塑料齿轮设计指南

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塑胶齿轮模具设计要点

塑胶齿轮模具设计要点

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齒輪模具設計及重點
圖其 齒 所定 輪 示位 模
极具 其的 重模 要仁 必通 須常 采采 用用 防的 呆是 功圓 能形 如的
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பைடு நூலகம்
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齒輪模具設計及重點
澆齒 口輪
模 3點 通 如常 左是 圖 所 3板 示模 組並 立且 圖是
直 接 點
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3.齒輪的外徑和厚度(外徑齒厚越大的其齒合精度越難達到)
4.齒輪的常見結構(分為一層,二層,三層….和孔徑的形狀結構)成形齒盡 可以在同一側(公模側)
5.齒輪的進膠須完全平衡一般采用3點進膠并且不可靠齒形部位太近
一般偏靠中心﹐3點進膠須看短射料頭是否平衡﹐(會影響齒的嚙合)
6.齒輪模具的模仁必須標注几何公差精度在0.005~0.01(特別是同心度)
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左圖是齒輪模 的母模仁依圖 所示其注入口 是3點進膠是3 等分是最佳的 設計方式其注 入口的大小通 常在0.7~1.2之 間
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此類似的 齒輪設計 不可如雙 齒一半在 母模一半 在公模如 此其精度 保證困難 設計盡可 以在同一 側
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齒輪模母模 平面組立圖 料道板﹐流 道形狀排位
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左圖所示是常用 的齒套依圖所示 排氯位置大小﹐
左圖所示是常用 的齒套依圖所示 標注齒套重點寸 法﹐以及定位畫 法
左圖所示是常用 的齒套線割齒形 的參數此參數是 已加縮水(每一項 參數都要加縮水)

塑料齿轮设计(公司设计手册)

塑料齿轮设计(公司设计手册)

啮合率
虽说刘易斯公式是在假定所有的法向负荷都施加在一个齿尖上的基础上来加
速齿根强度的,但实际上啮合的轮齿不止一个。压力角为20°的标准齿正齿
轮的啮合率在1和2之间,如齿数为20和30的齿轮啮合率约为1.6。换言之,在1 对齿开始啮合的瞬间,另一对齿已在前1个法向节距处啮合,因此在随后的0.6 个法向节距内有2对齿啮合,而在此后的0.4个法向节距内只有1对齿啮合。因 此,考虑到把在齿尖承受所有法向负荷时所得出的值y用作齿形系数会大大超 过安全侧,于是本文采用节距附近承受负荷时的值y′。 啮合率越大则越有利于轮齿强度,因此对于传动齿轮来说,应重点考虑增大
3 计算示例
例题1
现将正齿轮的DuraconTM(等级M25)齿轮与金属齿轮组合起来,请求
出用于减速比为 的减速机时的DuraconTM齿轮的齿宽。
假定电动机的转速为1,800rpm,输出扭矩为T=0.6N·m,DuraconTM齿 轮的模数m=1mm,齿数Z=60,压力角α=20°。此外,假定金属齿轮 的齿数为10个。 假定使用条件为初期润滑脂润滑,使用温度为60℃,1天运转3小时,耐 用年数为2年。
2.1 齿隙、齿顶间隙 2.2.1 树脂层的厚度 2.3 齿轮形状
2.2.2 金属嵌件的缺口
2 齿轮形状设计方面的注意事项
2.1 齿隙、齿顶间隙
如果考虑到因热膨胀、水和润滑油而引起的尺寸变化以及成型时的尺寸公差,则塑
料齿轮的齿隙应比金属的更大。金属齿轮的齿隙是根据齿轮的制作精度、模数、节圆
直径、节点圆周速度以及润滑状态等来确定的。例如,根据日本齿轮工业会规格,轴
齿顶间隙也一样,金属取模数的12~25%,而DuraconTM则要取得更大。如果运转中 温度上升,则应估计到热膨胀,因此还要取得更大些。

标准结构篇:7)塑料齿轮轮系设计总章

标准结构篇:7)塑料齿轮轮系设计总章

标准结构篇:7)塑料齿轮轮系设计总章本章⽬的:了解塑料齿轮设计常⽤知识1.塑料齿轮的前置知识要学习设计塑料齿轮,就需要先了解齿轮。

因为塑料齿轮是齿轮中之⼀,其材质为塑料。

需要学习的齿轮知识包括:齿轮的定义,齿轮轮系的作⽤,齿轮的分类等。

2.齿轮2.1 齿轮定义齿轮是指轮缘上有齿的连续啮合传递运动和动⼒的机械元件。

2.2 齿轮轮系的作⽤在实际机械中,少有使⽤单个齿轮,往往要采⽤⼀系列相互啮合的齿轮来满⾜⼯作要求。

这种由⼀系列的齿轮组成的传动系统称为轮系。

齿轮轮系的作⽤⼀般有:2.2.1 改变扭矩(⼀般⽤于增⼤电机扭矩)电机的扭矩是有限的,在尺⼨重量规定的情况下,我们就算选⽤最⼤扭矩的电机也常常不符⽽设计要求。

所以轮系的最⼤作⽤就是⼤幅度增加电机的扭矩。

2.2.2 改变转速(⼀般⽤于降低电机转速)同理,电机的转速通常⾮常快,轮系的另⼀个作⽤就是⼤幅度减少电机的转速。

当然,降低电机转速的⽅法不只是⼀种,⽐如步进电机的细分驱动器就能提供降低转速作⽤,还有改变电机控制电流等。

2.2.3 改变转动⽅向(⼀般⽤于垂直于电机旋转⽅向)如果设计中电机的⽅向位置是固定且设计要求改变转动⽅向,则需要⽤到蜗轮蜗杆等齿轮。

反之,可以直接更改电机位置。

2.3 齿轮的分类齿轮可按齿形、齿轮外形、齿线形状、轮齿所在的表⾯和制造⽅法等分类。

2.3.1 齿轮齿形分类齿轮的齿形包括齿廓曲线、压⼒⾓、齿⾼和变位等参数。

渐开线齿轮⽐较容易制造,因此现代使⽤的齿轮中,渐开线齿轮占绝对多数,⽽摆线齿轮和圆弧齿轮应⽤较少。

在压⼒⾓⽅⾯,⼩压⼒⾓齿轮的承载能⼒较⼩;⽽⼤压⼒⾓齿轮,虽然承载能⼒较⾼,但在传递转矩相同的情况下轴承的负荷增⼤,因此仅⽤于特殊情况。

⽽齿轮的齿⾼已标准化,⼀般均采⽤标准齿⾼。

变位齿轮的优点较多,已遍及各类机械设备中。

2.3.2 齿轮外形分类另外,齿轮还可按其外形分为圆柱齿轮、锥齿轮、⾮圆齿轮、齿条、蜗杆蜗轮;2.3.3 齿线形状分类按齿线形状分为直齿轮、斜齿轮、⼈字齿轮、曲线齿轮;2.3.4 轮齿所在的表⾯分类按轮齿所在的表⾯分为外齿轮、内齿轮;2.3.5 齿轮制造⽅法分类按制造⽅法可分为铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮、注塑齿轮等。

