漸開(kāi)線塑料齒輪設(shè)計(jì)制造方法

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1、漸開(kāi)線塑料齒輪設(shè)計(jì)制造方法關(guān)于漸開(kāi)線塑料齒輪設(shè)計(jì)制造方法的討論與資料下載現(xiàn)在塑膠齒輪已經(jīng)在很多的場(chǎng)合中使用了，但是到現(xiàn)在為止還沒(méi)有見(jiàn)到一本關(guān)于塑膠齒輪設(shè)計(jì)的圖書?，F(xiàn)在的塑膠齒輪很多都是借鑒金屬齒輪的設(shè)計(jì)思路，但是很多時(shí)候金屬的設(shè)計(jì)思路難以符合塑膠齒輪的設(shè)計(jì)。本人先列舉一下問(wèn)題，希望高手能參加討論：1關(guān)于根切：塑膠齒輪都是用模具注塑而成，在加工過(guò)程中不存在根切，畢竟線割是根據(jù)齒形加工的，是仿形的加工方法，與金屬滾齒加工是兩種概念。2關(guān)于模數(shù)：金屬齒輪形成了一整套的模數(shù)系列成為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，而這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)的建立是以方便加工提出的，就是想用一把刀具盡可能加工多種齒輪而已。但對(duì)于塑膠模具而言

2、，一套齒輪模只能注塑一種齒輪，加工過(guò)程是線割的，因此模數(shù)可以隨便設(shè)置，只要繪出齒形就可以作出，根本不用考慮模數(shù)是否標(biāo)準(zhǔn)。3變位：金屬齒輪的變位是從安裝的角度提出的，是根據(jù)漸開(kāi)線的可分性提出齒輪的變位思想的。這種變位思想從而引申出齒輪變位后強(qiáng)度、根切等其他的問(wèn)題。這種思想的建立是以金屬簡(jiǎn)化為剛體為模型的，但是現(xiàn)在塑膠齒輪的各種性能和金屬根本是不同的，塑膠齒輪的變位對(duì)齒輪的影響主要是安裝，其次才是強(qiáng)度。4壓力角：現(xiàn)在一般的壓力角都是20或者14.5或22.5等。但是考慮塑膠的變形比較大，即使是設(shè)計(jì)壓力角為20，但是實(shí)際的塑膠齒輪的嚙合壓力角也不會(huì)就是20，變形的影響對(duì)壓力角的影響應(yīng)該

3、是很大的，此時(shí)不用簡(jiǎn)單的把塑膠齒輪簡(jiǎn)化為剛體模型進(jìn)行分析了。因此，如何考慮實(shí)際的壓力角才是最有實(shí)際意義的。5內(nèi)齒參數(shù)計(jì)算：金屬齒輪內(nèi)齒的參數(shù)計(jì)算是根據(jù)刀具參數(shù)來(lái)定的。但是如果是塑膠齒輪的內(nèi)齒，根本不會(huì)涉及刀具的問(wèn)題，也是線割的，此時(shí)的計(jì)算公式與金屬的根本不同6對(duì)于塑膠蝸輪蝸桿副，一般都是用塑膠斜齒輪代替實(shí)際的蝸輪進(jìn)行設(shè)計(jì)，斜齒輪的螺旋角就是蝸桿的導(dǎo)程角。其力學(xué)校核的方法也與金屬的差別很大。金屬是基于剛體模型進(jìn)行的力學(xué)校核，但是塑膠的校核應(yīng)考慮到塑膠受熱時(shí)溫度上升導(dǎo)致的強(qiáng)度等力學(xué)指標(biāo)下降。詳細(xì)的校核方法可以參考"塑膠齒輪設(shè)計(jì)精要"。7關(guān)于塑膠齒輪非標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的分析目前，金屬齒輪已經(jīng)

