塑料齿轮的设计和制造介绍
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。
塑料齿轮的设计和制造介绍
塑料齿轮的设计和制造介绍一塑胶齿轮优缺点和应用相对金属齿轮，塑料齿轮具有质量轻、工作噪音小、耐磨损、无须润滑、可以成型较复杂的形状、大批量生产成本低等优点。
但由于塑料本身具有收缩、吸水，相对金属强度也比较弱，对工作环境要求高，对温度较敏感等特性。
因而，塑料齿轮同时就有精度低、寿命短、使用环境要求高等缺点。
随着新材料的应用及制造技术的发展，塑料齿轮的精度越来越高，寿命也越来越长，并广泛应用于仪器、仪表、玩具、汽车、打印机等行业。
二塑料齿轮的模具制造方法由于塑料制品成型收缩，因此阴模尺寸要较制品尺寸大。
见附图：因而标准的齿轮制品意味着不标准的阴模尺寸。
这就对阴模的制造提出了严格的要求。
以下是常用的两种阴模制造方法1.先制作一母齿轮，然后通过铸造、电火花加工、电铸等方法制作母齿轮。
如：涡轮、涡杆、锥齿轮。
2.不需母齿轮，直接线切割制作阴模。
常用于正齿轮，斜齿轮。
2.1母齿轮的制作方法前面所提，母模要比制品大，因此标准制品齿轮就必须由特殊母齿轮制作特殊的阴模。
特殊的母齿轮就需特殊的切齿刀来加工。
通常方法：（1）特殊模数的切齿刀具（2）加上成型收缩率的余量用特殊压力角的切齿道具（3）加上成型收缩率的余量用标准切齿刀具（4）不需添加余量用标准切齿刀具以下是各种方法的详细介绍（1）特殊模数的切齿刀具制作一个特殊模数的切齿刀具，其压力角为标准压力角。
在制作这个切齿刀具时必须考虑到成型收缩率以及后面要讲到的阴模制作法所规定的修正值，然后用这个特殊刀具来加工母齿轮。
假设要制作下面的成型齿轮时Z=30 m=1 d=m*Z=30mm 假设成型收缩率与根据阴模制作法所得到的修正值之和为2％。
则要求母齿轮的各参数为 Z=30 m=1.02 d=m*z=30.6mm 根据这个方法制作出来的齿轮能得到比较正确的齿形。
但时间长，成本较高。
(2)加上成型收缩率的余量用特殊压力角的切齿道具加上成型收缩率的余量用标准的切齿刀具来制作母齿轮时会造成齿形的偏移，用节点上的压力角的变化来表示的话如下公式所示。
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。
塑料齿轮设计要点
塑料齿轮设计要点在工程设计中，塑料齿轮是一种常见的传动元件。
由于其优异的耐磨性、耐腐蚀性和重量轻等特点，越来越多的工程师选择使用塑料齿轮。
但是，塑料齿轮设计也有其独特的要点。
本文将介绍塑料齿轮设计的关键要素。
传动功率传动功率是塑料齿轮设计的最基本参数。
塑料齿轮的额定传动功率取决于其尺寸、强度、转速和材料强度。
传动功率的计算方法可以参考国际标准ISO 6336-1。
在塑料齿轮的选择过程中，传动功率是最常见的设计指标。
如果超出额定传动功率，塑料齿轮将会受到额外的应力，从而缩短其使用寿命。
噪声和振动与金属齿轮相比，塑料齿轮更容易产生噪声和振动。
这是因为塑料齿轮的弹性模量较小，刚性较差。
为了降低噪声和振动，可以通过以下措施来设计塑料齿轮：•减小齿距，使齿数增加•增加齿轮模数•适当增大齿轮幅角•增加齿面宽度和齿根强化这些措施可以提高塑料齿轮的刚度和强度，减少噪声和振动。
齿轮头数和压力角塑料齿轮的头数和压力角是设计中的关键参数。
在设计塑料齿轮时，常用的头数为20和25。
对于塑料齿轮来说，小头数的齿轮受到的影响更大，更容易磨损。
因此，在选择齿轮头数时，应尽可能选择较大的数字。
压力角决定了齿轮齿形的角度，一般常用的压力角有20度、14.5度和25度。
在塑料齿轮设计中，常用的压力角是20度。
使用20度压力角的齿轮可以更容易地制造，且更具耐磨性能。
材料选择不同种类的塑料齿轮材料具有不同的性能，以满足不同的工程应用需求。
在塑料齿轮的材料选择时，需要考虑以下因素：•强度和硬度：齿轮材料必须具有足够的强度和硬度以承受所需的传动功率。
•耐磨性：齿轮材料必须耐磨且不会在使用过程中产生抛光。
•耐腐蚀性：齿轮材料必须耐腐蚀和耐化学溶液，以保证其长期使用寿命。