塑料齿轮设计指南

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GEPlastics塑料齿轮设计指南目录2 齿轮的类型和排列3 齿轮的运动4 塑料齿轮的设计应力分析• 弯曲应力• 安全系数• 接触应力6 整体塑料齿轮设计• 轮齿设计• 部件总体设计• 齿轮的布局• 组装• 部件组合13 测试14 齿轮失效机理15 材料• 润滑添加剂• 增强材料• 齿轮副• 塑料对塑料的磨损• 高温齿轮19 加工制造• 材料对齿轮精度的影响• 模具设计和齿轮精度• 模塑参数的影响塑料齿轮已在范围广泛的应用中确立了传统金属齿轮的重要替代品的地位。

塑料齿轮的用途已经从低功率低精度传动发展到要求更高的动力传输领域。

随着设计师们不断拓展塑料齿轮的应用范围,人们对于塑料在齿轮设计中的表现和如何利用塑料的独特性能也有了更多的了解。

塑料齿轮具有许多金属齿轮所没有的优点。

与金属齿轮相比,它们重量更轻、惯性更小、运转时噪音更低。

塑料通常齿轮不需要润滑,或者可以添加PTFE 或硅油这样的内部润滑剂。

塑料齿轮通常比金属齿轮的单位成本更低,而且在设计时可以结合考虑其他组装性能。

此外,这些齿轮还能运用于许多腐蚀性环境。

热塑性塑料齿轮的最早用途无疑是制造低负载低转速的纯尼龙和乙缩醛齿轮。

随着使用热塑性塑料齿轮的优点日益明显以及性能更高的新材料的相继问世,设计师们开始把塑料齿轮用于具有更高要求的应用场合。

而把增强材料和内部润滑剂复合到这些材料中,则进一步扩大了塑料齿轮的应用范围。

由于缺乏系统的负载承受能力和磨损性能方面的数据――至少同随处可得的金属齿轮/材料性能数据相比情况如此,热塑性塑料在齿轮方面的应用遇到了阻碍。

金属材料的数据通过无数次成功的应用已经得到积累和确认,并为大多数齿轮设计师所熟知。

而热塑性塑料用作齿轮材料的时间较晚,尚没有充分的时间来整理大量的负载等级数据,并且热塑性塑料的独特的机械和热学性能也使得那些尝试通过更易于获得的信息来推导这些数据的人士无功而返。

尽管如此,还是有一些原则可以用来估测在齿轮中使用热塑性塑料的技术可行性。

塑胶齿轮模具设计 (2)

塑胶齿轮模具设计 (2)

塑胶齿轮模具设计齿轮传动是机械传动件中应用最广的一种传动方式,而塑胶齿轮作为齿轮产品中的一种,在各领域中的应用也越来越广泛,塑胶齿轮质轻、传动噪音低,而且随着塑料工业的发展,齿轮耐高温、承受高负载的能力也越来越强,甚至在许多场合都可替代金属齿轮。

齿轮传动要求准确、平稳、均匀;特别是高端产品对齿轮的精度要求更高。

塑胶齿轮模具作为高效、批量、稳定的成型设备,其结构、制造工艺尤为重要。

本公司拥有十多年齿轮模具制造的经验,并且与国外许多同行均有密切的技术交往,通过吸收、消化国外同行的许多丰富经验,而且自主创新许多结构、改善生产工艺,形成了较为完善的中高端塑胶齿轮制造技术,现将本公司的齿轮制造技术介绍给国内同行,以期大家一起进步,共同促进国内塑胶齿轮技术的提升。

一、塑胶齿轮结构⑴、塑胶制品重要的特征是公称壁,公称壁的厚度将影响部件的强度、成本、重量和精度。

塑胶制品的公称壁厚在范围内时,注塑成型制品效果最好;2-3mm 是塑胶制品中较常用的尺寸。

塑胶制品不能达到完全平均胶厚,对于低收缩率的材料,公称壁厚变化应控制在25%以下,对于高收缩率的材料,公称壁厚变化控制在15%以下。

如图1所示,局部位置胶厚不均匀将影响到齿轮胶位厚精度得到了改善。

⑵、修圆角当两个壁在部件中相交形尖角时,在该处可以出现应力集中和流动性降低,可以通过把夹角修成圆角,可使应力分布到较大区域内,同时提高材料的流动性,较大的圆角半径可以减少应力集中,但材料截面积加大,影响产品收缩,内角修圆时,建议修圆半径为公称壁厚的25%,如图3所示。

⑶、加强筋当齿宽高度较大时,为增强齿轮的刚性,必须增加适当加强筋,为便于填充、排气和脱模,加强筋的高度不应大于公称壁厚的倍,对于高收缩率的材料,加强筋的厚度大约取公称壁厚的一半,对于低收缩率的材料可以取公称壁厚的75%。

当齿轮承受较大负载时,可采用(如图4)加强筋形式,但靠近加强筋处齿形精度将受一定影响,当齿轮承受负载不大时,为保证齿形精度,同时又有足够的强度,可采用(如图5)加强筋形式。

塑料齿轮设计注意事项

塑料齿轮设计注意事项

塑料齿轮是慢丝切割的螺纹可以对半分模,也可以旋转抽芯张学孟先生提出过两种噪音指标:一、控制最大滑动比的噪音指标Bcg。

原理是:在齿轮基圆的附近的渐开线的曲率变化大,敏感性高,齿面在啮合时的接触滑动比也大,所以在基圆附近的齿高传递力时,力的变化比较剧烈,齿面的粗糙度对力的影响也大,因此容易引起齿的振动,产生较大的噪音。

所以,应该使啮合起始圆尽可能的远离基圆。

二、摩擦噪音指标。

原理是:先说两个定义:1、主动齿轮的节园到啮合起始圆的这段弧形称为进弧区;2、从节园到其齿顶称为退弧区。

当齿面接触由进弧区移动到退弧区时,摩擦力的方向在节园处发生突变。

在进弧区内,主动齿轮的齿腹先于从动齿轮的齿顶接触,齿面滑动的方向是朝着主动齿轮的齿顶,摩擦力与之相反。

摩擦力产生的力矩的方向正好和主动齿轮加载的方向相同,因此摩擦力增大了齿面的法向压力。

刚超过节园时,摩擦力随着滑动方向的改变而改变。

齿面受力发生突变,导致牙齿发生振动而产生噪音。

减小从动齿轮的外径和增大主动齿轮的外径和改善摩擦噪音指标。

2.关于塑齿双啮测试压力的规定①目前未查到国内相关标准是如何规定的;②日本的齿轮标准:JISB1702-3_2008和JISB1752_1989都对测试压力进行了规定。

