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来源：　　作者：袁弓宝
塑料齿轮注射模具的设计　 在高速、小功率齿轮传动中,为减小动或荷和噪音,往往采用尼龙、胶木,夹布胶木等材料制造,这是因为塑料齿轮的弹性模量较小,可以减轻由于制造精度和安装精度不高所引起的不良后果,在同样制造精度下,塑料齿轮比钢和铸铁齿轮的噪音小。 塑料是高分子材料,收缩系数波动较大,塑料由注射态冷却收缩后尺寸变化范围较宽,一般认为注塑较高精度的塑料齿轮难度很大。 本文就对常用的直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮的塑料注射模具的型腔尺寸设计计算述之如下。 凹模型腔尺寸可以认为就是热态(注射态)塑料齿轮的尺寸(严格说有微小差异),热态塑料齿轮由凹模取出后冷却至室温,线尺寸要收缩,分度圆压力角变化,因此怎样确定热态塑料齿轮的线尺寸和压力角是凹模型腔设计的关键。 1。热态塑料齿轮线尺寸的确定 S热=S冷x(1+小)·一①式中S热—热态线尺寸 S冷—冷态线尺寸,即成品线尺寸 小—塑料冷却收缩率 可以按照①式计算的线尺寸有齿顶圆直径、齿根圆直径。收缩率随注射塑料品种、注射工艺、零件形状、模具工作温度等变化,可按有关资料选用。 2.热态塑料齿轮公法线长度的确定 设测量公法线长度的跨齿数为K,由图1可知,公法线长度应等于(K一1)个基(本文共计3页)　　　　　　　　　　
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时间：来源：&&作者：bangtian&&
对塑料齿轮来说，其精度直接影响到噪音的产生。由于塑料的刚性低于金属，即使采用机械加工法也不能制作出与金属产品相等的精度，但是，根据不同的切削方法也能加工出精度较好的小型齿轮。 齿轮的强度设计大致可从二方面来考虑，既由齿的断裂考虑到其寿命和由齿面的磨损或者是齿面粗糙所引起的断裂。 &&&&齿损坏的强度设计方法有许多，例如直齿圆柱齿轮的强度设计，在这里我们采用了路易斯方程式。如果是齿面磨损时则运用赫兹的应力系数的面压来设计强度。 &&“夺钢”齿轮的形状原则上与金属齿轮相同，但是从塑料与金属之间存在的物理性能差来考虑，在设计齿轮形状时必须注意下列几点。 齿隙、余量 &&&&如果我们在设计塑料齿轮时考虑到由热膨胀水分、润滑剂引起的尺寸变化，成型时的尺寸公差等因数，则塑料齿轮的齿隙必须比金属的大。 如果是金属的话它的齿隙量应根据齿轮的加工精度、模数、分度圆直径、节圆的圆周速度、润滑状态等因数来决定。
本文标签：齿轮精度
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关于渐开线塑料齿轮设计制造方法的讨论
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☆志于齿道 精于齿艺☆
在塑料齿轮材质中，首选的材料是POM。这里做了一张图，看懂POM的发展史，看懂POM的制造商。
POM均聚共聚发展史.png (446.9 KB, 下载次数: 1)
14:20 上传
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☆志于齿道 精于齿艺☆
对于小模数齿轮减速单元产品，尤其是塑料齿轮构成的牙箱，空载和负载的时候噪音是有差异的。
（1）空载噪音＜负载噪音：这个时候说明齿轮精度、装配条件做的不错，处于理论共轭，噪音在空载时较为理想。负载时出现弹性不共轭状态，噪音有点差！
（2）空载噪音＞负载噪音：这个时候说明负载时齿轮承受了较大的载荷，轮齿变形出现了弹性共轭，而空载时齿形共轭状态不理想！
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☆志于齿道 精于齿艺☆
本帖最后由 mrmrw 于
08:33 编辑
关于VDI 2736的4个技术标准，现在已经找到了2个，还缺2个！希望有的同仁分享一下！
这里将找到的2个标准分享出来！
（1）VDI 4
(3.41 MB, 下载次数: 6)
08:27 上传
点击文件名下载附件
（2）VDI 12
(3 MB, 下载次数: 1)
08:32 上传
点击文件名下载附件
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☆志于齿道 精于齿艺☆
搞了好几次都传不上去，下面给出VDI 2736-3的连接地址吧！
