塑料齿轮的实用工艺设计
塑料齿轮设计(公司设计手册)
啮合率
虽说刘易斯公式是在假定所有的法向负荷都施加在一个齿尖上的基础上来加
速齿根强度的，但实际上啮合的轮齿不止一个。压力角为20°的标准齿正齿
轮的啮合率在1和2之间，如齿数为20和30的齿轮啮合率约为1.6。换言之，在1 对齿开始啮合的瞬间，另一对齿已在前1个法向节距处啮合，因此在随后的0.6 个法向节距内有2对齿啮合，而在此后的0.4个法向节距内只有1对齿啮合。因 此，考虑到把在齿尖承受所有法向负荷时所得出的值y用作齿形系数会大大超 过安全侧，于是本文采用节距附近承受负荷时的值y′。 啮合率越大则越有利于轮齿强度，因此对于传动齿轮来说，应重点考虑增大
3 计算示例
例题1
现将正齿轮的DuraconTM（等级M25）齿轮与金属齿轮组合起来，请求
出用于减速比为 的减速机时的DuraconTM齿轮的齿宽。
假定电动机的转速为1,800rpm，输出扭矩为T＝0.6N·m，DuraconTM齿 轮的模数m＝1mm，齿数Z＝60，压力角α＝20°。此外，假定金属齿轮 的齿数为10个。 假定使用条件为初期润滑脂润滑，使用温度为60℃，1天运转3小时，耐 用年数为2年。
2.1 齿隙、齿顶间隙 2.2.1 树脂层的厚度 2.3 齿轮形状
2.2.2 金属嵌件的缺口
2 齿轮形状设计方面的注意事项
2.1 齿隙、齿顶间隙
如果考虑到因热膨胀、水和润滑油而引起的尺寸变化以及成型时的尺寸公差，则塑
料齿轮的齿隙应比金属的更大。金属齿轮的齿隙是根据齿轮的制作精度、模数、节圆
直径、节点圆周速度以及润滑状态等来确定的。例如，根据日本齿轮工业会规格，轴
齿顶间隙也一样，金属取模数的12～25％，而DuraconTM则要取得更大。如果运转中 温度上升，则应估计到热膨胀，因此还要取得更大些。
塑料齿轮的设计与制造介绍
塑料齿轮的设计与制造介绍塑料齿轮的设计与制造介绍齿轮是传动机构中的常见元件，也是机械设备中重要的传动部件。
在传动中，齿轮起到了转矩的传递、速度的调节以及转向的变化等作用，因此，齿轮不仅需要具有高强度、高精度等特性，还要具有轻便、低噪声等优点，以满足机械运动的需求。
由于材料技术的发展，塑料齿轮在机械传动中得到了广泛应用。
本文将着重介绍塑料齿轮的设计与制造。
一、塑料齿轮的种类塑料齿轮通常是指在机械传动中采用塑料作为材料的齿轮。
根据塑料的种类和性能，可以分为以下几类：1.聚酰胺齿轮：具有强度高、耐腐蚀、防磨损等特点，用于较高速的传动系统，如电动机、机床等。
2.聚酯齿轮：具有刚性好、强度高、阻燃、耐候性好等特点，用于精密仪器、玩具等行业。
3.聚碳酸酯齿轮：具有耐热、耐冲击、刚性好等特点，用于汽车、火车等交通工具传动系统中。
4.聚乙烯齿轮：具有低噪音、循环伸缩性好等特点，用于玩具、电动工具等领域。
二、塑料齿轮的设计要点在设计塑料齿轮时，需要注意以下几点：1. 齿轮的选材要合理，根据所需的性能指标和使用条件，选择合适的塑料材料。
2. 齿轮的几何形状要合理。
最优设计应当保证齿轮齿数、齿距、模数、压力角等参数符合传动效率和传动比要求，同时考虑到齿轮的强度和耐磨性。
3. 齿轮的制造要考虑到材料的憩切率和热膨胀系数，同时注重加工后的齿面光洁度和齿间参数误差的控制。
4. 合理的润滑、冷却与降噪设计。
塑料齿轮本身比较容易摩擦，而摩擦会引起传动系统的加热和噪音，因此需要设计合适的润滑和冷却系统。
另外，要采取降噪措施来减少噪音。
三、塑料齿轮的制造方法与金属齿轮相比，塑料齿轮的制造具有更加复杂的工艺。