这两个标准对于塑齿测试压力的规定是一致的,如附图所示。

但是问题是:这两个标准中对于塑齿测试压力的数值规定明显的偏大。

以1个模数,齿宽b=20mm的齿轮为例,标准规定的测试压力是5.4*2=8.4N=856.56161890146gf=0.85656161890146kgf,这对于一般的双啮仪提供的测试力范围是不相符合的。

而且这个力明显的偏大。

从实际的情况是,对于塑齿的双啮测试一般是在100gf~200gf,一般取200gf=1.96133N≈2N。

对于塑胶斜齿轮一般都是用滚齿加工铜公,然后再用铜公加工模具。

对于斜齿设计推荐用标准的,但是如果斜齿轮的齿厚很小的情况下,在精度要求不是很苛刻的条件下也可以考虑用线割的方式直接割除斜齿齿廓,其出差在um (丝)级的。

塑料齿轮设计指南PDF2024

塑料齿轮设计指南PDF2024

引言概述塑料齿轮在许多工业领域中广泛使用,其优点包括耐磨性、低噪音、重量轻、制造成本低等。

在设计塑料齿轮时,需要考虑材料的选择、齿轮的几何形状、齿轮配对等因素。

本文将为您提供塑料齿轮设计的指南,供您参考。

正文内容1.材料选择耐磨性:选择具有良好耐磨性的塑料材料,如聚酰胺、聚四氟乙烯等。

强度和刚度:根据齿轮所承受的负荷和工作条件,选择具有足够强度和刚度的材料。

温度和化学性质:考虑工作环境中的温度和化学性质对塑料材料的影响,选择合适的材料。

2.齿轮几何形状设计齿轮模数:根据所需齿轮的大小和传动比,选择适当的齿轮模数。

齿轮齿数:根据传动系统的要求和齿轮传动的规则,确定齿轮的齿数。

齿轮压力角:选择合适的齿轮压力角,以确保齿轮传动的平稳性和效率。

齿轮齿形:采用标准的齿轮齿形,如渐开线齿形或弧齿齿形,以提高齿轮传动的效率和平稳性。

齿轮加工方法:选择适当的齿轮加工方法,如注塑成型、压力成型等,以确保齿轮的质量和精度。

3.齿轮配对齿轮啮合角:根据齿轮的齿数和压力角,确定合适的齿轮啮合角度。

齿轮配合间隙:根据齿轮的尺寸和材料弹性变形等因素,确定合适的齿轮配合间隙。

齿轮啮合效率:通过合理的齿轮配对设计,提高齿轮的啮合效率,减小功耗和能量损失。

4.齿轮的强度分析接触应力和弯曲应力分析:对齿轮进行接触应力和弯曲应力分析,以确定齿轮的强度是否满足要求。

材料疲劳强度:根据齿轮的工作条件和循环负荷,计算齿轮的材料疲劳强度,确定齿轮的寿命。

强度裕度:根据齿轮的工作负荷和材料强度,确定齿轮的强度裕度,以确保齿轮的安全可靠性。

5.齿轮导向和润滑齿轮导向设计:设计齿轮的准确导向装置,以确保齿轮的正确对中和运动稳定性。

齿轮润滑:选择合适的齿轮润滑剂,根据齿轮的工作条件和速度,确保齿轮的润滑效果。

总结本文给出了塑料齿轮设计的指南,包括材料选择、齿轮几何形状设计、齿轮配对、齿轮的强度分析以及齿轮导向和润滑等方面的内容。

在设计塑料齿轮时,需要综合考虑多种因素,如工作条件、负荷要求、材料性能等,以确保齿轮的可靠性和效率。

塑料齿轮注塑模具毕业设计说明书及模流分析

塑料齿轮注塑模具毕业设计说明书及模流分析

目录塑料齿轮注塑模具设计 2摘要: 21 前言 32 模流分析报告 53 制件的工艺设计分析 264 分型面的设计 345 浇注系统的设计 356 模具成型零部件的设计 417 合模导向机构的设计 468 模具的工作过程原理 48结论 51致谢 52参考文献 53塑料齿轮注塑模具设计摘要:本课题研究的是塑料齿轮注塑模具,塑料齿轮多应用于仪表、儿童玩具车和机械相机等等,塑料齿轮要求有比较高的强度和一定的柔韧性,所以我们选择了力学综合性能比较好的塑料材料ABS。

在设计过程中,我们先对塑料齿轮制件进行工艺分析和模流分析,来选取合适的模架和注塑机等等。

经过制件工艺性分析和模流分析,知该制件为小型塑件,相应地需要设计小型模架和注塑机,该模具适合采用一出四腔双分型面模具结构,采用细水口三板模模架,在齿轮顶面匀布设置三个点浇口注胶。

关键词:ABS 双分型面一模四腔细水口Abstract:The research is about the injection mould for plastic gears, the plastic gear is more and more for instrument, children's toy cars and mechanical camera and so on, the plastic gear requirements relatively high strength and a certain degree of flexibility, so we choose the ABS with the better comprehensive mechanical properties. In the design process, first we have a technology analysis and a mould flow analysis for the plastic gears to select the suitable mold and injection molding machine and so on. After stamping process analysis and mold flow analysis,we know, the parts is small, accordingly we need to design small mold and injection molding machine, the mold is suitable to use the mold structure of a four cavity with double parting surfaces and the mold with thin fine nozzle and three plate mold,on the gear top surface we set three pin point gate to inject plastic.Keywords:ABS double parting surface a mold with four cavity thin fine nozzle1 前言在讨论注塑模设计之前,我们先对国内外的塑料模具工业的状况、塑料模具工业的发展方向有一个较清晰的了解,这也就使我们对本课题的意义有所了解。

塑料齿轮的蠕变设计[1]

塑料齿轮的蠕变设计[1]

塑料齿轮设计及相关资料和想法| 塑料齿轮的蠕变设计(一)----蠕变的定义标签:蠕变塑料齿轮塑料齿轮的蠕变设计是一个非常困难的工作,它涉及到材料学中材料的蠕变性能(难测定)和塑料齿轮的应力值计算(没有准确的模型进行计算),因此,往往在设计的过程中非常被动,常常要等样品试验以后才能估计蠕变性能的好坏。

