最常见的塑料齿轮是直齿、圆柱形蜗轮和斜齿轮,几乎所有用金属制造的齿轮都可以用塑料来制造。齿轮常用分瓣模腔来成型。斜齿轮加工时由于注射时必须让齿轮或者形成齿的齿轮环进行旋转,所以要求注意其细节。
蜗轮运行时产生的噪音比直齿小,成型后通过旋出型腔或者用多个滑动机构移出。如果使用滑动机构,必须高精确操作,避免在齿轮上出现明显的分缝线。
新工艺和新树脂
更多的先进的塑料齿轮成型方法正在被开发出来。例如二次注射成型法,通过在轮轴和轮齿之间设计一个弹性体的方法,使齿轮运行起来更安静,在齿轮突然停止运转时,能够较好的吸收振动,避免轮齿损坏。
轮轴可以被重新模塑上其它材料,可以选择柔韧性更好或者价值更高、自润滑效果更好的复合材料。同时研究了气辅法和注射压缩模塑法,作为改善轮齿质量、齿轮整体精度、减小内应力的一种方法。
除了齿轮本身以外,成型人员还需要注意齿轮的设计结构。结构中齿轮轴的位置必须成线性排列才能保证齿轮成一直线运行,即使在负荷和温度改变的情况下,因此结构的尺寸稳定性和精度是非常重要的。考虑到这个因素,应该使用玻纤增强材料或矿物填充的聚合物等材料做成具有一定刚性的齿轮结构。
现在,在精密齿轮制造领域,一系列的工程性热塑性塑料的出现给加工人员提供了比以前更多的选择机会。乙缩醛类、PBT和聚酰胺等最常用的材料,可以生产出优良的耐疲劳、耐磨损、光滑性、耐高切线应力强度性能,能承受诸如往复式马达运转等造成的振动负荷的齿轮设备。
对于结晶性的聚合物必须在足够高的温度下成型,保证材料的充分结晶,否则在使用时由于温度升到成型温度以上,材料发生二次结晶而导致齿轮尺寸变化。
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。
PBT聚酯可制造出非常光滑的表面,不进行填充改性其最大工作温度可达150℃,玻纤增强后的产品工作温度可达170℃。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。