【1】对于塑料齿轮,齿顶的跳动公差实际是没有多少用途的。但是由于检测方法简单,在很多工厂还是喜欢用。但是也是用于参考的多。
①测量齿顶的跳动,用百分表检测也不是很准确。
②从一体成型的角度看,如果简单的近似认为注塑是整体均匀收缩的,Fra与Fr应该是一样的,至少是接近的!——这个就是为什么很多人用检测Fra来判断齿轮跳动的一个原因的。但是,实际上,注塑成型的的收缩是不一致的,所以Fra和Fr很多时候并不一致,所以测量Fra只是一个没有更好的检测设备前提下的近似工程方法而已。
③ 基于齿轮2D图纸的绘制国家标准的要求,习惯上还是会标注Fra。但是这个时候一般是可以放大公差,作为参考用就好了。
【2】在JIS B 1702-3:2008 塑料齿轮精度标准中,齿顶Fra的计算公式是 Fra = 0.9Fr。——这个标准实际是将齿顶的Fra严控了,这个在实际使用中意义并不大。
因为Fra不会影响使用,Fr对啮合的影响更大。
从啮合的角度看,齿顶部分是避空的,Fra的数值对啮合是没有影响的! 从成型看,由于外径一般比较大,如果材料比较多,中凹是常见的问题,大小头也是很常见的,但是这些对啮合的影响并不大。
【3】Fra和Fr的设计值,从工艺角度来分析可能做到的数值。
① 对于直齿轮,采用慢走丝线割加工型腔。 这种方式加工的型腔的跳动值基本上是可以控制在0.01mm以内的。——这个时候,Fr和Fra的数值,基本上都是由收缩决定的,尺寸、结构、材料是硬性最大的。大批量生产的Fra和Fr一般都在0.015mm以上的。
② 对于斜齿轮,如果采用电极+放电来加工型腔。一般情况下,电极的加工精度可以控制Fr在0.01mm以内;螺旋放电可以控制在0.015~0.02的样子。最后成型后的Fr或Fra一般在0.025以上。 对于齿轮比较小的,比如在Φ2mm一下 的齿轮,这个Fr或Fra基本上就是和型腔接近了。
③ 对于很多包胶注塑的塑料齿轮,尤其是斜齿轮,考虑嵌件等公差在内,Fr或Fra的公差基本上都是在0.03以上了。
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基于上述工艺分析,结合现在能用的常规工艺方法,要想控制塑料斜齿轮的Fra或者Fr在0.03以下,直齿轮的Fr在0.02mm以下都是非常具有挑战性的!