本日志试图综合各个方面的信息,对齿轮蠕变进行分析。

我预计可以在十到十五个日志内可以把内容阐述清楚。

下面准备的几个主题是:1)蠕变的定义及其相关2)塑料蠕变的相关公式3)典型材料的蠕变曲线4)典型应用的蠕变计算方法5)哪些塑料齿轮需要进行蠕变设计6)塑料齿轮蠕变设计的要点7)蠕变的测试方法8)蠕变的快速测试及其测试理论9)其它。

(一)蠕变的定义:蠕变指的是固体材料在保持应力不变的情况下,应变随时间缓慢增长的现象。

金属、高分子材料和岩石等在一定条件下都具有蠕变性质。

蠕变材料的瞬时应力状态不仅与瞬时变形有关,而且与该瞬时以前的变形过程有关。

瞬时响应后随时间发展的蠕变一般可分成3个阶段:• 第一阶段是衰减蠕变,应变率(应变的时间变化率)随时间增加而逐渐减小;• 第二阶段是定常蠕变,应变率近似为常值;• 第三阶段是加速蠕变,应变率随时间逐渐增加,最后导致蠕变断裂。

同一材料在不同的应力水平或不同温度下,可处在不同的蠕变阶段。

通常温度升高或应力增大会使蠕变加快。

不同材料的蠕变微观机制不同。

蠕变机制有扩散和滑移两种。

在外力作用下,质点穿过晶体内部空穴扩散而产生的蠕变称为纳巴罗-赫林蠕变;质点沿晶体边界扩散而产生的蠕变称为柯勃尔蠕变。

由晶内滑移或者由位错促进滑移引起的蠕变称为滑移蠕变,也称魏特曼蠕变。

引起多晶体材料蠕变的原因是原子晶间位错引起的点阵滑移以及晶界扩散等;而聚合物的蠕变机理则是高聚物分子在外力长时间作用下发生的构形和位移变化。

研究材料的蠕变性质对安全而经济地设计结构和机械零件具有重要意义。

(二)松弛松弛与蠕变的区别在于:在蠕变中,应力是常数,应变是随时间变化的可变量;而在松弛中,应变是常数,应力是随时间变化的可变量。

塑料齿轮的设计和制造介绍

塑料齿轮的设计和制造介绍

塑料齿轮的设计和制造介绍一塑胶齿轮优缺点和应用相对金属齿轮,塑料齿轮具有质量轻、工作噪音小、耐磨损、无须润滑、能够成型较复杂的外形、大批量生产本钞票低等优点。

但由于塑料本身具有收缩、吸水,相对金属强度也比立弱,对工作环境要求高,对温度较敏感等特性。

因而,塑料齿轮同时就有精度低、寿命短、使用环境要求高等缺点。

随着新材料的应用及制造技术的开展,塑料齿轮的精度越来越高,寿命也越来越长,并广泛应用于仪器、仪表、玩具、汽车、打印机等行业。

二塑料齿轮的模具制造方法由于塑料制品成型收缩,因此阴模尺寸要较制品尺寸大。

见附图:因而标准的齿轮制品意味着不标准的阴模尺寸。

这就对阴模的制造提出了严格的要求。

以下是常用的两种阴模制造方法1.先制作一母齿轮,然后通过铸造、电火花加工、电铸等方法制作母齿轮。

如:涡轮、涡杆、锥齿轮。

2.不需母齿轮,直截了当线切割制作阴模。

常用于正齿轮,歪齿轮。

母齿轮的制作方法前面所提,母模要比制品大,因此标准制品齿轮就必须由特殊母齿轮制作特殊的阴模。

特殊的母齿轮就需特殊的切齿刀来加工。

通常方法:〔1〕特殊模数的切齿刀具〔2〕加上成型收缩率的余量用特殊压力角的切齿道具〔3〕加上成型收缩率的余量用标准切齿刀具〔4〕不需添加余量用标准切齿刀具以下是各种方法的具体介绍〔1〕特殊模数的切齿刀具制作一个特殊模数的切齿刀具,其压力角为标准压力角。

在制作那个切齿刀具时必须考虑到成型收缩率以及后面要讲到的阴模制作法所的修正值,然后用那个特殊刀具来加工母齿轮。

假设要制作下面的成型齿轮时Z=30m=1d=m*Z=30mm假设成型收缩率与依据阴模制作法所得到的修正值之和为2%。

那么要求母齿轮的各参数为依据那个方法制作出来的齿轮能得到比立正确的齿形。

但时刻长,本钞票较高。

(2)加上成型收缩率的余量用特殊压力角的切齿道具加上成型收缩率的余量用标准的切齿刀具来制作母齿轮时会造成齿形的偏移,用节点上的压力角的变化来表示的话如下公式所示。

塑胶齿轮设计要点

塑胶齿轮设计要点
塑胶齿轮设计要点:
1、材料:POM M90-44 (宝理)。 2、模具与进浇方式:三板模,三点点进浇。 3、与轴配合的孔用镶针的形式。 4、孔的镶件处做凹入的 台阶,防止镶件的披锋。 5、孔与轴的配合间隙: A、间隙配合时:双边间隙为0.01~0.09。 轴与孔的基本尺寸相同, 孔的公差为(+0.04,+0.01), 轴的公差为(0,-0.05)。 B、过盈配合时:双边过盈量为0~0.1mm 轴比孔的基本尺寸小0.1, 孔的公差为(0,-0.05), 轴的公差为(0,-0.05)。 6、尺寸控制:通过外形尺寸来控制。
塑胶齿轮设计要点:
7、模数:电机输出第一级M为0.5,之后M可以为0.4。 8、齿轮的最小厚度为1.0mm,通常取1.5以上。 9、齿轮的最小齿数Z为9,塑胶齿轮不存在根切问题。 10、两齿轮配合的条件:模数相同,压力角相等(一般 取20度) 11、外啮合齿轮转向相反,内啮合齿轮转向相同。 12、转速计算:A——输入 B——输出
iAB =nA/nB=润滑油。

