塑料齿轮材料:
聚甲醛(POM)作为一种齿轮、‘的热塑性工程塑料,已有40多年的历史。由于聚甲醛吸湿性特小,可保证齿轮长时间的尺寸稳定性和在较宽广温度范围内的、耐腐蚀等优良特性和自润性能,一直是塑料齿轮中的工程塑料。
尼龙(PA66和PA46等)具有良好的坚韧性和耐用度等优点,是另一种齿轮常用工程塑料。但尼龙具有较强的吸湿性,会引起了塑件性能和尺寸发生变化。囚此,尼龙不适合精密传动用齿轮。
聚碳酸酯(PC)具有优良的抗冲击和耐候性、硬度高、收缩率小和尺寸稳定等优点。但聚碳酸醋的自润性能、耐化学性能和耐疲劳性能较差。这种材料无色透明,易于着色,塑件美观,在仪器仪表精密齿轮传动和工艺装饰品中,仍多有应用。
聚对二酞对二胺(PPA)具有高热变形稳定性,可以在较高、较宽的温度范围内和高湿度环境中,保持其优越的机械强度、硬度、耐疲劳性及抗蠕变性能。可以在某些PA6,PA“齿轮所无法承受的高温、高湿等条件下,仍拥有正常工作的能力。
与金属成型相比,塑料成型固有的设计自由度保证了更***的齿轮制造。可以用塑料成型内齿轮、齿轮组、蜗轮等产品,而这很难以一个合理的价格使用金属材料来成型。塑料齿轮应用领域比金属齿轮宽,因此它们推动了齿轮朝着承受更高负荷、传送更大动力的方向发展。塑料齿轮同时也是一种满足低静音运行要求的重要材料,这就要求有高精度、新型齿形和润滑性或柔韧性优异的材料出现。
塑料齿轮一般不需要二次加工,所以相对于冲压件和机造件金属齿轮,在成本上保证了50%到90%水平的降低。塑料齿轮比金属齿轮轻、惰性好,可用在金属齿轮易腐蚀、退化的环境中,例如水表和化学设备的控制。
齿轮制造工艺的发展很大程度上表现在精度等级与生产效率的提高。自七十年代以来各种齿轮的制造精度,普遍提高一级左右,有的甚至2~3级。一般低速齿轮精度由过去的8~9级提高到7~8级。机床齿轮由6~8级提高到4~6级.轧机齿轮由7~8级提高到5~6级。对于模数不大的中小规格齿轮,由于高性能滚齿机的开发,加上刀具材料的改善,滚齿效率有了显著提高。采用多头滚刀,可达到的切削速度为90m/s。如用超硬滚刀加工模数3左右的调质钢齿轮,切削过度可达200m/s,提高插齿效率,要受到插齿机刀具往复运动机构的限制。近在开发采用刀具卸载,使用静承,增强刀架与立柱刚性等新结构后,效率有明显提高。新型插齿机的冲程数可达到2000次/分。齿轮用钢的发展趋势;一是含Cr,Ni,Mo的低合金钢;二是硼钢;三是碳氮共渗用钢;四是易切削钢。由于我国缺乏Ni、Cr,常用20CrMnTi渗碳钢或用含硼加稀土钢。重型机械常用18CrMnNiMo渗碳钢或中碳合金钢。机床行业食用40Cr,38CrMoAl等钢以及高速齿轮用25Cr2MoV钢进行氮化。
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