2.塑胶齿轮的传动,需要更关注齿轮的侧隙设计
前面我们已经提到过,塑料齿轮和金属齿轮有较大的不同,那么具体不同在哪里呢?
*强度不同:目前绝大部分工程塑料,强度也比不了最常见的S45C或者是粉末冶金FN-0205之类。
*刚性不同:目前最强的塑料,刚性也比不了最常见的铝制材质或者是铸铁材质;
*吸水性不同:塑料都会吸水,或多或少而已,所以需要计算吸水性对尺寸的影响;
*线性膨胀系数不同:多数齿轮材料的线性膨胀系数远高于金属(包括铝),因此需要计算温度对尺寸的影响;
*齿轮箱的材质不同:多数塑料齿轮都配的是塑料齿轮箱,塑料齿轮箱中心距的波动也必须计算在内;
*精度不同:塑料齿轮的精度相较于金属齿轮较低,塑料齿轮的的公法线及跳动的波动,也需要计算在内。
因此,塑料齿轮和金属齿轮的侧隙设计,是不同的。
3.塑料齿轮的两壁交汇处应避免出现尖角
当塑胶齿轮的两壁交汇成一个内角时,就会出现应力集中和塑胶熔体流动不畅等现象。当将此处型腔两成型面交汇处做成倒圆时,即可改善塑胶熔体流动的途径,又可使塑胶齿轮获得比较均匀的壁厚,还可规避应力集中。通常内角倒圆的半径为壁厚的25~75%。但需要注意的是,较大的倒圆半径会使塑胶齿轮倒圆处的半径变大。当内角处确定了一个半径,我们就可以确定一个外角的半径。如图2,塑胶齿轮的内角倒圆半径为壁厚的50%,那么外角的倒圆半径可取为150%。
图2
4.塑胶齿轮壁上的加强筋
小维建议齿宽较厚、形状复杂的塑料齿轮,考虑设置加强筋,图3是一个示例,您可以参考一下。
图3
设置加强筋有几个好处:
*增强齿轮的刚性和提高尺寸的稳定性;
*控制注入型腔塑胶熔体的流程;
*减轻齿轮的重量和节省原材料,降低成本。
通常塑胶齿轮的加强筋建议不要超过壁厚的2.5~3倍。尽管较高的凸筋会增强齿轮的刚性,但也可能会给塑胶熔体的填充和排气造成困难。因此,也许您也许可以考虑用两条矮筋来代替一条高筋的设计方案。加强筋的厚度,建议取为齿轮壁厚的50%~75%。加强筋合理的厚度有助于控制加强筋与壁厚结合处的收缩,结合处应有圆角,最小圆角半径可取为壁厚的25%。取较大的圆角半径将会增加接合处的厚度,会在塑件设置加强筋处的另一侧表面形成凹陷。当需要使用多条加强筋时,筋与筋之间的距离不应小于两倍壁厚。因为加强筋之间的间距太小,可能会造成塑件的凸筋处很难冷凝,并产生较大的残余内应力。