§3.11 齿轮的设计

§3.11 齿轮的设计
§3.11 齿轮的设计
塑料齿轮的特点: 塑料齿轮的特点: 重量轻 弹性模量小 同样制造精度下比钢和铸铁齿轮传动噪声小 塑料齿轮的应用: 塑料齿轮的应用: 机械电子工业; 机械电子工业; 精度和强度要求不太高的传动机构中。 精度和强度要求不太高的传动机构中。 塑料齿轮的常用材料: 尼龙、聚碳酸酯、聚甲醛和聚砜等。 尼龙、聚碳酸酯、聚甲醛和聚砜等。
§3.11 齿轮的设计然变化或出现尖角而产生应 2.避免截面尺寸的突然变化或出现尖角而产生应 力过大, 力过大,各表面相接或转折处的圆角及过渡圆弧 的半径。 的半径。 为避免装配时产生应力, 为避免装配时产生应力,轴与孔应尽可能不采 用过盈配合—— 用过盈配合 采用销钉或半月形孔 配合的形式。 配合的形式。
塑料齿轮的设计要求: 1.轮辐 辐板和轮毂有相应的厚度, 轮辐、 1.轮辐、辐板和轮毂有相应的厚度,对齿轮的各 部尺寸有一定的要求: 部尺寸有一定的要求: 轮缘宽度t 轮缘宽度t: 全齿高A 全齿高A的3倍; 腹板厚度H 腹板厚度H1: ≤齿宽厚度H; 齿宽厚度H 齿宽厚度 轮毂厚度H 轮毂厚度H2: ≥齿宽厚度H; D; 齿宽厚度H; 齿宽厚度H;=D 轮毂外径D 轮毂外径D: ≥轴孔直径D的1.5~3倍。 轴孔直径D 1.5~ 轴孔直径
§3.11 齿轮的设计
3.对于薄壁齿轮,壁厚不均会引起齿型歪斜。 3.对于薄壁齿轮,壁厚不均会引起齿型歪斜。 对于薄壁齿轮 采用无轮毂无轮缘的结构改善。 采用无轮毂无轮缘的结构改善。 但在辐板上有大孔时—— 但在辐板上有大孔时 因孔在成型冷却时很少向中心收缩, 因孔在成型冷却时很少向中心收缩,会使齿轮 歪; 可采用图17b辐板结构。 17b辐板结构 可采用图17b辐板结构。

玩具塑料齿轮模具设计

玩具塑料齿轮模具设计

2 齿轮塑件的结构及成型工艺分析
图 1 为双联塑料齿轮的剖面图,大小齿均为直齿, 模数为 0.5。从其所用材料 PA66 的成型性能来看,该 材料的熔体流动性好,且成型收缩率小,为 1.0%~ 2.0%,呈各向异性。另外其成型温度范围窄,故必须 严格控制料温,应避免反复加热。所以,注射模的浇 注系统应设计得粗短,进料口截面最好小于厚度的 0.5mm,不能有死角滞料。在成型加工过程中应注意 的是:因其凝固速度较快,致使塑件易产生内应力,所 以应控制冷却速度不宜过快。
HM=(HS+HSSCP-2/3Δ)+δ
(2)
式中 DS——塑件外径
Δ——尺寸公差
δ——偏差
HS——塑件高度
塑件的尺寸精度主要取决于其成型收缩率及模
具的制造误差。设计时取成型收缩率为 1.5%。
4 模具结构设计 4.1 模腔数量的确定
由 于 塑 件 的 形 状 简 单 ,质 量 较 轻 ,且 生 产 批 量 大 ,因 此 模 具 设 计 为 三 板 式 ,采 用 1 模 4 腔 平 衡 布 置。模具的尺寸紧凑,生产率高,塑件质量可靠,成 本较低。 4.2 分型面的选择
的顶出机构与顶出底板 12 接触后,模具顶杆 14 开始
工作,将齿轮塑件从动模板 8 中顶出,顶出距离为
10mm。取出塑件后,在注塑机合模装置作用下闭合
26
28
模具,开始又一次工作流程。
27
6 结束语
图 5 双联塑料齿轮注射模结构图 1.定模座板 2.拉板 3.缷料板 4.流道镶板 5.定模板 6.导套 7.导柱 8.动模板 9.动模垫板 10.垫块 11.顶 出 板 12. 顶 出 底 板 13. 动 模 座 板 14. 顶 杆 15. 螺 钉 16.复位弹簧 17.动模镶套 18.齿轮型腔 A 19.齿轮型腔 B 20.齿轮压板 21、24.限位螺钉 22.定模镶套 23.螺 钉 25.拉料杆 26.拉杆导柱 27.垃圾垫片 28.复位杆

塑料齿轮设计指南

塑料齿轮设计指南

引言:塑料齿轮广泛应用于各类机械设备中,其重要性不可忽视。

正确的塑料齿轮设计能够提升齿轮传动的效率、可靠性和寿命。

本文将从材料选择、齿轮类型、齿形设计、尺寸计算以及齿轮制造等方面,为您提供一份全面的塑料齿轮设计指南。

概述:塑料齿轮具有重量轻、价格低廉、吸音性能好等特点,因此在很多领域得到广泛应用。

但是,由于塑料材料的特性与金属不同,塑料齿轮的设计也有其特殊性。

本文将详细介绍如何选择合适的塑料材料、设计适用的齿轮类型、优化齿形设计、计算齿轮的尺寸以及选择合适的制造工艺等。

正文:1.材料选择1.1塑料材料的物理性质和机械性能1.2塑料材料的耐磨性和摩擦系数1.3常见塑料齿轮材料及其特点1.4如何选择合适的塑料材料2.齿轮类型选择2.1直齿轮、斜齿轮和蜗杆齿轮的特点2.2不同齿轮类型的应用场景2.3如何选择适用的齿轮类型3.齿形设计优化3.1齿数、模数、压力角的选择3.2齿轮的基本参数计算3.3齿形修形和增加齿根强度的措施3.4齿轮的齿面硬化和润滑设计3.5齿轮间隙、啮合角的控制4.尺寸计算4.1齿轮的基本参数和几何尺寸关系4.2齿轮的齿面接触压力和接触应力计算4.3齿轮副的传动误差和回转精度控制4.4齿轮的弯曲疲劳寿命计算4.5齿轮的设计寿命和安全系数考虑5.齿轮制造5.1塑料齿轮的成型方法5.2塑料齿轮的后处理工艺5.3塑料齿轮的表面处理方法5.4塑料齿轮的装配与润滑5.5塑料齿轮的质量控制总结:塑料齿轮设计的重要性不容忽视。

