机输出轴零件；
S4、蜗杆减速机的装配成型：将步骤S1、步骤S2和步骤S3分别制备的蜗轮、蜗杆和输出轴分别与减速机壳体以及其他配件进行组装，即可完成蜗轮蜗杆减速机的装配成型。
[0023] 本发明中，SMA碳纤维为超细拉丝纤维材料，SMA碳纤维为形状记忆碳纤维，具有较高的韧性和耐磨性能。
[0024] 本发明中，增碳剂为在高温条件下，经过石墨化，使碳原子的排列呈石墨的微观形态的优质增碳剂，石墨化可以降低增碳剂中杂志的含量，提高增碳剂的碳含量，降低硫含量。
[0025] 本发明中，球化剂为硅铁稀土镁合金。
[0026] 测试实验某机械生产企业采用本发明实施例1-3的制备方法，分别制备三组蜗轮蜗杆减速机产品，同时选取市场上同类型的WPA蜗轮蜗杆减速机作为对照组，然后分别对每组蜗轮蜗杆减速机的蜗轮、蜗杆和输出轴进行四次冲击实验，分别记录每组蜗轮蜗杆减速机的蜗轮、蜗杆和输出轴每次的最大抗冲击负荷，之后每组的蜗轮蜗杆减速机分别连接相同输出功率的电动机和输出负载，然后进行试运行测试实验，在实验的过程中观察每组蜗轮蜗杆减速机的振动和噪音情况，记录首次出现振动的时间，四组蜗轮蜗杆减速机不停机试运行72-96h后，将每组蜗轮蜗杆减速机拆卸下来，观察每组蜗轮蜗杆减速机内部蜗轮和蜗杆的磨损情况，并记录。
[0027] 表1 实施例1的抗冲击实验结果统计表表2 实施例2的抗冲击实验结果统计表
表3 实施例3的抗冲击实验结果统计表
表4 现有蜗轮蜗杆减速机的抗冲击实验结果统计表
由上述表1-4可知，实施例1制备的蜗轮蜗杆减速机的蜗轮、蜗杆和输出轴的所承受的最大冲击最大，而实施例2和实施例3制备的蜗轮蜗杆减速机的蜗轮、蜗杆和输出轴的所承受的最大冲击均比市场上选取同类型的WPA蜗轮蜗杆减速机大。
[0028] 表5 72-96h振动噪声和蜗轮蜗杆磨损情况统计表由表5可知，实施例1-3在进行72-96h试运行测试实验时，均未出现振动噪声的情况，而市场上选取同类型的WPA蜗轮蜗杆减速机在73.8h时出现振动噪声的情况，同时实施例1-3进行72-96h试运行测试实验后，蜗轮与蜗杆表面有光泽，无任何磨损，而市场上选取同类型的WPA蜗轮蜗杆减速机的蜗轮与蜗杆的表面有磨痕。
[0029] 综上所述本发明通过在蜗轮铸造件和蜗杆铸造件的表面粘附一层SMA碳纤维薄膜，可避免蜗轮和蜗杆表面直接接触磨损，同时由于SMA碳纤维薄膜具有优异耐磨性能，可大大增大蜗轮和蜗杆之间的啮合程度，很好的避免出现蜗轮蜗杆打滑的情况，同时由于SMA碳纤维薄膜表面有一定的纤维间隙，可很好的滞留润滑机油，从而大大降低蜗轮蜗杆之间的磨损程度，从而很好的保证了蜗轮和蜗杆之间的正常啮合传动，通过在蜗轮铸造材料和蜗杆铸造材料中加入镍钛记忆合金，使制备的蜗轮和蜗杆材料具有较强的韧性，很好的避免了蜗轮和蜗杆长期啮合挤压，使轮齿和杆齿发生变形，从而也会导致打滑的情况发生，同时通过在蜗杆材料组分中加入锰钛合金、铬硅粉末、铼粉和纳米二氧化硅，来提高蜗杆材质的抗冲击性能，通过在蜗轮材料组分中加入稀土锌铝合金、氧化铜、锡粉、二氧化钛粉和石墨，可实现提高蜗杆材质的抗冲击性能，从而大大增强了蜗轮和蜗杆的抗冲击疲劳性能和韧性，大大延长了蜗轮蜗杆的使用寿命，同时通过在输出轴铸造材料中加入碳化钨、锰铁合金、铬粉、铬钼合金、石英砂、铝矾土、镍粉和镉粉，可大大提升输出轴的抗冲击能力，很好的避免输出轴在长期使用或多次意外冲击过程中，输出轴易被断裂的情况发生，从而保证了蜗轮蜗杆减速机的正常使用。
[0030] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0031] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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蜗轮蜗杆副机构-专利编号CN103998821B 2020-05-13 1025
蜗轮蜗杆减速器-专利编号CN107614928B 2020-05-13 257
蜗轮蜗杆减速器-专利编号CN107614928A 2020-05-12 594
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