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塑料齒輪設計要點有哪些?以下幾點:
1、壁厚均勻:塑料件一般壁厚控制在3mm左右,壁厚的變化范圍要求為低收縮材料變化應小于25%,高收縮材料變化小于15%,即主壁厚為3mm除了一些非重要加強筋,其他與主壁厚相接的結(jié)構(gòu)壁厚控制在2.2或2.5以上。因為較厚的部分沒有較薄部分冷凝快,收縮多,為了防止塑料件彎曲變形尺寸超差,所以要求壁厚均勻。
2、兩壁相接處避免出現(xiàn)尖角。因為尖角會出現(xiàn)應力集中和塑膠流動不暢,所以要倒圓角,圓角的大小為壁厚的0.25-0.75倍,但要大于0.5mm。
由于缺乏系統(tǒng)的負載承受能力和磨損性能方面的數(shù) 據(jù)—至少同隨處可得的金屬齒輪/材料性能數(shù)據(jù)相比 情況如此,熱塑性塑料在齒輪方面的應用遇到了阻 礙。金屬材料的數(shù)據(jù)通過無數(shù)次成功的應用已經(jīng)得 到積累和確認,并為大多數(shù)齒輪設計師所熟知。而 熱塑性塑料用作齒輪材料的時間較晚,尚沒有充分 的時間來整理大量的負載等級數(shù)據(jù),并且熱塑性塑 料的獨特的機械和熱學性能也使得那些嘗試通過更 易于獲得的信息來推導這些數(shù)據(jù)的人士無功而返。
齒面塑性變形
硬度較低的軟齒面齒輪,在低速重載時,由于齒面壓力過大,在摩擦力作用下,齒面金屬產(chǎn)生塑性流動而失去原來的齒形。提高齒面硬度和采用黏度較高的潤滑油,均有助于防止或減輕齒面塑性變形。
齒面磨損
輪齒嚙合時,由于相對滑動,特別是外界硬質(zhì)微粒進入嚙合工作面之間時,會導致輪齒表面磨損。齒面逐漸磨損后,齒面將失去正確的齒形,嚴重時導致輪齒過薄而折斷,齒面磨損是開式齒輪傳動的主要失效形式。為了減少磨損,重要的齒輪傳動應采用閉式傳動,并注意潤滑。
齒輪材料應該有很高的抗彎強度和剛性。
另一個作用主要是表面作用。由于摩擦力和點接觸 或線接觸(赫茲接觸應力),在輪齒的表面產(chǎn)生了應 力。在齒輪運動的過程中,輪齒互相滾壓,同時互 相滑過。當輪齒進入嚙合狀態(tài)時,有一個初始接觸負 載。齒輪的滾動運動會在接觸點之前產(chǎn)生接觸應力 (這是一種特殊的壓應力)。同時會發(fā)生滑動,因為 輪齒的嚙合部分的接觸長度是不相同的。這就造成 了摩擦力,它剛好在接觸點的后面形成一個拉伸應 力區(qū)。在圖10中,標有R的箭頭顯示滾動方向,而 標有S的箭頭顯示滑動方向。在這兩種運動方向相反 的地方所形成的力,正是大多數(shù)問題的根源。
模具設計和齒輪精度
為了得到精準模塑的熱塑性齒輪,您必須具有精準的模具。在齒輪模塑過程中,模具和模腔孔的對齊至關(guān)重要。建議在模具之間使用聯(lián)鎖裝置以消除導向系統(tǒng)中的松動配合。優(yōu)先選用空氣淬火鋼而不選 用油淬火鋼,這是因為空氣硬化鋼在熱處理過程中 具有較高的尺寸穩(wěn)定性。另外,對于緊密公差設計,建議使用含碳量較高(以便獲得較高的總體硬 度)和含鉻量較高(以便獲得較好的耐磨損性)的 鋼材。為了更好地控制公差,建議澆口型芯、芯棒 和部件的其他高磨損區(qū)域結(jié)合使用H-13或A-2鋼和D-2鋼。