根据不同的工艺要求，可以采用以下几种制造方法：1.注塑成型法：这是最常用的塑料齿轮制造方法之一。
将塑料料泡软化后，通过注射模具成型。
2.挤出成型法：这种方法适用于生产齿条等线性传动部件。
将塑料料在挤出机中加热软化，通过挤压成型。
塑料齿轮的设计和制造介绍
塑料齿轮的设计和制造介绍一、引言塑料齿轮具有体积小、重量轻、耐磨损、噪音低等优点，已经在许多领域广泛应用。
齿轮设计和制造是塑料齿轮生产的重要环节。
在实际应用中，塑料齿轮的设计、材料的选择和工艺的制造都是关键因素。
本文将从塑料齿轮的设计和制造两个方面进行介绍。
二、塑料齿轮的设计1、选择材料塑料齿轮的材料选择非常重要。
目前塑料齿轮主要采用的材料有聚酰胺、聚氨酯、聚甲醛等。
不同的材料对于齿轮的性能有着不同的影响，需要根据具体需求进行选择。
2、确定齿轮的类型塑料齿轮一般分为两种类型：割合齿轮和直齿轮。
割合齿轮具有齿面接触面积小，噪音小，适用于高速、小扭矩的场合；而直齿轮则具有齿面接触面积大，适用于低速、大扭矩的场合。
因此，在设计齿轮时，需要根据具体场合来确定齿轮的类型。
3、确定齿轮参数齿轮参数包括外径、模数、压力角、齿数等，不同的参数对于齿轮的性能有着不同的影响。
外径、齿数和模数的比例，决定了齿距和齿高，影响到齿轮的强度和耐疲劳性。
压力角的大小越大，齿面越强，但是噪音也会相应增加。
4、计算齿轮的几何尺寸计算齿轮的几何尺寸是确定齿轮型号、样板与模具结构及制造工艺的前提。
具体计算可以通过专业的齿轮计算软件进行，也可以手工计算。
计算结果需要考虑到材料的机械性能和齿轮工作状态，以保证齿轮的工作强度和寿命。
三、塑料齿轮的制造1、模具设计和制造塑料齿轮的制造需要使用模具进行成型。
模具设计要考虑到成形的材料，以及齿轮的几何参数。
常用的模具材料有钢、铝合金、铜合金或骨架塑料等，不同的材料适用于不同的齿轮尺寸和形状。
制造模具一般采用数控加工，可以确保模具的精度和质量，以便成形的齿轮能够符合设计要求。
2、塑料齿轮成型制造塑料齿轮的成型方式主要有注塑成型和挤出成型两种。
注塑成型的优点是成形精度高、表面光滑、材料利用率高，但是需要投入大量的设备和投资，适用于批量生产。
挤出成型则比较适用于小批量生产，成本相对较低，但是成形精度和表面光滑度较低。
注塑齿轮的生产工艺
注塑齿轮的生产工艺
注塑齿轮是利用注塑成型工艺制作出来的，具体生产工艺如下：
1. 原材料预处理：根据所需产品的要求，选用适当的塑料原料，并进行预处理，如干燥、混合等。
2. 模具设计：根据齿轮的形状、尺寸、要求精度等因素，进行模具的设计和制造。
此外，还需要确定浇口、排气等细节问题。
3. 成型过程：将预处理好的原料加入注塑机进行加热熔融，然后通过注塑机压力将融化的塑料注入到齿轮模具中，进行冷却固化，最终得到成品齿轮。
4. 后处理：包括切除浇口、排气口、清除模斑等工序，以及对成品齿轮的必要修整和表面处理。
其中，注塑齿轮的模具设计是一个重要的环节，需要考虑到齿轮的整体形状、齿轮嵌入模具内部的方式、以及浇口、排气系统等细节问题。
此外，还需要对注塑机的参数进行适当调整，以确保齿轮的尺寸、精度等要求。
综上所述，注塑齿轮的生产工艺主要包括预处理原材料、模具设计、加热熔融、注塑成型、后处理等工序。
注塑齿轮的质量和性能不仅取决于原材料的选择和预处理，还与模具设计和注塑机的参数设置密切相关。
塑胶齿轮模具设计 (2)
塑胶齿轮模具设计齿轮传动是机械传动件中应用最广的一种传动方式，而塑胶齿轮作为齿轮产品中的一种，在各领域中的应用也越来越广泛，塑胶齿轮质轻、传动噪音低，而且随着塑料工业的发展，齿轮耐高温、承受高负载的能力也越来越强，甚至在许多场合都可替代金属齿轮。