正确的材料选择、齿轮类型选择、齿形设计优化、尺寸计算以及齿轮制造能够保证齿轮传动的效率、可靠性和寿命。

本文从多个方面对塑料齿轮的设计进行详细阐述,希望能对读者在实际应用中提供一些帮助。

在实际应用中,还需要综合考虑具体的工程要求和经验,不断优化设计方案,以满足实际需要。

塑料齿轮模具设计指南

塑料齿轮模具设计指南

引言概述:塑料齿轮模具设计对于塑料齿轮产品的生产至关重要。

本文将详细讨论塑料齿轮模具设计指南的第二部分内容,旨在帮助读者全面了解塑料齿轮模具设计的关键要点,实现高品质和高效率的产出。

正文内容:一、材料选择1.考虑应力和热稳定性:对于高载荷应用,应选择具有较高抗应力和热稳定性的塑料材料。

2.考虑齿轮传动的工作环境:不同的工作环境对塑料材料的要求不同,如湿度、温度、化学品等,应根据实际情况选择适合的材料。

3.考虑耐磨性和耐腐蚀性:塑料齿轮模具需要经受长时间的摩擦和化学腐蚀,应选择具有较高耐磨性和耐腐蚀性的材料。

二、齿轮几何设计1.正确计算模数:模数是齿轮几何参数的重要指标,应根据预期载荷和工作环境选择合适的模数来保证齿轮的强度和耐久性。

2.齿数选择与齿轮结构:根据传动需求和齿轮模具的可制造性,选择合适的齿数和齿轮结构,平衡传动效率和齿轮制造成本之间的关系。

3.齿轮剖面形状设计:根据塑料材料的特性和制造工艺要求,选择合适的齿轮剖面形状,确保齿轮的噪音低、传动效率高。

三、模具结构设计1.模具材料选择:模具材料应具有较高的强度、硬度和耐磨性,以承受高压力和频繁挤压的要求。

2.模具结构设计:考虑到齿轮的形状和尺寸,设计合理的模腔和流道结构,确保塑料材料可以顺利充填模腔。

3.冷却系统设计:合理设计冷却系统,使模具能够快速冷却,降低生产周期和提高齿轮制品的质量。

四、模具加工工艺1.数控加工:采用数控加工方式,确保齿轮模具的精度和一致性。

2.EDM加工:使用电火花加工技术,对模腔进行精密加工,提高齿轮模具的尺寸和表面质量。

3.热处理:通过热处理工艺,改善模具材料的硬度和强度,提高模具寿命。

五、模具调试与维护1.模具调试:在生产前,进行模具调试,确保齿轮模具的性能和精度达到要求,减少生产过程中的问题和故障。

2.定期维护:定期检查和维护齿轮模具,包括清洁模具、检查零部件的损耗情况、润滑剂的补充等,保证齿轮模具的正常运行和使用寿命。

塑料齿轮设计注意事项

塑料齿轮设计注意事项

塑料齿轮是慢丝切割的螺纹可以对半分模,也可以旋转抽芯张学孟先生提出过两种噪音指标:一、控制最大滑动比的噪音指标Bcg。

原理是:在齿轮基圆的附近的渐开线的曲率变化大,敏感性高,齿面在啮合时的接触滑动比也大,所以在基圆附近的齿高传递力时,力的变化比较剧烈,齿面的粗糙度对力的影响也大,因此容易引起齿的振动,产生较大的噪音。

所以,应该使啮合起始圆尽可能的远离基圆。

二、摩擦噪音指标。

原理是:先说两个定义:1、主动齿轮的节园到啮合起始圆的这段弧形称为进弧区;2、从节园到其齿顶称为退弧区。

当齿面接触由进弧区移动到退弧区时,摩擦力的方向在节园处发生突变。

在进弧区内,主动齿轮的齿腹先于从动齿轮的齿顶接触,齿面滑动的方向是朝着主动齿轮的齿顶,摩擦力与之相反。

摩擦力产生的力矩的方向正好和主动齿轮加载的方向相同,因此摩擦力增大了齿面的法向压力。

刚超过节园时,摩擦力随着滑动方向的改变而改变。

齿面受力发生突变,导致牙齿发生振动而产生噪音。

减小从动齿轮的外径和增大主动齿轮的外径和改善摩擦噪音指标。

2.关于塑齿双啮测试压力的规定①目前未查到国内相关标准是如何规定的;②日本的齿轮标准:JISB1702-3_2008和JISB1752_1989都对测试压力进行了规定。

这两个标准对于塑齿测试压力的规定是一致的,如附图所示。

但是问题是:这两个标准中对于塑齿测试压力的数值规定明显的偏大。

以1个模数,齿宽b=20mm的齿轮为例,标准规定的测试压力是5.4*2=8.4N=856.56161890146gf=0.85656161890146kgf,这对于一般的双啮仪提供的测试力范围是不相符合的。

而且这个力明显的偏大。

从实际的情况是,对于塑齿的双啮测试一般是在100gf~200gf,一般取200gf=1.96133N≈2N。

对于塑胶斜齿轮一般都是用滚齿加工铜公,然后再用铜公加工模具。

对于斜齿设计推荐用标准的,但是如果斜齿轮的齿厚很小的情况下,在精度要求不是很苛刻的条件下也可以考虑用线割的方式直接割除斜齿齿廓,其出差在um (丝)级的。

精密塑胶齿轮模具设计

精密塑胶齿轮模具设计

精密塑胶齿轮模具设计齿轮模具设计一、型腔设计塑料齿轮模具的型腔设计一向被视为模具工业的一个技术难题。

究其原因主要有两点:一是塑料收缩率难以精确化:在塑料齿轮模塑法加工过程中,塑料由颗粒状固体原料经高温转变为熔融的塑料液体,再经冷却后成型固态塑料齿轮产品。

这一过程中塑料的收缩率是一个范围值,难以精确的确定塑料的收缩率数值;二是模具型腔的非线性收缩计算:对于渐开线小模数塑料齿轮模具而言,模具型腔实际上是一个假想的齿轮。

这个假想齿轮既不同于变位齿轮又不同于内齿轮。

这个假想齿轮在收缩后就变成了我们想要的塑料齿轮。

该假想齿轮在其渐开线齿形上的收缩不同于一般塑料件的各向等比例收缩。

在齿轮平面上,x与y方向的收缩量不等,即为非线性收缩,如图6所示。

正是这种非线性收缩导致渐开线塑料齿轮模具型腔的设计难度大大增加。

图6 塑料齿轮轮齿理论齿廓与模具型腔齿廓对比图7 齿轮模具型腔面对这一技术难题,采用一般塑料件的各向等比例收缩方法设计模具型腔是难以收到良好的效果的。

根据我公司多年的实践检验,在精确估算塑料收缩率的基础上,我们推荐采用变模数法进行齿轮模具型腔的理论设计,然后通过齿形修正来保证模具型腔的精确合理。

变模数法认为:齿轮在各加工过程中,基圆直径、分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径都一样,都是按照一定比例增大或减小的,与简单的套筒类零件的径向尺寸变化规律一致。