•低摩擦：齿轮材料必须具有低摩擦系数，以确保整个传动系统高效运转。
常见的塑料齿轮材料有聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、尼龙（PA）等。
每种材料的性能和适用范围不同，在选择时应根据具体情况做出决策。
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。
塑料齿轮注塑模具设计概述
塑料齿轮注塑模具设计概述摘要：塑料齿轮注塑模具是一种生产塑料齿轮的工艺，主要用于大批量生产小型齿轮。
在设计过程中，需要进行模具初步设计、注塑模具设计和模具制造与调试等阶段。
在模具初步设计阶段，需确定所需齿轮类型、选定合适的塑料材料、设计齿轮几何参数，并确定尺寸和容差要求。
在注塑模具设计阶段，需设计模具构造图纸、排胶系统、进料系统、冷却和加热系统、定位方式和矫正机构，以及开模方向和分型线位置。
在模具制造与调试阶段，需要形成三维模型并加工模具模板和零件，进行总拼和试模，并进行调试。
最后，在模具使用和保养阶段，需要进行设备维护、清洁和检查以确保其有效性。
此外，在整个设计过程中，还需要考虑到模具的可制造性和成本控制等方面。
关键词：塑料齿轮；注塑模具；设计一、引言塑料齿轮是一种广泛用于机械设备和器具中的零件。
齿轮的几何参数和尺寸精度非常重要，因为它们直接影响到齿轮和机械系统的性能和可靠性。
注塑成型技术是一种快速、高效地生产齿轮的方法，而塑料齿轮注塑模具则是实现该过程的主要工具。
设计和制造高质量的塑料齿轮注塑模具是一个复杂且时间和资金密集型的过程，需要对塑料加工、模具设计和机械制造等领域都有深入了解。
提供关于塑料齿轮注塑模具设计和制造的概述，介绍其基本流程、关键步骤和注意事项等。
我们将讨论模具设计的初步阶段，包括齿轮类型的确定、塑料材料选择、齿轮几何参数的设计和尺寸要求的确定。
探究注塑模具设计的各个方面，如构造图纸的设计、排胶系统、进料系统、冷却和加热系统、定位方式和矫正机构等，以及模具制造和调试的相关内容。
介绍模具使用和保养的注意事项，以确保其在使用过程中的有效性和延长寿命。
希望本文能为相关领域的从业者提供参考并有所启发。
二、模具初步设计模具初步设计是进行塑料齿轮注塑模具设计的第一阶段。
此阶段需要进行市场调研和设计规划，并确定所需生产齿轮类型、选定合适的塑料材料、设计齿轮几何参数，并确定尺寸和容差要求。
（一）齿轮类型及塑料材料的选择根据实际需求和市场调研，确定所需的齿轮类型。
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。
塑料齿轮加工工艺及材料解析
塑料齿轮加工工艺及材料解析塑料齿轮在过去的50年里经历了从新型材料到重要的工业材料的一个变化历程。
今天它们已经深入到许多不同的应用领域中，如汽车、手表、缝纫机、结构控制设施和导弹等，起到传递扭矩和运动形式的作用。
一、塑料齿轮的加工工艺(1)使用专业的仪器设备。
精密齿轮的生产也需要使用专业的检测设备，如用来控制齿轮质量的双齿侧面的滚动检测器、评估齿轮齿面以及其它特征的电脑控制检测器。
(2)温度环境控制。
由于齿轮的尺寸容易受季节性温度变换的影响，甚至打开门让一个叉车通过引起的温度波动都能影响齿轮的尺寸精度，因此模塑商需要严格控制成型区的环境条件。
(3)稳定的动力供给。
可控制聚合物温度和湿度的适宜干燥设备，配有恒定的气流的冷却单元。
有些场合使用自动化技术，通过一个反复的动作，将齿轮从成型的位置移开并放置在传送单元上，达到冷却方式的一致。
二、材料分析（1）乙缩醛.作为一个重要的齿轮制造材料广泛应用于汽车、器具、办公设备等领域，已有40多年的历史。
它的尺寸稳定性能和高耐疲劳和抗化学性可承受温度高达90℃以上。
和金属以及其它塑料材料相比，它具有优异的润滑性能。
(2)P B T聚酯.与乙缩醛、其它类型塑料以及金属材料的产品比较，它运行良好，经常用于齿轮的结构中。