齿轮传动要求准确、平稳、均匀；特别是高端产品对齿轮的精度要求更高。
塑胶齿轮模具作为高效、批量、稳定的成型设备，其结构、制造工艺尤为重要。
本公司拥有十多年齿轮模具制造的经验，并且与国外许多同行均有密切的技术交往，通过吸收、消化国外同行的许多丰富经验，而且自主创新许多结构、改善生产工艺，形成了较为完善的中高端塑胶齿轮制造技术，现将本公司的齿轮制造技术介绍给国内同行，以期大家一起进步，共同促进国内塑胶齿轮技术的提升。
一、塑胶齿轮结构⑴、塑胶制品重要的特征是公称壁，公称壁的厚度将影响部件的强度、成本、重量和精度。
塑胶制品的公称壁厚在范围内时，注塑成型制品效果最好；2-3mm 是塑胶制品中较常用的尺寸。
塑胶制品不能达到完全平均胶厚，对于低收缩率的材料，公称壁厚变化应控制在25%以下，对于高收缩率的材料，公称壁厚变化控制在15%以下。
如图1所示，局部位置胶厚不均匀将影响到齿轮胶位厚精度得到了改善。
⑵、修圆角当两个壁在部件中相交形尖角时，在该处可以出现应力集中和流动性降低，可以通过把夹角修成圆角，可使应力分布到较大区域内，同时提高材料的流动性，较大的圆角半径可以减少应力集中，但材料截面积加大，影响产品收缩，内角修圆时，建议修圆半径为公称壁厚的25%，如图3所示。
⑶、加强筋当齿宽高度较大时，为增强齿轮的刚性，必须增加适当加强筋，为便于填充、排气和脱模，加强筋的高度不应大于公称壁厚的倍，对于高收缩率的材料，加强筋的厚度大约取公称壁厚的一半，对于低收缩率的材料可以取公称壁厚的75%。
当齿轮承受较大负载时，可采用（如图4）加强筋形式，但靠近加强筋处齿形精度将受一定影响，当齿轮承受负载不大时，为保证齿形精度，同时又有足够的强度，可采用（如图5）加强筋形式。
精密塑胶齿轮模具设计
02
模具设计基础
模具结构类型
01Leabharlann 0203两板模结构
由定模和动模两部分组成， 结构简单，适用于小型齿 轮模具。
三板模结构
在定模和动模之间增加了 一块中间板，适用于需要 点浇口的齿轮模具。
热流道模具
通过加热装置使流道内的 塑料保持熔融状态，实现 连续注射，提高生产效率。
智能化设计与制造 借助人工智能、大数据等先进技术，实现塑胶齿轮模具设 计的智能化和自动化。通过数据分析和机器学习算法优化 设计方案，提高设计效率和准确性。
绿色环保理念
在塑胶齿轮模具设计过程中，应充分考虑环保因素，选用 环保材料和工艺，降低生产过程中的能耗和废弃物排放， 推动绿色制造和可持续发展。
06
家电行业
塑胶齿轮在家用电器如洗衣机、吸尘 器、空调等中大量使用，以降低噪音、 提高运行平稳性。
市场需求
1 2 3
高精度要求
随着工业技术的不断发展，对塑胶齿轮的精度要 求越来越高，需要提高模具设计和制造水平以满 足市场需求。
多样化需求 不同行业和应用领域对塑胶齿轮的需求多样化， 需要开发不同规格、材质和性能的塑胶齿轮以满 足客户需求。
噪音低
塑胶齿轮在运行过程中产生的噪 音较低，有利于改善工作环境和 降低噪音污染。
耐磨损
塑胶齿轮具有良好的耐磨损性能， 能够在恶劣的工作环境下保持较
长的使用寿命。
应用领域
汽车行业
工业设备
塑胶齿轮在汽车发动机、变速器等部 件中广泛应用，以降低噪音、减轻重 量并提高燃油经济性。
塑胶齿轮在各类工业设备如机床、印 刷机、包装机等中广泛应用，以提高 设备运行效率和降低维护成本。
塑料齿轮设计指南PDF2024
