塑料齿轮设计：尺寸、应力集中和固定形式的注意事项

塑料齿轮在电子、仪表等工业部门的应用越来越多。为使齿轮适应注塑成型工艺，对齿轮各部分尺寸做如下规定：如图2-10所示，轮缘宽度t₁最小为齿高t的3倍；辐板厚度H₁应等于或小于轮缘厚度H。轮毂厚度H₂等于或大于轮缘厚度H，近似等于轴径D。轮毂外径D₁最小应为轴孔直径D的1.5～3倍。

图2-10　齿轮各部分尺寸

在设计塑料齿轮时，还应注意减小尖角处的应力集中，以及齿轮在成型时的模塑应力方向的影响，尽量避免截面的突然变化。对于圆角，弧度应尽可能加大。为了避免装配时产生应力，轴与孔应尽可能不采用过盈配合，而采用过渡配合。图2-11所示为轴与齿轮采用过渡配合的两种形式，图2-11a所示为轴与齿轮孔都采用月形孔配合；图2-11b所示为轴与齿轮用两个销钉固定。两者中，前者较为理想。

图2-11　轴与齿轮的固定形式(www.xing528.com)

a）月形孔配合固定　b）销钉固定

对于薄型齿轮，厚度不均匀会引起齿型歪斜。如果用无毂无轮缘的齿轮可以很好地改善这种情况。但如果在辐板上有孔时，因孔在成型时很少向中心收缩，则会使齿轮歪斜如图2-12a所示。采用如图2-12b所示的形式，即轮毂和轮缘之间采用薄筋时，则能保证轮缘向中心收缩。由于塑料的收缩关系，对一般相互啮合的齿轮应采用收缩率相同的塑料。

图2-12　塑料齿轮辐板形式

a）不良结构　b）良好结构