对齿轮分度圆而言,由公式d=mz 可知,它只与模数m和齿数z有关。

对于一个具体的齿轮,由于它的齿数是一定的,因此在加工过程中,分度圆直径的变化可以认为是模数在变化。

这一规律说明:塑料齿轮模具型腔所包容的空间是一个齿数与压力角不变,模数为的假想齿轮,它的沟槽为型腔的齿形。

对这个假想齿轮的模数可以采用等比例方法的方法进行计算,其公式为:m'=(1+ η%)m。

式中,m' 为模具型腔齿形的模数;m为设计齿轮的理论模数;η%为塑料的收缩率。

用模数m' 代入相应的齿轮计算公式得到的齿轮便是模具型腔的假想齿轮。

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2塑料齿轮已在范围广泛的应用中确立了传统金属齿轮的重要替代品的地位。

塑料齿轮的用途已经从低功率低精度传动发展到要求更高的动力传输领域。

随着设计师们不断拓展塑料齿轮的应用范围,人们对于塑料在齿轮设计中的表现和如何利用塑料的独特性能也有了更多的了解。

塑料齿轮具有许多金属齿轮所没有的优点。

与金属齿轮相比,它们重量更轻、惯性更小、运转时噪音更低。

塑料通常齿轮不需要润滑,或者可以添加PTFE或硅油这样的内部润滑剂。

塑料齿轮通常比金属齿轮的单位成本更低,而且在设计时可以结合考虑其他组装性能。

此外,这些齿轮还能运用于许多腐蚀性环境。

目录齿轮的类型和排列4齿轮的运动5塑料齿轮的设计应力分析• 弯曲应力• 安全系数• 接触应力7整体塑料齿轮设计• 轮齿设计• 部件总体设计• 齿轮的布局• 组装• 部件组合8测试15齿轮失效机理16材料• 润滑添加剂• 增强材料• 齿轮副• 塑料对塑料的磨损• 高温齿轮17加工制造• 材料对齿轮精度的影响• 模具设计和齿轮精度• 模塑参数的影响21热塑性塑料齿轮的最早用途无疑是制造低负载低转速的纯尼龙和乙缩醛齿轮。

随着使用热塑性塑料齿轮的优点日益明显以及性能更高的新材料的相继问世,设计师们开始把塑料齿轮用于具有更高要求的应用场合。

而把增强材料和内部润滑剂复合到这些材料中,则进一步扩大了塑料齿轮的应用范围。

由于缺乏系统的负载承受能力和磨损性能方面的数据—至少同随处可得的金属齿轮/材料性能数据相比情况如此,热塑性塑料在齿轮方面的应用遇到了阻碍。

金属材料的数据通过无数次成功的应用已经得到积累和确认,并为大多数齿轮设计师所熟知。

而热塑性塑料用作齿轮材料的时间较晚,尚没有充分的时间来整理大量的负载等级数据,并且热塑性塑料的独特的机械和热学性能也使得那些尝试通过更易于获得的信息来推导这些数据的人士无功而返。

尽管如此,还是有一些原则可以用来估测在齿轮中使用热塑性塑料的技术可行性。

这些技术大多是从原先通过金属测试得出的公式演变而来的,因此没有考虑到热塑性塑料所具有的某些独特行为。

本手册将尝试揭示在使用这些公式和技术来评价热塑性塑料齿轮时必须考虑的一些要素。

本文重点将放在正齿轮上,然而文中涉及的基本观点也可以扩展运用于其他类型的齿轮。

沙伯基础创新塑料 34 沙伯基础创新塑料齿轮的类型和排列齿轮有很多种不同的类型,最方便的方法是按照齿轮轴交叉的方式进行分类。

如果齿轮轴平行,则需要用到正齿轮或斜齿轮。

如果两个齿轮的轴成直角交叉,那么通常使用伞形齿轮齿轮和蜗轮。

如果两个齿轮的轴既不成直角交叉,又不平行,那就使用相错轴斜齿轮、蜗轮、准双曲面齿轮和锥蜗轮。

最常见的塑料齿轮是正齿轮、斜齿轮和蜗轮,但是如果需要,也可能使用其他类型的齿轮。

单独一个齿轮无法发挥什么作用,所以齿轮要成对使用。

当两个齿轮的齿互相啮合时,一个齿轮的转动将使另一个齿轮也跟着转动。

如果两个齿轮的直径不同,直径较小的齿轮(称为小齿轮)将比直径较大的齿轮(称为主齿轮)转动得更快,且旋转力更小。

轮(图1)。

如果轮齿指向轴的方向,则齿轮是内啮合正齿轮 (图2)。

正齿轮相对来说设计简单,制造也容易。

正齿轮只对其轴承施加径向负载,可在各种不同的中心距上运转,这使正齿轮比较容易安装。

大多数设计师使用20°的压力角,但是22 1/2°和 25°的压力角也很常见。

压力角大于20°的齿轮有较大的负载能力,但转动起来不太平稳,噪音也较大。

斜齿轮与正齿轮相似,但其齿面与齿轮轴成一个夹角 (图3)。

事实上,一个螺旋角为零的斜齿轮就是正齿轮。

在既要求高速又要求高负载的情况下,可以使用斜齿轮。

单斜齿轮既施加轴向负载,又施加推力负载,因此安装不那么简单,但是与正齿轮相比,转动起来噪音较小,也更平稳。

为了抵消推力负载,通常将螺旋方向相反的几个斜齿轮安装在同一个轴上。

这样的齿轮称为双斜齿轮 (图4)。

图 1 正齿轮图 2 内啮合正齿轮图 3 斜齿轮图 4 双斜(人字)齿轮图 7 蜗轮图 8 单包络蜗轮图 9 双包络蜗轮图 5 伞形齿轮图 6端面齿轮锥齿轮呈圆锥状,在齿的厚度和高度方向都是锥形的。