4、實(shí)現(xiàn)模數(shù)和壓力角的標(biāo)準(zhǔn)化，其標(biāo)準(zhǔn)化的依據(jù)是便于加工。但是根據(jù)齒輪正確嚙合的條件：m1*cosα1=m2*cosα2可以知道，只要滿足這個(gè)等式就可以設(shè)計(jì)出正確嚙合的兩個(gè)齒輪。塑膠齒輪是通過(guò)模具注塑而成，因此不存在加工的難易，故可以將塑膠齒輪設(shè)計(jì)成非標(biāo)準(zhǔn)的齒輪，而且這樣設(shè)計(jì)有意向不到的好處，分析如下：考察cosa函數(shù)：在（0，π/2）的區(qū)間內(nèi)，余弦函數(shù)是減函數(shù)，即a越大cosa越小。如果m1和a1取標(biāo)準(zhǔn)的，例m1=1,a1=20，這時(shí)可以設(shè)計(jì)出一個(gè)很理想的非標(biāo)準(zhǔn)的配對(duì)齒輪，而且這個(gè)齒輪的模數(shù)和壓力角都變大了。在齒輪設(shè)計(jì)時(shí)壓力角和模數(shù)增大都能提高齒輪的綜合強(qiáng)度，這樣對(duì)于需要輸出動(dòng)力的齒

5、輪而言綜合強(qiáng)度的提高是益處多多的。因此，塑膠齒輪的設(shè)計(jì)思路可以變得更加開(kāi)闊也更有實(shí)際的使用價(jià)值其實(shí)即使是塑膠齒輪和金屬齒輪的嚙合也不一定設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)的，其實(shí)應(yīng)該這么說(shuō)比較合適：對(duì)于滾齒和插齒的成型方式的齒輪嚙合采用標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)是為了提供刀具的利用率；如果我的金屬齒輪是壓鑄的或者是粉末冶金的，那我也沒(méi)有不要設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)的。其實(shí)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)就是考慮刀具也就是考慮加工的方便而已，如果我們現(xiàn)在是不用刀具了，那這一個(gè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)也就不存在了。因此，齒輪設(shè)計(jì)是否標(biāo)準(zhǔn)要根據(jù)齒輪的加工方式而定，而不是不管什么方式一定要做成標(biāo)準(zhǔn)的！根據(jù)一些經(jīng)驗(yàn)看，塑膠齒輪的壓力角取大一些，比如22.5，2

6、5等要比20度的壓力角好很多的8關(guān)于齒輪成型方式的思考對(duì)于齒輪這一研究了上百年的機(jī)械產(chǎn)品，其加工方式主要是成形法和范成法，這兩種加工齒輪的方式都基于齒輪刀具的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)齒形的加工的，為了便于提供齒輪加工的效率，于是提出了齒輪的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而且引伸出一系列的理論分析和加工方法。這一點(diǎn)尤其是在內(nèi)齒的設(shè)計(jì)中體現(xiàn)的非常明顯，只要是變位的內(nèi)齒，設(shè)計(jì)參數(shù)一定要考慮刀具的參數(shù)，因?yàn)榈毒呤亲兾坏?，變位的刀具加工變位的?nèi)齒對(duì)內(nèi)齒的齒形的影響是非常明顯的。但是隨著加工技術(shù)的發(fā)展，注塑、壓鑄和粉末冶金技術(shù)的出現(xiàn)改變的齒輪的加工方式，這些加工方式都是以模具或模型的形式實(shí)現(xiàn)齒輪的成型的，整個(gè)加工過(guò)程中只需要

7、繪制出齒輪的齒形圖，然后通過(guò)線割等形式加工出模具就可以加工出齒輪的。在這些加工方式中，沒(méi)有齒輪刀具完全可以加工出齒輪。這一齒輪的成型方法顯然有別于前文敘述的兩種成型方法，為了有別于前兩種方法，我暫且稱這種成行方式為：模塑法。模塑法成型齒輪的最大有點(diǎn)就是一次加工模型可實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)，而且生產(chǎn)效率高，尤其是對(duì)注塑和壓鑄而言，此方法更加顯出其生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)。塑料齒輪參考金屬齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算是－－－完全不正確的！塑料齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不能套用金屬齒輪的計(jì)算方法進(jìn)行，單個(gè)齒輪的設(shè)計(jì)也不能套用金