引言概述塑料齿轮在许多工业领域中广泛使用，其优点包括耐磨性、低噪音、重量轻、制造成本低等。
在设计塑料齿轮时，需要考虑材料的选择、齿轮的几何形状、齿轮配对等因素。
本文将为您提供塑料齿轮设计的指南，供您参考。
正文内容1.材料选择耐磨性：选择具有良好耐磨性的塑料材料，如聚酰胺、聚四氟乙烯等。
强度和刚度：根据齿轮所承受的负荷和工作条件，选择具有足够强度和刚度的材料。
温度和化学性质：考虑工作环境中的温度和化学性质对塑料材料的影响，选择合适的材料。
2.齿轮几何形状设计齿轮模数：根据所需齿轮的大小和传动比，选择适当的齿轮模数。
齿轮齿数：根据传动系统的要求和齿轮传动的规则，确定齿轮的齿数。
齿轮压力角：选择合适的齿轮压力角，以确保齿轮传动的平稳性和效率。
齿轮齿形：采用标准的齿轮齿形，如渐开线齿形或弧齿齿形，以提高齿轮传动的效率和平稳性。
齿轮加工方法：选择适当的齿轮加工方法，如注塑成型、压力成型等，以确保齿轮的质量和精度。
3.齿轮配对齿轮啮合角：根据齿轮的齿数和压力角，确定合适的齿轮啮合角度。
齿轮配合间隙：根据齿轮的尺寸和材料弹性变形等因素，确定合适的齿轮配合间隙。
齿轮啮合效率：通过合理的齿轮配对设计，提高齿轮的啮合效率，减小功耗和能量损失。
4.齿轮的强度分析接触应力和弯曲应力分析：对齿轮进行接触应力和弯曲应力分析，以确定齿轮的强度是否满足要求。
材料疲劳强度：根据齿轮的工作条件和循环负荷，计算齿轮的材料疲劳强度，确定齿轮的寿命。
强度裕度：根据齿轮的工作负荷和材料强度，确定齿轮的强度裕度，以确保齿轮的安全可靠性。
5.齿轮导向和润滑齿轮导向设计：设计齿轮的准确导向装置，以确保齿轮的正确对中和运动稳定性。
齿轮润滑：选择合适的齿轮润滑剂，根据齿轮的工作条件和速度，确保齿轮的润滑效果。
总结本文给出了塑料齿轮设计的指南，包括材料选择、齿轮几何形状设计、齿轮配对、齿轮的强度分析以及齿轮导向和润滑等方面的内容。
在设计塑料齿轮时，需要综合考虑多种因素，如工作条件、负荷要求、材料性能等，以确保齿轮的可靠性和效率。
POM塑料齿轮成型工艺技术
POM摘要：POM(M90、M270)塑料齿轮具有良好的刚性、硬度和耐磨性能，因此在机械设备中得到广泛应用。
本文首先介绍了POM 塑料的特性，然后分析了POM 塑料齿轮成型工艺技术的流程和影响因素，主要包括原料选型、模具设计、模具加工、成型工艺参数、后续处理等方面，最后阐述了如何优化塑料齿轮的成型工艺，提高生产效率和产品质量。
关键词：POM 塑料齿轮，成型工艺技术，影响因素，优化一、POM 塑料特性POM 是聚甲醛的缩写，又称为聚氧化甲撑、聚乙二醇甲醛等。
POM 塑料的熔点较高，具有较高的韧性，高强度和硬度，良好的耐磨性、耐腐蚀性和耐温性，还具有优良的自润滑性和低水分吸收率等特点。
由于这些优良的物理和化学特性，POM 塑料被广泛应用于各种机械设备中，特别是在轴承、齿轮、连杆等零部件中得到了广泛的应用。
二、POM 塑料齿轮成型工艺技术的流程和影响因素POM 塑料齿轮的成型工艺技术流程包括原料选型、模具设计、模具加工、成型工艺参数、后续处理等多个环节。
1.原料选型在POM 塑料齿轮成型的过程中，原料的选型非常关键。
POM 材料的选择应根据齿轮的使用条件和要求，以及成本、加工工艺等方面的综合考虑。
POM 材料有M90 和M270 两种，M90 材料适用于一般性的齿轮和轴承等部件，M270 材料适用于需要更高耐磨性和刚性的齿轮和轴承等部件。
另外，原料的水分含量对POM 塑料齿轮的成型和品质也会有影响，因此生产时应控制好原料的水分含量。
