高硬度薄壁齿圈制造技术研究

刘珍妮 ，王会龙 ，李宏伟 ，刘心藜

1 引言

机电复合传动系统具有无级传动、无级转向、大功率供电等特性，能够满足未来高机动武器平台机动性、大功率用电等多种需求，同时具备静音行驶、制动能量回收、发动机反拖起动等功能，有燃油经济性高、传递可靠等优点，可大幅提高车辆的燃油经济性和动力性能[1-3]。机电复合传动系统的运用有助于特种车辆总体性能的提高，是下一代特种车辆传动技术的发展方向。变速耦合机构是机电复合传动系统的核心部件，由高精度的行星排和重载荷的离合器等组成，能直接影响机电复合传动系统的重要性能；因其工作转速高、承受载荷大、结构复杂、集成度高的特点，所以对其结构设计提出了更为苛刻的要求，并形成了较多大尺寸、高精度的关键核心零部件。

齿圈是行星排中径向尺寸最大的元件，还经常作为换挡制动器的内毂使用，为了保证齿轮强度以及换挡元件转矩容量，齿圈的内外径尺寸多受限制，导致齿圈轮缘较薄，如图3所示齿圈直径与轮缘厚度的比值高达37.2，如图1所示。使得齿圈刚度较差，加工极易变形，影响齿轮传递精度以及操纵件摩擦片齿部载荷分布；为了保证齿轮强度以及换挡元件转矩容量，在满足结构件刚强度的情况下，减小齿圈壁厚是整体结构设计的重要手段。大型薄壁齿圈磨削加工、插齿加工和装夹过程中易产生变形，导致尺寸超差，甚至报废；齿圈渗碳淬火处理易产生椭圆、翘曲、涨大等变形，增加后序加工的难度。……