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輪齒折斷通常有兩種情況:一種是由于多次重復(fù)的彎曲應(yīng)力和應(yīng)力集中造成的疲勞折斷;另一種是由于突然產(chǎn)生嚴(yán)重過(guò)載或沖擊載荷作用引起的過(guò)載折斷。尤其是脆性材料(鑄鐵、淬火鋼等)制成的齒輪更容易發(fā)生輪齒折斷。兩種折斷均起始于輪齒受拉應(yīng)力的一側(cè)。增大齒根過(guò)渡圓角半徑、改善材料的力學(xué)性能、降低表面粗糙度以減小應(yīng)力集中,以及對(duì)齒根處進(jìn)行強(qiáng)化處理(如噴丸、滾擠壓)等,均可提高輪齒的抗折斷能力。
齒面膠合
在高速重載的齒輪傳動(dòng)中,齒面間的壓力大、溫升高、潤(rùn)滑效果差,當(dāng)瞬時(shí)溫度過(guò)高時(shí),將使兩齒面局部熔融、金屬相互粘連,當(dāng)兩齒面做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),粘住的地方被撕破,從而在齒面上沿著滑動(dòng)方向形成帶狀或大面積的傷痕,低速重載的傳動(dòng)不易形成油膜,摩擦發(fā)熱雖不大,但也可能因重載而出現(xiàn)冷膠合。采用黏度較大或抗膠合性能好的潤(rùn)滑油,降低表面粗糙度以形成良好的潤(rùn)滑條件;提高齒面硬度等均可增強(qiáng)齒面的抗膠合能力。
模具設(shè)計(jì)和齒輪精度
為了得到精準(zhǔn)模塑的熱塑性齒輪,您必須具有精準(zhǔn)的模具。在齒輪模塑過(guò)程中,模具和模腔孔的對(duì)齊至關(guān)重要。建議在模具之間使用聯(lián)鎖裝置以消除導(dǎo)向系統(tǒng)中的松動(dòng)配合。優(yōu)先選用空氣淬火鋼而不選 用油淬火鋼,這是因?yàn)榭諝庥不撛跓崽幚磉^(guò)程中 具有較高的尺寸穩(wěn)定性。另外,對(duì)于緊密公差設(shè)計(jì),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。
當(dāng)澆口放在輪輻上時(shí),z好采用多個(gè)澆口,均勻分 布在齒輪上。當(dāng)使用單一澆口時(shí),塑料必須繞中央 芯棒流動(dòng)。這會(huì)在芯棒附近形成一條細(xì)小的熔合 線,之后塑性流動(dòng)前沿會(huì)離開(kāi)中心位置。這種流動(dòng) 形式會(huì)在齒輪相對(duì)澆口一側(cè)的徑向上形成高度的纖 維定向。
在使用多個(gè)澆口的情況下,流動(dòng)模式更加不規(guī)則。 液流從澆口呈輻射狀向四周流動(dòng),在流動(dòng)前沿匯合 處會(huì)形成三條熔接線。在熔接線位置,纖維的取向 傾向于與流動(dòng)前沿平行。在齒輪中,這會(huì)導(dǎo)致纖維 在熔接線處呈徑向分布,而在齒輪其余部位隨機(jī)分 布。這會(huì)沿熔接線形成低收縮區(qū)域。熔接線與齒輪 其余部位之間纖維取向的差異要比單一澆口齒輪的 更小,因此這種齒輪精度更高。