轮齿的一端大,另一端小。

虽然轮齿的尺寸是按照齿的较大一端列出的,但强度计算要以轮齿的中部截面为依据。

最简单的锥齿轮的类型是伞形齿轮(图5)。

这些齿轮通常用于成90°相交的轴上,但是可以在几乎任何角度下运转。

这样的齿轮既施加推力负载,又施加轴向负载,必须安装得很准确才能正常工作。

虽然塑料的锥齿轮并不很常见,但是设计师们已开始研究其用途。

其他类型的锥齿轮还有螺旋锥齿轮和零度锥齿轮。

端面齿轮是一种特殊类型的齿轮,它的轮齿镶嵌在齿轮的端面上(图6)。

在端面齿轮上,轮齿与齿轮的轴指向同一方向。

端面齿轮可以同正齿轮或斜齿轮啮合。

像锥齿轮一样,两个齿轮的轴必须交叉,轴的角度通常是90°。

有三种类型的齿轮通常被称为蜗轮。

蜗轮可以安装在非交叉、非平行的轴上;然而最常见的排列是非交叉、成90°的轴。

蜗轮的特征是其中一个部件有螺纹。

这个部件称为蜗杆(图7)。

与蜗杆配合的齿轮称为蜗轮。

在塑料齿轮设计中,金属(或偶尔是塑料)蜗杆与塑料斜齿轮相配合是十分普遍的。

这种排列实际上被称为非包络蜗轮或相错轴斜齿轮。

相错轴斜齿轮安装在彼此不交叉但成一个角度(通常是90°)的两根轴上。

相错轴斜齿轮对它们的轴承既产生轴向负载,又产生推力负载。

相错轴斜齿轮组能够经受中心距和轴间角的小变动而不会影响齿轮的精度。

这个特点使它成为最容易安装的齿轮之一。

可惜的是,相错轴斜齿轮只有点接触,因此不能承受很高的负载。

然而,如果齿轮能够磨合一段时间而不失效,点接触变成了线接触,这就更像单包络蜗轮,这时承载能力会增大。

这是将金属蜗杆与塑料斜齿轮配合使用的原因之一。

斜齿轮首先磨损, 然后变成一个标准的蜗轮。

把金属蜗杆与塑料蜗轮或塑料斜齿轮配合使用的另一个原因,是有助于消除蜗轮组可能产生的大量热量。

塑料蜗轮由于与热有关的因素而失效的情况并不罕见。

真正的蜗轮组可分为单包络或双包络蜗轮。

在单包络蜗轮组中,蜗轮有一个带喉齿廓,它包围着蜗杆,就像螺母包围着螺纹一样(图8)。

这就比类似的斜齿轮有更大的接触面,从而把承载能力增大了2–3倍。

在双包络蜗轮中,蜗杆(图9)和蜗轮都带喉,并且互相包围。

模塑带喉的蜗杆或蜗轮是很困难的,因此,蜗杆和斜齿轮(交错轴螺旋齿轮)的组合最为常用。

齿轮的运动在我们开始分析塑料齿轮中的应力之前,理解齿轮的运动是很重要的。

事实上,每个轮齿都是一根在一端有支撑的悬臂梁。

接触点会产生使这种梁弯曲并从整块材料上剪切下来的力。

因此,齿轮材料应该有很高的抗弯强度和刚性。

另一个作用主要是表面作用。

由于摩擦力和点接触或线接触(赫兹接触应力),在轮齿的表面产生了应力。

在齿轮运动的过程中,轮齿互相滚压,同时互相滑过。

当轮齿进入啮合状态时,有一个初始接触负载。

齿轮的滚动运动会在接触点之前产生接触应力(这是一种特殊的压应力)。

同时会发生滑动,因为轮齿的啮合部分的接触长度是不相同的。

这就造成了摩擦力,它刚好在接触点的后面形成一个拉伸应力区。

在图10中,标有R的箭头显示滚动方向,而标有S的箭头显示滑动方向。

在这两种运动方向相反的地方所形成的力,正是大多数问题的根源。

在图10a中,两个齿轮刚刚开始接触。

在驱动齿轮的点1上,材料受到来自滚动运动的压力,方向朝着节点;同时由于对滑动运动的摩擦阻力,这个点又受到拉伸,方向背向节点。

这两种力的共同作用可能会造成表面开裂、表面疲劳和热量积聚。

所有这些因素都可能导致严重磨损。

在从动齿轮的点2上,滚动和滑动的方向相同,都朝着节点。

这使点2处的材料受到压力(来自滚动),而使点3处的材料受到拉伸(来自滑动)。

这种情况不如在驱动齿轮上严重。

沙伯基础创新塑料 56 沙伯基础创新塑料在图10b 中,我们看到两个齿轮之间接触的末端。

滚动运动仍然为相同方向,但是滑动运动已经改变了方向。

现在从动齿轮的基部承受的负载最大,因为点4既要承受压力(由于滚动)又要承受拉伸(由于滑动)。

驱动齿轮的齿顶所受的应力不那么严重,因为点5受到压应力,而点6受到了拉伸应力。

在节点上,滑动力改变了方向,从而形成了滑动零点(纯滚动)。

有人可能会认为齿轮的这个部位的表面失效是最小的,然而,实际上节点是最先发生严重失效的区域之一。

节点虽然没有受到复合应力,却承受了很高的单位负载。

在齿轮刚刚接触或接触结束时,前一对轮齿或后一对轮齿会承受一些负载, 因此单位负载也会减少一些。

最高的点负载出现在两个齿轮在节线处或稍高于节线的位置刚刚接触的时候。

在那个点上,全部或大部分负载通常都由一对轮齿来承受。

这可能导致疲劳失效、严重的热量积聚和表面性能退化。

图10b结束接触时驱动齿轮图10a开始接触时沙伯基础创新塑料 7塑料齿轮的设计应力分析齿轮的最重要的部分是轮齿。

如果没有轮齿,齿轮仅仅是一个轮子,在传输运动或动力上没什么用途。

衡量齿轮承受一个给定负载的能力的基本方法是估算轮齿的强度。

虽然推荐的做法是制作齿轮的模型,但这可能既费钱又费时,所以需要有某种判断齿轮可行性的方法。

弯曲应力在一个标准形状轮齿的节线上承受的弯曲应力可以使用Lewis 公式计算出来其中 S b = 弯曲应力 F = 节线上切线方向上的轮齿负载 P d = 径节 f = 齿宽 Y =用于在节点承受负载的塑料齿轮的Lewis 形状系数测试表明,最严重的轮齿负载出现在轮齿在节线上承受切线方向的负载,且互相接触的轮齿对的数量接近1的时候。

如果系统要求的马力是已知的,另一个有用的方法是使用以下公式其中HP = 马力 D = 节径w =转速 (rpm)Lewis 公式的另一种变形包括了节线速度和一个服役系数其中y = 齿顶处的Lewis 形状系数 V = 节线速度 (fpm)C s =服役系数描述齿轮的输入扭矩和工作周期性质的典型服役系数有在任何一种应力公式中,都可以输入许用应力 Sall 作为Sb 来计算其他变量。

安全应力或许用应力并不是典型的数据表的应力水平,而是根据对一个具有标准齿形的齿轮的材料所做的实际测试所确定的许用应力。

许用应力已经把材料安全系数包括这个值中。

对于一种给定的材料,许用应力水平在很大程度上取决于众多因素。

这些因素包括 • 寿命周期• 作业环境• 节线速度• 相对面• 润滑由于许用应力等于强度值除以材料的安全系数 (Sall = S/n),这是一个讨论齿轮安全系数的很好的出发点。

安全是指一个部件在其使用寿命周期内完成正系数用于一种材料性能,例如强度;或者把整个系数用于负载;或者把分开的几个系数用于每个负载和材料性能。

最后一种情形往往是最有用的,因为可以查明每个负载,然后采用安全系数来确定最大绝对负载。

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