注塑齿轮的设计和制造

夏天的风

　　注塑齿轮与机加工齿轮相比，除了利用渐开线共轭来传递运动这一点相同外，几乎没有其它共同之处。这两种齿轮具有本质上的区别。机加工齿轮是在为特定加工任务而设计的专用齿轮机床上切削加工至规定尺寸；注塑齿轮则是在齿轮模腔中注塑成形，该模腔通常用线切割放电加工机床(EDMs)加工而成。注塑齿轮模腔的尺寸大小可保证注模后经冷却收缩的注塑齿轮具有正确的尺寸公差。用一个模腔可以加工出上百万个注塑齿轮。
% r. ~: S5 ^: i- E. I* t( ~) N　　齿轮切削加工制造商承担的任务是按照公差要求切削加工出每一个齿轮。而注塑齿轮制造商面临的任务则是制造出一个接近完美的齿轮模腔，然后用这个模腔加工出所有符合公差要求的齿轮。这一看来虽小但却意义重大的差别导致了很多其它变化。这种差异在一旦决定采用注塑齿轮时就已形成。
　　注塑齿轮的设计
- m2 k. F4 }* ?　　毫无疑问，注塑齿轮必须在模腔内成形。这一事实导致了重要的后果。注模型腔和其中的轴类零件很难具有机械传动机构所能提供的精密公差。型腔和齿轮有可能随着湿度和温度的变化以不同的比率收缩或膨胀。随着本地条件的不同，注塑齿轮的强度、硬度甚至传动效率都将有所变化。在承载情况下，轮齿表面的温度将会升高，从而影响塑料的特性。由于存在这些变量及其它一些因素，有必要对齿轮的轮齿进行定制设计。
　　注塑齿轮设计的优势体现在应用上。大部分注塑齿轮传动都是独一无二的。一个齿轮可以精确设计为只有与另一个配对齿轮啮合时方能完成其指定功能。此外，注塑齿轮的优化设计与制造几乎不必考虑工具因素。
* V$ g( W# A) w, \% q' L! j　　线切割放电加工机床制造的模腔，其精度取决于计算机辅助设计的精度。齿轮模腔的公差可达到微米级。事实上，不再需要传统的滚刀，径节或模数也不再是重要的技术参数。渐开线基圆成为重要的变量。压力角能以模拟量方式进行调整，以平衡轮齿啮合时强度与高度的关系。定制设计的齿轮与标准齿轮相比，在性能、安静度以及允许公差方面都有很大的改进和提高。
3 F3 D4 g4 X- |) r  b' j; C. ^! K　　齿轮注模装置
　　经过齿轮啮合设计和制定公差后，下一步需要制作注模装置。齿轮注模装置必须精密，具有良好的热稳定性，经过硬化的滑套和表面，精确的齿轮模腔形状，以及设计高压注射模。齿轮模腔本身必须根据选用的模具材料专门设计。
文章关键词： 注塑齿轮   设计   制造