2.模具设计模具的设计是直接影响POM 塑料齿轮成型效果的一个重要因素，良好的模具设计可提高成型效率和产品质量。
针对不同的齿轮形状和规格，需要设计不同的模具和模具结构，包括形位公差、尺寸公差、外观光洁度等方面的要求。
3.模具加工模具加工精度和质量直接影响POM 塑料齿轮成型效率和产品质量。
模具加工应根据设计要求进行，包括精确的加工工艺、高质量的材料选择、精细的切削工艺等方面的要求。
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塑料齿轮的工艺设计
：王金露，闫春兴，猛，梅锐东
课题组的分工或贡献：王金露：说明书的撰写
梅锐东：PPT的制作
闫春兴：查阅资料
猛：查阅资料
课程名称：塑料齿轮的注塑成型工艺
指导老师：贾建波
日期：2016年七月
目录
一、摘要 (1)
二、引言 (1)
三、正文 (1)
3.1材料及参数的选择 (3)
3.2工艺方案选择及制定 (4)
3.3成形规律的分析 (5)
四、结论 (7)
五、参考文献 (7)
一：摘要
本次报告主要研究的是利用注塑成型工艺制造塑料齿轮，本文主要介绍塑料成型工艺中塑料齿轮的工艺设计、工艺方案选择及制定、成形规律的初步分析、成型力的初步计算。
并简单涉及了压延成型的原理、成型工艺和特点。
通过设置不同的浇口数量、模具温度和注射温度,分析了注塑压力、熔接痕分布、气穴分布和熔体温度分布情况,确定了最佳的浇口数量、位置以及相应的塑料齿轮成型的工艺参数,以减少注塑缺陷,提高制品质量。
二：引言
此次我们小组进行的三级项目针对塑料齿轮进行工艺设计，通过该项目的实施，使我们加深对注塑成型的工艺设计及工艺流程的容及要求的理解，在掌握塑料成型原理及工艺的基础上，使我们具备独立进行工艺设计的能力，提高综合应用已有知识解决问题的能力，更好地培养我们的专业技术能力和综合素质。
使我们对于塑料成型课程的容有了更加扎实，深刻的理解，同时对于注塑模型有了更多的知识储备
三：正文
注射成型亦成为注射模塑或者注塑模塑，是使得热塑性或者热固性模塑料先在料筒中均匀塑化，而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具型腔中的成型方法，它的主要特点是能在较短的时间一次成型出形状复杂，尺寸精度高和带有金属嵌件的制品，而且生产率高，适应性强，易于实现自动化，因而被广泛用于塑料制品当中。
（1）注射成型简介：使热塑性塑料或热固性塑料在料筒熔融，而由注射装置中的柱塞或螺杆将熔融塑料以一定的压力和速度注射到模具型腔，冷却或化学交联后固化，通过注射模的定出装置配合注射机的定出系统完成塑料件的顶出。
注射制品已接近塑料产品的1/3，注射机约占塑料机械的2/3；
（2）适用塑料：几乎全部热塑性塑料，多数热固性塑料，泡沫塑料、增强塑料等的应用。
（3）注塑成型的特点：
1能一次成型外形复杂、尺寸精确可带有各种金属嵌件的塑料制品,制品的大小由钟表齿轮到汽车保险杠；
2 是可加工的塑料种类繁多,除聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯等极少数品种外,几乎所有的热塑性塑料(通用塑料、纤维增强塑料、工程塑料)、热固性塑料和弹性体都能用这种方法方便地成型制品3是成型过程自动化程度高,其成型过程的合模、加料、塑化、注射、开模和制品顶出等全部操作均由注射机自动完成。
（4）注塑成型的原理：
