精密模具模制塑料齿轮的设计

塑料齿轮及其传动系统的设计方法不同于金属齿轮传动。塑料齿轮传动可以通过不同的方法进行优化，对检验和测试的要求也不同。下面超骏小编介绍塑料齿轮及其传动系统的设计。

通常金属齿轮是按照基本齿条原理的切削工艺来设计的，塑料齿轮的设计者也有很多采用类似的方法。金属齿轮定义的节圆描述了齿轮与其刀具之间的安装间隔，齿尖修形是指刀具的附加装配和调整特性，从而加工出所需的齿形。齿轮的全切深度实际上是指刀具进入齿轮毛坯的多少。然而，塑料齿轮并不需要这些概念，它们经常引起混淆和误解。

基本齿条法最大的优点是切齿可以任意搭配，塑料齿轮通常是为批量应用而设计的。它的设计应该使齿轮副装置尽可能坚固牢固，而不是使齿轮适应一定的应用范围。下面列出的途径和方法是实现特定传动要求和最大化及优化齿轮功能的设计方法。

目前几乎所有的直齿塑料齿轮都是成型的，其型腔都是用线切割加工的。设计师可以设计出完全理想化的数字齿轮，然后通过线切割加工成实体齿轮。

渐开线齿轮传动本质上相当于交叉带传动。这些齿使用相同的传动路径来产生相同的旋转效果。主动轮通过传动路径推动从动轮，该路径通过穿过节点的皮带从一个基圆轮移动到另一个基圆轮。交叉带传动的许多参数与齿轮传动完全一致，如基圆、节圆、压力角、基圆切线长度等。

通过运动几何学和渐开线原理，可以根据所需齿轮副的减速比相对确定基轮的尺寸。在这个阶段，调整尺寸并不重要，因为齿轮最终可以达到要求的尺寸。然后选择一个基圆的齿厚，在一个齿轮上画出渐开线齿廓和与齿轮的间隔，确定其工作压力角。齿轮的外径可以忽略不计。至此，档位已经确定，其他部分可以自行开发。结构齿轮的一部分沿着其配对齿轮的节圆旋转，以形成配对齿轮的齿廓。齿的顶部被切掉一个光径，第二个齿轮沿着第一个齿轮的节圆旋转，形成齿根部分。这是根据最大物质条件设计的齿轮。考虑到偏心和成型公差，轮齿应减薄或稍向外拉以有足够的间隙，齿轮外径公差小于最大实体以避免干涉。

这种自展成构建技术使设计者能够在塑料齿轮啮合时最大限度地发挥它们的作用和性能。可以使齿更长以增加啮合工作面积，或者可以增加齿厚以增加齿的强度。仍然需要注意传统齿轮涉及的重合度和齿轮强度问题。

这种设计方法的另一个优点是，CAD绘制的几何图形可用来与模制齿轮进行比较——采用光学方法或扫描式坐标丈量机进行对比丈量。

塑料齿轮制造的下一个关键步骤是模具设计。在这个阶段，需要对塑料齿轮的几何形状的收缩率进行估算，否则，很多通过检验的齿轮将不能正常工作或根本不能工作。

塑料齿轮的收缩很复杂，大致可以分为宏观和局部两个方面。基本齿轮和简单对称齿轮的收缩量基本相同，包括齿轮外径、齿根圆直径、基圆和节圆。单个齿轮齿的局部收缩完全不同，齿厚等参数几乎不收缩。在某些情况下，它可能会因局部作用而膨胀，特别是在中空的结晶材料中（如尼龙和乙缩醛）。