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Société Nouvelles
Principes généraux de conception des engrenages en plastique
Les engrenages en plastique sont des composants de transmission fabriqués à partir de polymères d'ingénierie, largement utilisés pour des scénarios de travail à charge légère, à faible bruit, résistant à la corrosion et auto-lubrifiant.Comparé aux engrenages métalliques, ils présentent un poids léger, un fonctionnement silencieux, des performances sans lubrification, une résistance à la corrosion et un faible coût de production en série.faible stabilité thermique et susceptibilité au vieillissement dans des environnements difficilesVous trouverez ci-dessous une ligne directrice systématique complète pour la conception des engins en plastique.
1. Conception des paramètres géométriques
La géométrie des engrenages en plastique doit équilibrer les performances de transmission et la fabrication par moulage par injection.
- Module (m)
Module minimum ≥ 0,5 mm pour éviter un remplissage incomplet des dents causé par une mauvaise fluidité plastique.
- Module de petite taille (m<1,5 mm): instruments de précision, électronique grand public
- Module grand (m≥2 mm): équipement de charge lourde à basse vitesse pour une capacité de charge plus élevée
- Nombre de dents (z)
Le pignon doit avoir au moins 18 à 20 dents pour éliminer le sous-coupe (le nombre minimal de dents sans sous-coupe est de 17).Faire correspondre la quantité de dent de roulement entraînée en fonction du rapport de transmission cible pour assurer une distance raisonnable entre le centre.
- Angle de pression (α)
- Norme 20°: conception universelle, entièrement compatible avec les engrenages métalliques
- 14.5°: entraînements à faible charge de haute précision pour réduire le bruit de maillage
- 25°: Applications lourdes pour renforcer la résistance des racines des dents
- Coefficient additif (ha*)
La valeur de l'engrenage métallique standard est 1.0Les engrenages en plastique s'ajustent à 1,2 à 1,3 pour augmenter le rapport de contact et réduire le bruit de fonctionnement.
- Largeur de face (b)
La largeur de face est réglée de 1,2 à 1,5 fois plus large que les engrenages métalliques équivalents pour disperser la charge de contact et ralentir l'abrasion de la surface des dents.
- Coefficient de déplacement du profil (x)
Le décalage de profil positif renforce la racine des dents du pignon; le décalage de profil négatif compense le faible ajout des gros engrenages, équilibrant la distribution globale de la résistance des engrenages.
- Ratio de contact (ε)
Gardez le rapport de contact supérieur à 1.2, supérieures aux normes métalliques des engrenages, pour obtenir un maillage plus lisse et un fonctionnement plus silencieux.
- Filé et angle de tirage
Réservez le filet ≥ 0,2 mm à la racine et à l'addendum des dents pour réduire la concentration de contrainte; réglez l'angle de traction de 1° à 2° sur le flanc des dents pour faciliter le démoulage après l'injection.
- Réactions négatives
Pour les engrenages en plastique, une plus grande réaction est nécessaire pour compenser l'expansion thermique et l'absorption d'humidité.sélectionner des matériaux à faible absorption d'eau comme le POM et augmenter la réaction négative de 0.1 à 0.3 mm.
2. Matériaux en plastique de génie commun pour engrenages
Le choix du matériau détermine la capacité de charge, la résistance à la température et la durée de vie des engrenages en plastique:
- POM (polyoxyméthylène / acétal)
Le matériau d'engrenage le plus courant, avec une rigidité élevée, une excellente lubrification, un faible frottement et des performances dimensionnelles stables.
- Pour les produits de la catégorie 5A001, il convient de choisir une marque spécifique.
Résistance à l'usure exceptionnelle, plage de température de fonctionnement de -80°C à 125°C, adaptée à des conditions de travail complexes et variables.qui nécessite une compensation de la tolérance à l'état humide.
- Polymères renforcés de fibres de verre (GFPA, GFPET)
L'ajout d'environ 30% de fibres de verre augmente la rigidité de 5 à 10 fois, améliorant considérablement la capacité de charge et la résistance à la chaleur des engrenages en plastique à charge moyenne et lourde.
- Résines modifiées en PTFE
Réduire le coefficient de frottement et améliorer l'auto-lubrification, parfait pour les engrenages à sec sans alimentation en huile externe.
- Autres matériaux spéciaux
PC, PPS, UHMWPE sont utilisés dans des scénarios spécifiques tels que la résistance à la corrosion chimique et les équipements à très faible bruit.
3Technologie de fabrication du moulage par injection
Presque tous les engrenages en plastique sont produits en série par moulage par injection pour un faible coût et une précision stable.
Flux de moulage standard
Séchage des matières premières → fusion par chauffage → injection à haute pression dans la cavité du moule → rétention et refroidissement → démoulage → post-traitement (dépollution, inspection dimensionnelle)
Règles critiques de conception de moules
- Calcul de l'indemnité de réduction
Les polymères se rétrécissent pendant le refroidissement, ce qui nécessite un module de dent de moule modifié:
m?? = (1+taux de rétrécissement) × mRétrécissement typique: POM ~ 1,8%, PA66 ~ 1,2%. - Mise en page de la porte
Il est recommandé de disposer d'une entrée circulaire uniforme en trois points pour minimiser la dérive radiale des engrenages et assurer une précision constante du profil dentaire.
- Conception de la rainure de ventilation
Ajoutez de fines rainures de ventilation sur les flancs des dents pour éliminer l'air piégé; le gaz piégé entraînera un remplissage incomplet des dents, des bulles de surface et une résistance mécanique réduite.
4. Spécifications de conception structurelle
Épaisseur et uniformité des parois
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