粒状或粉状塑料通过螺杆的旋转和外部的加热作用，使它受热熔化至流动状态，然后在螺杆的连续高压下，熔融塑料被压缩并向前移动，通过喷嘴射出，注入一个温度较低的闭合模具中，充满模具的塑料经冷却硬化，即可保持模具型腔所赋予的形状，开启模具，即完成一个注射周期Molding Cycle。
3.1 材料及参数的选择：
常用齿轮材料有POM(聚甲醛)、PA(聚酰胺或尼龙)、PC(聚碳酸脂)等工程塑料,综合考虑塑料的使用性能、工艺性能和经济性,首选聚甲醛POM料(特别是共聚甲醛), 该材料是一种高结晶性的热塑性塑料,具有优异的综合力学性能,强度高、刚性好,抗冲击,耐疲劳、蠕变性能较好,自润滑性能优良,摩擦系数小(仅为0.21)且耐摩性好,吸水性比PA料和PC料小,产品尺寸稳定性好,适用于制造各种齿轮、传动零件或减摩零件等。
模数m=1.25,齿数z=48,压力角为20°的正常齿,齿宽b=34mm,转速n2=100r/min,齿轮材料为聚甲醛POM料。
3.2工艺方案的选择和制定
3.2.1 温度：
注塑过程中的温度主要是指胶料的熔融温度(包括料筒温度和喷嘴温度)和模具温度, 因为两者都对整个注射过程有重要影响。
要同时具有最高的充模速度,又要能保持塑件的特性,就需要有适当的熔融温度和模具温度,模温越高,充模速度越快。
模温能控制塑料的填充速度、塑件的冷却时间和塑件的结晶度。
[3]实际生产中聚甲醛塑料合理的喷嘴温度和料筒温度见表1
模具温度对齿轮的成型周期及成品质量(如应力、系数率、尺寸公差、机械性能等)有决定性的影响,对POM材料而言,成型齿轮的模具温度一般控制在70°C左右。
3.2.2注射压力与模具温度的关系
注射压力对塑料充填起决定性作用, 而注射压力与塑料熔融温度、模具温度又是相互制约的。
运用注塑绘图法,找出能生产优良塑件的最佳参数组合 ,通过注射压力与模具温度关系图 , 就可以找出合理的注射压力和模具温度组合 ,如图 1所示。
由曲线图可知 , ABCD围的各点，代表能生产优质塑件的压力和棋具温度的组合。
超过 CD曲线便会造成塑件飞边或尺寸过大;低于 AB曲线会造成塑件尺寸过小或充填不满 ,最佳的组合在 X点,因它容许有最大的参数变化围。
3.2.3模具的温度
对于小模数的塑料齿轮，由于制件尺寸不大，精度要求比较高，形状比较复杂，为了防止齿轮变形和凹陷，齿轮厚度一般在2~3mm左右，成型齿轮的注塑模具确定为双分型面点浇口结构，这样一方面保证齿轮的精度，另一方面可以便于去除点浇口凝料。
在设计计算模具型腔时，收缩率的选定对成型塑料齿轮影响很大，要正确掌握齿轮各参数的收缩状况，根据试验时所得的收缩率来确定成型的收缩率，再计算出模具成型零件的工作尺寸。
3.2.4 最终工艺参数确定
塑料齿轮注塑工艺的关键参数有：
① 料筒温度：一般为170℃ ~190℃
② 注塑压力：一般为40~130 MPa 。
注塑压力的高低与塑料熔体流
动速率、模具浇口形状与尺寸、齿轮设计结构及尺寸、模具温度、注塑机类型等有关。
③ 注塑速度：一般在20~80 cm3/s 。
为避免熔体过早冷却产生缺陷，一般采用快速注塑的方法，而厚壁齿轮一般采用慢速注塑。
④模具温度：一般不低于75℃，对厚壁齿轮模温可适当调高一些，但不要超过120℃。
另外，模具温度应尽量均匀，防止齿轮翘曲变
形。
⑤保压时间：随齿轮厚度增加而增加，一般从几秒到几分钟不等。
⑥成品热处理：一般在130℃的恒温箱中保温4~8小时，以释放应力等。
3.3成型规律的分析
在上述注塑工艺参数中，最主要的参数有三个：模具温度、注塑压力和保压时间。
这三个参数对塑料齿轮成型的收缩率具有重要影响，如图所示的参数与成型收缩率的关系曲线图
标准
结论：
文案。