无语，只能上传1个包，缺少的怎么都传不上去！
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☆志于齿道 精于齿艺☆
附图中的是公司制作的一个塑料斜齿轮，配金属蜗杆用的。
这个斜齿轮通过齿形齿向及轴向大小头反补方法，将齿形、螺旋线和齿顶圆直径的大小头问题减小了。
（1）齿顶圆直径跳动公差在0.04mm，10mm的齿宽方向上的大小头控制在0.05mm。
（2）齿形精度和螺旋线、齿距等公差看精度表。
（3）有点失败是，该产品的加强筋结构设计导致径向跳动公差不是很理想。
404.jpg (1.69 MB, 下载次数: 0)
08:35 上传
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☆志于齿道 精于齿艺☆
本帖最后由 mrmrw 于
12:13 编辑
齿轮的检测精度如下所示：
001.png (294.1 KB, 下载次数: 0)
12:12 上传
002.png (237.38 KB, 下载次数: 0)
12:12 上传
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☆志于齿道 精于齿艺☆
查询了VDI官方网站，发现正是版本中第2/3两个部分是正是版本的，都有德英两种语言。
第1/4两个部分都是草案，目前只有德文一种语言的。
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☆志于齿道 精于齿艺☆
在小模数齿轮中，现在流行用检验半径Tr来测量齿厚。
对于这个概念，在ISO 1328标准中也提到了，但是说的不是很清楚。
下面从一本图中看到了，摘出来，供参考！
需要主要的是：这本书没有分度圆的概念，是用节圆来替代分度圆，这一点需要注意：
01.png (10.43 KB, 下载次数: 0)
22:52 上传
02.png (27.11 KB, 下载次数: 0)
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04.png (39.06 KB, 下载次数: 0)
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03.png (57.03 KB, 下载次数: 0)
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☆志于齿道 精于齿艺☆
塑料齿轮采用双啮仪检测时，必须考虑双啮测试压力问题。目前，JIS B 8，VDI 4（草案）中都对这个问题做了规定。
（1）JIS B 8规定
JIS.png (8.67 KB, 下载次数: 0)
07:47 上传
（2）VDI 4（草案）规定
双啮测试力与模数的关系.png (171.59 KB, 下载次数: 0)
07:47 上传
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☆志于齿道 精于齿艺☆
非常感谢一位同仁的热心帮助，终于集齐了VDI 2736 的4部分技术标准。
本论坛已经分享了2个了。
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后续将发学习的一些新的发出来！
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☆志于齿道 精于齿艺☆
& &&&最近搞了一些大螺旋角的斜齿轮，有些人对于这些大螺旋角的斜齿轮的模具型腔是否采用线割加工，存在很多的看法，有些人总是认为都是可以线割的。
& && &其实这个问题是很容易解释的：以齿轮分度圆为基准建立螺旋线，以齿宽所界定的2个平面与螺旋线的2个交点绘制一条斜直线，然后就可以测量螺旋线与斜直线之间的差别。显然，在b/2的平面上，二者的差别最大。
&&如果将b/2平面上建立基圆，就可以将这个误差测量出来——螺旋线总偏差。对于螺旋线总偏差，如果大于0.02mm，则不推荐使用了，也就是说线割方法加工的斜齿轮的理论误差就太大了。
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☆志于齿道 精于齿艺☆
对于塑料齿轮而言，齿向鼓度的齿轮的模具型腔加工是很有难度的事情。
但是，最近看到的一篇论文，却给我提了一个醒！原来适当调节线割机床和切削液，就可以线割出齿形鼓度。
