CN105678039B - 一种塑料齿轮的齿形设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于塑料齿轮制造领域,具体涉及一种塑料齿轮的齿形设计方法,包括如下步骤:1)、根据塑料齿轮的图纸要求,编制线切割的二维坐标系;2)、对于正常的渐开线齿形进行数学插补修正;3)、建立全部的线切割程序,并用计算机对数学插补修正后的渐开线齿形进行三维模拟;4)、如果渐开线齿形还未达到设计要求,进一步通过步骤2)进行数学插补修正,直到渐开线齿形达到设计要要求;5)、对正常齿轮送机床上加工执行命令。本发明提高塑料齿轮的制造精度,使塑料齿轮相互啮合时减小相互摩擦力,降低噪音并提高了塑料齿轮的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于塑料齿轮制造领域,具体涉及一种塑料齿轮的齿形设计方法。
背景技术
随着工程塑料广泛应用和模具技术的发展,塑料齿轮被广泛应用于汽车、家电、办公、玩具等诸多领域,由于其优越性表现在原料和加工成本低,在某些场合已逐步替代金属齿轮。
目前塑料斜齿轮模具加工、设计、水平有待提高,传统的塑料齿轮精度水平还在DIN标准Q10级甚至更差,主要是由于以聚甲醛(POM)为主的塑料齿轮在注射成型过程中会出现变形和收缩,如此成型的塑料齿轮配件在使用时会存在使用寿命短,齿轮在工作运行时相互之间摩擦大产生噪音也大等技术问题。
针对上述问题,如何提高塑料齿轮的制造精度,本申请人提供一种塑料齿轮的齿形设计方法,本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种塑料齿轮的齿形设计方法,以提高塑料齿轮的制造精度。
为实现上述目的,本发明具体公开的技术方案为:一种塑料齿轮的齿形设计方法,包括如下步骤:1)、根据塑料齿轮的图纸要求,编制线切割的二维坐标系;2)、对于正常的渐开线齿形进行数学插补修正;3)、建立全部的线切割程序,并用计算机对数学插补修正后的渐开线齿形进行三维模拟;4)、如果渐开线齿形还未达到设计要求,进一步通过步骤2)进行数学插补修正,直到渐开线齿形达到设计要要求;5)、对正常齿轮送机床上加工执行命令。
进一步,所述步骤1)中编制线切割的二维坐标系是通过极坐标方程:
式中:rb—齿轮基因半径 ;αk—渐开线在K点的压力角。
进一步,所述步骤3)具体为:将编制好的单边齿形曲线图,按对称和按齿数进行360度展开,形成整个齿轮加工图形,并将上、下两个齿形面按错位角进行错位,由线切割机床进行模拟加工。
进一步,所述错位角的计算方式为:错位角计算:θ=180Btgβ/πd/z式中:θ—上下面错位角;B—齿轮宽度;β—螺旋角;d—齿轮分度圈直径; Z—齿数。
本发明的有益效果:通过上述方法能够满足收缩后得到标准的渐开线齿形,塑料小模数斜齿轮能够达到的齿形精度,大约是DIN标准Q5~Q6,相对于现有本行业中所能达到的齿形精度DIN标准Q10级,极大地提高了齿形精度,也极大地提高了生产效率。
附图说明
图1为常见的线性收缩齿形;图2为本发明的非线性收缩齿形。
具体实施方式
齿轮模具结构主要分为型腔,浇注口、冷却、加热系统,排气和脱模五大部分,而其中型腔是整个模具设计和制造的难点和关键点。型腔设计主要是指齿圈设计,齿圈是成型塑料齿轮的关键零件,是整个模具的核心,也是齿轮模具设计难度最大的地方,主要体现在渐开线齿形设计和塑料收缩率控制。
对于直齿和小螺旋角斜齿,齿圈一般是采用慢走丝线切割加工,关键是编制精确的线切割加工程序,目前国内行业中多数采用专业齿轮软件绘制齿形,然后送线切割加工,但是对于塑料原料是聚甲醛(POM)并不适用,由于其收缩变形大,注塑成形后齿形变成了非标准的渐开线,原因是聚甲醛不是按正常线性收缩变形的
