关于渐开线塑料齿轮设计制造方法的讨论

mrmrw

目前塑齿的强度计算基本上是参考的金属齿轮的强度校核方法。但是两种材料差异很大，塑料属于高分子材料，是粘弹性体，这与金属的差异很大。从可查的资料看，美国UTS公司开发的塑齿模块具有可以进行塑齿的强度校核，但是还没有见到具体的算法，正在研究中，搞清楚后会发出给大家看看。
另外，宝理公司有一个塑齿设计精要一文对塑齿强度校核做了一个论述，我试验了几次，对于模数大于0.5以上的POM料塑齿做强度还算是差强人意，但是很多参数属于经验型的多，而且理论与金属齿轮的如出一辙，对塑料这种粘弹性材料的提到的不多。希望有高手出来指点一下迷津了！

yinlongfeng

很经典的帖子，加收缠。

mrmrw

最近看到很多帖子都是用方程在软件中绘制齿形，所以自己也手工绘制曲线然后画了一个10个齿的齿形
和专家系统对比了一下，精度还不错的
给大家贴出来看看
这对于没有专业软件工具又想自己绘制齿形的人还是一种选择，绘制起来也不复杂，只要在一个坐标系下建立方程：
（1）渐开线方程
（2）过渡曲线方程
二者连接一下就行了！
贴个图看看（黑色的图）
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另外，用MathCAD建立方程后，用MathCAD做了一个齿的齿形，发现过渡曲线部分是对的，但是过渡曲线应该是延伸渐开线，其一侧带有尖角，虽然不影响齿形，暂时未搞清楚为什么，感兴趣的同仁分析一下！
（白色的图）
红色为过渡曲线
蓝黑色为渐开线

poxiangzi

最近看到很多帖子都是用方程在软件中绘制齿形，所以自己也手工绘制曲线然后画了一个10个齿的齿形
和专家系统对比了一下，精度还不错的
给大家贴出来看看
这对于没有专业软件工具又想自己绘制齿形的人还是一种选择 ...
mrmrw 发表于 2009-6-18 10:09

                               
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版主说手工绘制是怎么做的？能不能说说，谢谢。

齿轮cad07

好，很好啊，很多资料可用，谢谢!

dynamic0668

看了前面两页，受益非浅。先顶一下再说.后面的再慢慢看

mrmrw

最近一直都为塑齿的精度问题所困惑。原因有：
（1）很多客户认为齿轮的精度高就是好东西，不管怎么样，就一个条件：能做到设计的精度吗？
（2）塑齿多为小模数齿轮，量产是注塑，要求稳定，所以多采用双啮检验，而且多是日本齿协的那个老标准JGMA 116-02：1983.有些企业宣传说自己可以做到JGMA 0级的塑齿。这直接就导致了很多客户直接问：你能做到0级齿轮吗？好像做不到就不用接单了，你的水平就很差了。
苦恼啊~~
有道是：成也萧何败萧何，齿轮精度称为一个硬性的指标，也成了衡量一个企业甚至是齿轮工程师重要水平的标志。
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为了配合公司的发展战略，最近一直在搞试验，想通过试验来验证公司的塑齿精度制造水平，同时也为高精塑齿制造工艺提供一个参考的方法。
塑齿重注塑，注塑工艺是决定塑齿精度的重要一环。因此，优化注塑工艺参数就成为重中之重。注塑工艺参数优化的方法很多，但是操作起来很多方法多是实验室或者是理论研究才有价值，实际操作根本难以实现。
还好，看了一些关于《实验设计》的统计学图书和资料，采用正交试验（田口方法）来优化注塑工艺参数应该是一种可行的方法。
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希望有做过塑齿精度与注塑工艺正交试验的高手出来指点一下。我后面将陆续发出一些关于该试验的一些信息。

mrmrw

JIS B 1702-3：2008塑料注塑齿轮精度标准是日本工业标准，该标准基本上是根据ISO 1328九十年代国际齿轮精度标准而制定的。但是这两个标准也有一定的差异，主要有几点：
（1）d/m/b三个基本参数的划分范围不同，JIS标准考虑到塑料注塑齿轮基本上属于小模数，故而模数范围减小了，但是比ISO标准的分段向前延伸了。
（2）ISO 1328-1：1995标准中模数分段是规定的端面模数mt分段，而JISB是采用的法向模数分段；
（3）ISO 1328-1：1995精度指标是1-12共12个等级，ISO 1328-2：1997规定除了Fr依然采用1-12个等级外，双啮指标F"i和f"i都是采用4-12共9个等级。而JISB则统一规定精度等级都是从4~12共9个等级，为4级以上的塑齿精度留出了发展空间。
（4）精度数值计算的圆整规则不同。ISO 1328的精度计算数值圆整规则比较复杂，考虑了圆整位数和圆整位数值的取值方式。JISB则简单的多，直接采用四舍五入方式圆整。
（5）精度项目差异：ISO有14个精度项目，分别是：fpt，Fpk，Fp，Fα，Fβ， f'i ，F'i ，ffα ，fHα ，ffβ ，fHβ，f"i，F"i，Fr，另外加上 f'i /k为中间计算项目，共计15个。
                           JISB也有14个项目，分别是：fpt，Fp，Fα，Fβ， f'i ，F'i ，ffα ，fHα ，ffβ ，fHβ，f"i，F"i，Fr，Fra，中间计算项目Fpk和 f'i /k不作为标准项目，增加了Fra项目。
                           对于Fra项目，主要是考虑注塑齿轮的齿顶圆虽非工作部分，但是考虑到成型收缩，能在一定程度上反映齿轮的径向跳动公差。这个项目也是实践中经常采用的一种简易测量齿轮
                           齿顶跳动的一个项目。
（6）JISB考虑了注塑成型后塑料材料的后收缩问题，故而对测试环境提出了规定：JIS K 7100标准规定的标准环境：23℃，50%湿度。对于塑齿产品根据产品壁厚，提出了自然冷却时间的最小时限。但是在实际中，塑齿后收缩要延续48h，最好是在自然条件下自然冷却。
（7）双啮测试力问题：ISO 1328-2：1997标准对于双啮指标测试力没有明确的规定。但是JISB则对POM和PA料塑齿提出了测试力数值。这是基于塑齿双啮测试时，不同的测试力将对测试精度有较大的影响。因此，塑齿采用双啮评定精度等级应考虑测试力的大小问题。
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根据这个标准做了一个精度计算程序，但是还在验证计算结果与数表数值的一致性。不知道是不是像ISO 1328标准一样，数表的数值和公式计算的数值个别数值不一致。
先贴个程序图了。

mrmrw

在网上搜到的一片日文的资料
介绍的是塑齿和金齿的一些设计方法
似乎还有一个软件
发出来给大家看看
这个资料还不错，就是日文的有难难看懂

mrmrw

公差与配合软件发布
在搞塑齿减速器设计时，很多公差可以参考公差与配合数据表。当然，现在对塑料件的公差也有国家标准。
为了方便查询公差与配合，参考《机械设计手册》（电子版）的程序做了一个小软件。
现在发出来，供大家参考！