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如果上述的方法合适的，那么可以调整线切割工艺来实现模具型腔的内凹加工，做出的塑齿将出现齿向鼓度！
这个方法不知道哪位实现过？但是线割的师傅都不懂这些，哪位对此有深入的研究？
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☆志于齿道 精于齿艺☆
对于斜齿轮模具型腔线割加工的可行性，需要精确的数学描述了，然后再跟相关的精度联系，来得出一个合理科学的判断法则。从了解的一些信息看，这个东西需要好好总结一下！
这几天一直在思考这个问题。
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☆志于齿道 精于齿艺☆
在费老的有限元帖子中，我转述下面的记录供参考：
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【1】齿面接触强度核算
& & 标准把赫兹应力作为齿面接触应力的计算基础，并用来评价接触强度。赫兹应力是齿面间应力的主要指标，但不是产生点蚀的唯一原因。例如在应力计算中未考虑滑动的大小和方向、摩擦系数及润滑状态等，这些都会是影响齿面的实际接触应力。
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这就是说：齿面的接触强度计算，在采用有限元软件分析时，需要定义的接触类型应该是赫兹应力模型，才能和标准的规定比较吻合，计算结果才能和标准对比。
& & 如果在有限元中添加了摩擦等因子，估计计算的结果差异会比较大。
【2】轮齿弯曲强度核算
& &先看标准原文
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& &注意标准原文中的划出的地方，标准给出的轮齿弯曲强度的判断是根据最大拉应力——第1强度理论，而不是第4强度理论（Von Mises）“形状改变比能理论”来作为轮齿弯曲强度的判断准则。
& && & 这两种判断准则给出的结果是不同的，这是在使用有限元软件分析齿根弯曲应力时应该注意的。
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网友：这样子很好的回复：
& &&&做计算首先要知道自己要从计算中得到什么，做齿轮计算主要是要得到齿根的弯曲应力、齿面的接触应力。那么在有限元计算后就要查看这两处的应力值。弯曲应力应该查看最大拉应力，接触应力应该查看接触应力，那么在有限元计算结果里面，应该查看什么应力？一味的去看Von Mises肯定是不对的，这点mrmrw在帖子里也说过了。按照力学中的一点的应力状态，我建议 接触应力查看最小主应力；弯曲应力查看 最大主应力。另外建议增大幅度增加网格密度，接触面处采用六面体画单元，并且采用静力学分析。
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对于塑料齿轮的有限元分析，该怎么分析，是否与金属的一样那？
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☆志于齿道 精于齿艺☆
最近看到很多做塑料齿轮的都问模具型腔的收缩率怎么处理，都说这个是个难题。其实这个问题解决主要是看你是站在那个角度看：
【1】站在理论分析角度看，要准确的估算塑料齿轮的不同位置的收缩率，的确是很困难的，毕竟塑料的收缩跟结构和自身的特性相关，收缩的位置与数量是只能估算而难以一次准确计算的。——说这个问题难就是这么说的。
【2】站在工程实践的角度看，是否需要准确的估算塑料齿轮模具型腔的收缩率反而就不是一件重要的事情了。没有必要纠结在这个问题上，只要简单的按照一个收缩率值做一个型腔，是一次模具，那就清楚了。
& &如何解决尺寸或精度达到要求，则是后续的工作了。只要能检测出来，那个尺寸差多少，反补上去，那这个尺寸就可以达到要求了。做模具的都是这么做的，关键问题是要看懂精度报告，将精度报告的数据拿出来，用到模具型腔的反补上就可了。
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☆志于齿道 精于齿艺☆
一般对于搞塑料产品设计的，很少有人注意塑料产品表面硬度的。
这是偶然在网上看到的资料，不知道这个硬度的检测对工程而言有什么好处？
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☆志于齿道 精于齿艺☆
对于齿轮的建模问题，过渡曲线是一个难点!
