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设计塑料齿轮时需考虑的几个问题

时间:2019-12-21 18:49:30  来源:  作者:  浏览量: 0
简介:   专题报导设计塑料齿轮时需考虑的几个问题□葛兆斌□李京□蒋立军目前,在齿轮的一些应用领域中,有用塑料齿轮替代金属齿轮的发展趋势。而塑料齿轮的设计者,大都是原来从事

  专题报导设计塑料齿轮时需考虑的几个问题□葛兆斌□李京□蒋立军目前,在齿轮的一些应用领域中,有用塑料齿轮替代金属齿轮的发展趋势。而塑料齿轮的设计者,大都是原来从事金属齿轮设计的技术人员。由于他们缺乏设计和使用塑料齿轮的经验,往往根据已有的设计金属齿轮的经验设计塑料齿轮,事实证明这是行不通的。由于材料特性、制造工艺的差异,以及承载性能的不同,塑料齿轮在设计上也就不同于金属齿轮。!材料选择塑料齿轮的材料时除了考虑冲击强度、拉伸强度和成本等外,还必须考虑吸湿性。目前常用的两种塑料齿轮材料是尼龙和乙缩醛,两者都抗化学腐蚀,可用油或油脂作润滑剂;使用时通常是由这两种材料制作的齿轮组成齿轮副,因为这比单种材料的齿轮组成齿轮副的摩擦系数小,基本上不需外加润滑。如果采用一种材料,需加少量油或油脂进行润滑。

  吸湿性是选择材料时应重点考虑的一个方面。

  尼龙易潮,或者说吸湿性强,在齿轮铸造之前,必须弄干树脂的原材料,否则铸件易碎。在潮湿环境下,用干尼龙树脂铸出的齿轮浸入液体或润滑油中体积将会膨胀,这将使相啮合的两齿轮互相咬合而不能正常工作。在设计尼龙齿轮的齿间距和中心距时应充分考虑这一点。

  乙缩醛的吸湿性较尼龙弱得多,在同样环境下,体积膨胀不太明显。然而每种材料都有其优点,同时也有不足之处;尼龙吸湿膨胀时,承载能力降低而冲击强度增加;乙缩醛在潮湿环境中变化小,但易碎,而且不耐冲击。

  "齿轮设计塑料齿轮的设计,基本上和金属齿轮相同,但齿根应是平滑曲线形成的圆角。

  金属齿轮与塑料齿轮的另一差异是轮齿进入啮合的方式不同。在重载下,塑料齿轮较金属齿轮弯曲得厉害,此时进入啮合的齿变得不同心,而且顶部相互嵌入。

  0齿轮尺寸塑料齿轮的尺寸计算确定基本上也和金属齿轮相同,但齿根系数可取0.33.铸造结构设计塑料齿轮的铸造结构设计也应合理。通常设计者采用直线性肋或轮辐以加强塑料件的强度,但这些特征可能导致收缩不均匀,产生椭圆形或非圆形齿轮;解决方法是适当地采用辐板或轮缘来取代支撑肋。为节省材料设置的减重孔,可引起零件收缩,产生不均匀接合线而削弱齿轮。接合线是两股熔融的塑料相遇并一起流入模具时形成的。

  齿轮的模具设计也要特别注意,在一标准齿轮减速器箱里,有一组大小不同的齿轮,为降低制造成本,设计者可能会在一个模具里制造所有齿轮,即齿轮族模具。当齿轮应用于小间隙配合时,不适合用齿轮族模具来制造。

  浇口位置的设置对齿轮的成型很关键。熔融塑料通过分流道进入模具、分流道与零件在浇口处相接触,为了使流体在模具内分布均匀,设计者应使浇口位于零件中心。浇口偏移可能产生椭圆形齿轮,如中心浇口不能设置,应平均地多设几个浇口,并尽可能靠近齿轮中心。

  几乎所有齿轮在与模具分离时都需要起模杆,这些起模杆平放入模具型腔中,并在零件后面将模具顶开成两部分。设计者应设计尽可能多、尽可能大的起模杆,以确保出模时齿轮不弯曲。

  %检验与测试塑料齿轮的检测可采用检测金属齿轮的仪器。

  塑料齿轮出模后不能马上检测,因为尼龙和乙缩醛成品在铸造成型后几天内还在继续结晶和固化,应待其完全结晶后检测。

  工作在潮湿环境中的齿轮应进行相似条件下的测试,因为塑料材料吸湿后体积变化较大。沸腾加速潮湿法是通常采用的检测方法,还可帮助预测齿轮的寿命。材料制造商往往提供一些在沸腾条件和各种湿度下的吸湿性性能数据。"(编辑和平)邮政编码:济南250101:1999年8月

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