(3)聚酰胺材料，与其它的塑料材料和金属材料比较，具有韧性好和经久耐用的性质，常用于涡轮传动设计和齿轮框架等应用领域但是聚酰胺具有吸湿或润滑剂而造成尺寸变化的特征，使得它们不适合用于精密齿轮领域。
(4)聚苯硫醚（P P S）.的高硬度、尺寸稳定性、耐疲劳和耐化学性能的温度可达到200℃。
它的应用正深入到工作条件要求苛刻的应用领域、汽车业以及其它终端用途等。
(5)液晶聚合物(L C P).它可以忍受高达220℃的温度，具有高抗化学性能和低成型收缩变化。
使用该材料已经做出齿厚约0.066m m的成型齿轮，相当于人头发直径的2/3大小。
塑料齿轮的加工方法
塑料齿轮的加工方法塑料齿轮是一种常见的传动装置，广泛应用于机械、汽车、电子、电力等行业。
与金属齿轮相比，塑料齿轮具有重量轻、噪音小、不需要润滑等优点，因此在一些特定的场合中更加受到青睐。
下面将介绍塑料齿轮的加工方法。
第一步：设计与模具制造首先，需要根据使用要求和传动系统的工作条件，进行齿轮的设计。
设计需要考虑到齿轮的参数，如齿数、模数、压力角等，以及齿轮的连接方式、装配方式等。
设计完成后，根据设计图纸制造模具。
模具是塑料齿轮加工的关键，好的模具能够保证齿轮的精度和质量。
第二步：原料选用与预处理选择合适的塑料原料对于制作优质的塑料齿轮至关重要。
常用的塑料原料有尼龙、聚乙烯、聚丙烯等。
这些材料具有良好的机械性能和化学性能，在齿轮制造中应用广泛。
在加工前，需要对原料进行预处理，如干燥处理和配料搅拌，以确保原料的质量和均匀性。
第三步：注塑成型1.将预处理过的塑料颗粒装入注塑机的料斗中，通过加热和螺杆推动将塑料加热融化。
2.将熔融状态的塑料通过喷嘴注入模具腔型中，注射速度需控制适当，避免气泡和过高的注射压力。
3.冷却过程是关键，注塑机会通过冷却介质对模具进行冷却，加速塑料的固化过程。
冷却时间需根据塑料的种类和厚度确定。
4.当塑料冷却固化后，将模具打开，取出齿轮成品。
注塑成型是一种高效、精度高的加工方法，能够生产出形状复杂、精度要求高的塑料齿轮。
第四步：后续处理齿轮的后续处理包括修整、除毛刺和热处理等。
修整是为了去除齿轮表面的毛刺和瑕疵，使其表面光滑。
对于精密齿轮，还需要进行热处理，通过控制温度和时间来调整齿轮的硬度和耐磨性。
总结：塑料齿轮的加工方法主要包括设计与模具制造、原料选用与预处理、注塑成型和后续处理。
其中，模具的制造是加工过程中的关键，好的模具可以保证齿轮的精度和质量。
注塑成型是一种高效、精度高的加工方法，能够快速制造形状复杂的塑料齿轮。
后续处理则是为了进一步提高齿轮的表面质量和机械性能。
通过采用合适的加工方法和技术，可以制造出质量可靠、性能优越的塑料齿轮。
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齿料齿轮多应用于小功率精密传动系统中，其传递的力矩相对较 小，结构非常紧凑。鉴于常用塑胶齿轮多为渐开线小模数（m<1）圆柱 塑料齿轮，故本文以渐开线小模数齿轮为研究对象，主要从几何参数的 选择、齿轮结构设计和力学校核三方面介绍塑料齿轮副的参数设计的基 本方法。 4.1 齿轮参数设计 4 .11 模数
将母模放入电解液中，使金属成积到母模上至所需要厚度。母模的 精度将决定电铸模的精度，电铸加工一般时间比较长。沉积离子一般为 镍离子。具体选择哪种方法，取决于制品精度，模具成本和加工时间。 按精度等级分：铸造<电火花<线切割<电铸 2.3 水口的选择和型腔数量的确定
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Z=30 m=1d=m*Z=30mm假设成型收缩率与根据阴模制作法所得到的修 正值之和为 2％。则要求母齿轮的各参数为 Z=30m=1.02d=m*z=30.6mm 根据这个方法制作出来的齿轮能得到比较正确的齿形 。但时间长，成 本较高。 (2) 加上成型收缩率的余量用特殊压力角的切齿道具
加上成型收缩率的余量用标准的切齿刀具来制作母齿轮时会造成齿形 的偏移，用节点上的压力角的变化来表示的话如下公式所示。