型腔的收缩调整技术被认为是模具制造行业的核心技术,尤其是齿圈型腔更是一个技术难题,一是塑料收缩难以精确化,在塑料齿轮模具注塑加工成型中,塑料由颗粒状固态原料经高温转变为熔融的胶体,再经冷却后成型固态塑料齿轮产品,这一过程中塑料的收缩率属于某一区间内,难以精确地确定塑料的收缩率数值;其二是渐开线齿形齿轮型腔的非线性收缩控制,齿圈实际上是一个假想的内齿轮,这个假想的内齿轮是一个非标准变位的齿轮在内齿圈的端面上,x与y方向收缩量是不等的,我们称为非线性收缩,
如图2所示,本发发明揭示的是一种塑料齿轮的齿形设计方法(本方法适用于螺旋角小于6°,且齿宽小于10mm的斜齿),包括如下步骤:1)、根据塑料齿轮的图纸要求,编制线切割的二维坐标系;2)、对于正常的渐开线齿形进行数学插补修正;3)、建立全部的线切割程序,并用计算机对数学插补修正后的渐开线齿形进行三维模拟;4)、如果渐开线齿形还未达到设计要求,进一步通过步骤2)进行数学插补修正,直到渐开线齿形达到设计要要求;5)、对正常齿轮送机床上加工执行命令。
所述步骤1)中编制线切割的二维坐标系是通过极坐标方程:
式中:rb—齿轮基因半径 ;αk—渐开线在K点的压力角。
所述步骤3)具体为:将编制好的单边齿形曲线图,按对称和按齿数进行360度展开,形成整个齿轮加工图形,并将上、下两个齿形面按错位角进行错位,由线切割机床进行模拟加工。
所述错位角的计算方式为:错位角计算:θ=180Btgβ/πd/z式中:θ—上下面错位角;B—齿轮宽度;β—螺旋角;d—齿轮分度圈直径; Z—齿数。
本实施例用于解释本发明的发明构思,而非对本发明保护范围的限定,凡对上述实施例做任何非实质性改动,均属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种塑料齿轮的齿形设计方法,其特征在于,包括如下步骤:1)、根据塑料齿轮的图纸要求,编制线切割的二维坐标系;2)、对于正常的渐开线齿形进行数学插补修正;3)、建立全部的线切割程序,并用计算机对数学插补修正后的渐开线齿形进行三维模拟;将编制好的单边齿形曲线图,按对称和按齿数进行360度展开,形成整个齿轮加工图形,并将上、下两个齿形面按错位角进行错位,由线切割机床进行模拟加工;4)、如果渐开线齿形还未达到设计要求,进一步通过步骤2)进行数学插补修正,直到渐开线齿形达到设计要要求;5)、对正常齿轮送机床上加工执行命令。
2.根据权利要求1所述的一种塑料齿轮的齿形设计方法,其特征在于:所述步骤1)中编制线切割的二维坐标系是通过极坐标方程:
式中:rb—齿轮基圆半径 ;αk—渐开线在K点的压力角。
3.根据权利要求1所述的一种塑料齿轮的齿形设计方法,其特征在于:所述错位角的计算方式为:错位角计算:θ=180Btgβ/πd/z式中:θ—上下面错位角;B—齿轮宽度;β—螺旋角;d—齿轮分度圈直径; Z—齿数。
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Citations (3)
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CN101937482A (zh) * | 2010-09-08 | 2011-01-05 | 北京航空航天大学 | 面齿轮插齿刀齿形设计方法 |
CN202326976U (zh) * | 2011-10-26 | 2012-07-11 | 涂鹏远 | 渐开线圆弧齿轮齿 |
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圆柱直齿齿轮模具的计辅编程;蒋先刚;《华东交通大学学报》;19940331;第11卷(第3期);第60-65页 * |
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