现在除了利用专业软件来建模，其实利用SW中的插件Motion也是可以建立精确的齿根过渡曲线的！
下面给出齿条型刀具齿顶展成直齿轮时形成的过渡曲线。
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☆志于齿道 精于齿艺☆
利用滚压法，在设定模数mn一直的条件下，通过测量轴向齿距即可精确的求出斜齿轮的螺旋角。
这应该是滚压法的又一应用。也是斜齿轮抄数的另一种方法。
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☆志于齿道 精于齿艺☆
&&最近做了一个塑料斜齿轮，发一份精度报告看看，大家可以看出塑料齿轮的精度情况！
& &齿轮模数mn=0.8，齿数z=68的，外径在56.7左右的！
& &使用的德国克林贝格P26检测的精度，从报告看，螺旋线存在一点偏差，这是因为塑料收缩大小头导致的，下一步可以将此指标可以修正过来。整体看，这个塑料齿轮的精度还是可以的。
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☆志于齿道 精于齿艺☆
本帖最后由 mrmrw 于
21:57 编辑
中国塑料齿轮精度标准起草工作已经在北京工业大学启动了，这将是塑料齿轮行业的一个关键节点！
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参会人员全体照.png (172.82 KB, 下载次数: 0)
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☆志于齿道 精于齿艺☆
塑料齿轮的齿形修凸与齿向修鼓技术，目前已经可以实现了。
（1）齿形修形：可以根据塑料齿轮的齿形情况进行修正，主要是修正压力角偏差，或者齿形修凸设计。这一点比较方便，如果是线割齿形的模具型腔，这一点非常方便实施，也不会对产品成本形成影响。
（2）齿向修形：目前鉴于模具型腔放电方式和产品注塑脱模要求，一般只能控制在鼓度0.02mm以内。这对于补偿中间收腰的变形还是比较方便的。——不管是直齿轮还是斜齿轮，都是可以实施的。
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& &齿形修形已经实施几年了，齿向修形技术在塑料齿轮上，技术上是没有问题，希望2017年能够在产品上实现！
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☆志于齿道 精于齿艺☆
最近，采用齿向修鼓的修形方式来制作塑料齿轮，做了第1次尝试。现在看效果还行，但是还没有对产品进行检测。
基本上齿向修形量对放电加工还是有点影响的，主要是要考虑几个技术问题：
（1）齿轮电极的加工：采用鼓型修形的电极，必须采用粗工和精工两端加工，而且精工段必须修鼓，粗工段就无需齿向修形。
& && & 同时需要将放电间隙与鼓形量算到一起，否则将导致精工段无法实施放电。
（2）齿向修鼓型腔的鼓形量不大，在注塑成型时利用塑料的热胀冷缩，脱开模具型腔，实现产品的顺利脱模，不要对脱模造成太大的影响。
&&主要是修形量不大，对脱模影响也不大。
&&下面是精工段修鼓的电极图。
111.png (144.56 KB, 下载次数: 0)
18:35 上传
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& &另外，基于塑料内齿圈的齿形修形也正在测试，看一下效果。
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学徒工, 积分 59, 距离下一级还需 41 积分
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网络是个好东西，论坛里面的信息就是一扇窗户，拜读了！
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☆志于齿道 精于齿艺☆
最近做了关于塑料斜齿轮和塑料直齿轮的齿向修鼓。按照传统的齿轮设计加工观点，低于7的齿轮修形意义不大。但是，对塑料齿轮而言，齿形或齿向的修形，其目的不单单是考虑了修形补偿受压变形补偿问题，还有一个重要的观点就是：补偿塑料成型过程中造成的中间收缩，达到提高齿轮精度的目的。——这也是有别于金属齿轮修形的一个目的。
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