传动质量指标只要包括重和度和滑动率。在塑料齿轮副设计时，由 于塑料是一种弹性体材料，它组合了固体的弹性和液体的黏性特征，在 承载运动时，齿型变形受加载方式、温度、湿度的影响较大，故而，推 荐重合度适当取大一些，而滑动率数值比较接近即可。 4.18 轮公差选取原则
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计亦会影响制品精度。
齿轮参数
单一齿距误差 相临齿距误差 累积齿距误差 法向齿距误差 齿形误差
M=0.5,Z=40,B=3mm，a=20˚
j
表 1－2 PA66 直齿圆柱齿轮注塑成型精度
齿轮参数
阴模制作 单一齿距
相临齿 累积齿距 法向齿距 齿形误差
M=0.5,Z=40,B=3mm，a=20˚
同上 同上
渐开线齿轮传动的可分性是变位的理论依据。齿轮变位主要考虑四个 因素：1.改善齿根强度，2.是调整装配中心距，3.是利于修正齿形干涉 4. 调整滑动虑实之接近或想等。另变位系数的选择时要考虑与模数相结 合，防止因变位系数过大导致齿形变形过大。一般来说变位系数的选取。 范围是：、-m/2～m/2 。原则是：小齿轮选正变位系数，大齿轮选负变位 系数，两者之和最好位正。 4.15 齿顶高系数 在塑料齿轮设计时，齿顶高系数可以根据使用状况选择长齿制（ha>1）， 正常齿制（ha=1）和短齿制（ha<1）。长齿制利于提高齿轮副的重合度， 降低噪音，提高承载能力；短齿制则重在提高齿根的弯曲强度。 4.16 顶隙系数
前面所提，母模要比制品大，因此标准制品齿轮就必须由特殊母齿
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轮制作特殊的阴模。特殊的母齿轮就需特殊的切齿刀来加工。 通常方法： （1）特殊模数的切齿刀具 （2）加上成型收缩率的余量用特殊压力角的切齿道具 （3）加上成型收缩率的余量用标准切齿刀具 （4）不需添加余量用标准切齿刀具 以下是各种方法的详细介绍 （1）特殊模数的切齿刀具 制作一个特殊模数的切齿刀具，其压力角为标准压力角。在制作这个切 齿刀具时必须考虑到成型收缩率以及后面要讲到的阴模制作法所规定 的修正值，然后用这个特殊刀具来加工母齿轮。 假设要制作下面的成型齿轮时
误差
*JIS5 JIS2 JIS2
*JIS8 JIS5 JIS3
注：
*记号误差大是受压力角误差的影响
A：加上成型收缩率的余量，用压力角为 14.5˚ 的标准刀具制作母齿轮，
然后采用电火花加工法来制作阴模。 B：将成型收缩率估计在内的特殊模数刀具来制作母齿轮，然后采用电
火花加工法来制作阴模。 C：采用线切割法制作阴模。 D：用将成型收缩率及铍铜的成型收缩率估计在内的特殊模数工具刀制
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塑料齿轮的设计和制造介绍
一 塑胶齿轮优缺点和应用 相对金属齿轮，塑料齿轮具有质量轻、工作噪音小、耐磨损、无须
润滑、可以成型较复杂的形状、大批量生产成本低等优点。但由于塑料 本身具有收缩、吸水，相对金属强度也比较弱，对工作环境要求高，对 温度较敏感等特性。因而，塑料齿轮同时就有精度低、寿命短、使用环 境要求高等缺点。随着新材料的应用及制造技术的发展，塑料齿轮的精 度越来越高，寿命也越来越长，并广泛应用于仪器、仪表、玩具、汽车、 打印机等行业。 二 塑料齿轮的模具制造方法
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现有一个压力角为 20 度的制品齿轮，成型收缩率和所要的切齿刀具的
压力角之间的关系如下：
成型收缩率 1％ 2% 3% 4%
切齿刀具的压力角 a1=18.34 a1=16.49 a1=14.36 a1=11.81
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利。因此，压力角的选择不能任意扩大和降低。在国家标准中一般规定 a=20˚在塑料齿轮设计时，推荐使用 a=20˚另外，可以根据实际应用情况 选择其它压力角值，一般为增大重合度较低噪音客选择小的压力角 ， 为提高承载能力提高轮齿强度客选用大的压力角。 4.14 变位系数
目前，国内对塑料齿轮精度还没有成文的标准可以参考。在设计过
程中，对齿轮公差（不含齿形检测公差）的选择多以经验为主。下面我
们以表格的形式给出齿轮常用公差的选取原则，如表 1 所示。
表 1 塑料齿轮公差选取原则
尺寸名称
公差选取原则
示例
齿顶圆直径 以负偏差为主，即上偏差为 0，下偏差为负值 Da0/-0.05
齿顶圆跳动 一般取 0.05mm
公法线长度 以负偏差为主，即上偏差为 0，下偏差为负值。 Wk+0/-0.05
中心距
以正偏差为主，即上偏差为正值，负偏差为 0。 a0+0.05/0
注：（1）表中 1~3 的尺寸公差可参考 JIS 等相关的齿形精度标准；
模数是轮齿抗弯曲能力的重要标志，塑料齿轮模数的选择同样需要 考虑强度因素。由于塑料齿轮多用于小功率精密传动系统中，故而可以 采用“结构定模数”的指导思想选择模数。模数的选择可以采用一下以 下公式计算： m=2a／(z1+z2)
m 为模数，单位为 mm; a 为设计中心距，单位为 mm; z1,z2 为啮合齿 轮副的齿轮齿数齿数。 4.12 齿数
由于塑料制品成型收缩，因此阴模尺寸要较制品尺寸大。见附图：
因而标准的齿轮制品意味着不标准的阴模尺寸。这就对阴模的制造提出 了严格的要求。以下是常用的两种阴模制造方法 1.先制作一母齿轮，然后通过铸造、电火花加工、电铸等方法制作母齿 轮。如：涡轮、涡杆、锥齿轮。 2.不需母齿轮，直接线切割制作阴模。常用于正齿轮，斜齿轮。 2.1 母齿轮的制作方法
（3）加上、成型收缩率的余量用标准切齿刀具
加上一个相当于成型收缩率的余量 用与成型齿轮相同的模数、压
力角的标准切齿刀具制作母齿轮，这时制作出的母齿轮其压力角常常比
标准的大。但是由于使用的是标准工具，与（1）、（2）相比在交货期及
成本方面比较有利。如不存在压力角的偏移问题时，这个方法比较简单
常常被采用。除周节误差、压力角误差外，其它方面与（1）、（2）等方
水口的位置和数量直接影响到制品的精度和同心度。一般来说 采 用多针点式水口，3－6 个平均分布在同一圆周上。齿轮外俓越大相对取 量越多。直径小于 8mm 的也会选单一水口。收口的大小与制品的厚度
有关，尽可能采用大些的点水口。另，中心针的固定和分度圆的同心度 也是相当重要的。型腔数量取决于制品的精度要求。最多不能超过 4 穴， 每增加一穴，精度减少 5％。另外，模具材料的选择和水路及排气的设
顶隙的主要作用是利于滑动油的流动，并避免两齿之间的碰撞。在 金属小模数齿轮设计中规定顶隙系数为 c=0.25。由于塑料齿轮多工作在 无润滑的环境中，而且某些齿轮具有自润滑性能，故顶隙的选择根据实 际情况进行选择，推荐顶隙系数的选择范围是：c=0.1~0.35 . 大模数选 择小顶隙系数。小模数选择大顶隙系数。 4.17 传动质量指标验证
M=1,Z=40,B=10mm,a=20˚ M=1.5,z=40,b=7mm,a=20˚ M=2.5,Z=20,B=10mm,a=20˚
方法 误差
A
JIS2BBiblioteka JIS2CJIS3
D
JIS3-4
E
JIS4
D
JIS5
距误差
JIS3 JIS4 JIS4 JIS4-5 JIS5 JIS6
误差
JIS3 JIS4 JIS3 JIS4-5 JIS3 JIS4
模塑法加工塑料齿轮，不存在刀具和齿轮的成型加工运动，因此也 就不会产生金属齿轮加工中的“根切”现象。在保证齿轮啮和轮不发生 啮和干涉的前提下，若仅考虑满足连续传动的条件，则对标准圆柱塑料 齿轮（a=20 度，ha=1）的最少齿数可以取到 3 . 4.13 压力角
压力角是作用线与节线相交所成的锐角，它放应了齿轮副的压力作 用方向。压力角可取 20˚、14.5˚、15˚、17.5˚、22.5˚、25˚、和 30˚等。需 要指出是增大压力角对减小齿轮最少齿数有利。但减小传动中的公差不
（2）电火花加工
以母齿轮做电极用电火花加工法来制作阴模时，母齿轮制作除了要考
虑制品收缩性，还要把放电间隙考虑进去。一般要进行粗放电加工和细