塑料齿轮设计与制造

第一章 塑料齿轮设计8

第一节 圆柱齿轮的齿形制及其形成8

一、渐开线齿形制8

二、计时仪器用圆弧齿形制13

三、圆柱渐开线齿轮齿形的形成16

四、计时仪器用圆弧齿轮齿形的形成21

第二节 塑料齿轮轮齿设计22

一、塑料齿轮轮齿的修正设计22

二、采用定制基本齿条的优化设计28

第三节 塑料齿轮结构设计29

一、塑料齿轮结构设计要点29

二、塑料蜗轮结构设计33

三、带金属嵌件的斜齿轮结构设计34

四、多功能组合齿轮结构设计35

第四节 圆柱渐开线齿轮尺寸计算37

一、圆柱渐开线齿轮尺寸的计算37

二、齿轮齿厚的确定42

三、齿轮齿顶的修缘计算44

四、齿轮齿顶圆直径的调整示例计算46

五、齿轮齿顶倒圆后的齿顶宽度计算48

第五节 齿轮跨棒距M值、公法线长度W计算49

一、齿轮M值的计算50

二、圆柱蜗杆M值的计算53

三、蜗轮M值的计算54

四、齿轮公法线长度W的计算59

第六节 塑料齿轮精度设计与标准61

一、塑料齿轮的精度设计61

二、日本塑料齿轮精度标准67

第七节 塑料齿轮应力分析及强度计算82

一、齿轮副在传动过程中轮齿的作用力83

二、轮齿的弯曲应力以及强度计算84

三、试验基础上的齿轮强度计算方法87

第八节 圆柱渐开线齿轮齿形的绘制87

一、概述87

二、作图法绘制渐开线齿轮齿形88

三、计算?作图法绘制渐开线齿轮齿形92

四、实用型代圆弧拟合绘制渐开线齿形95

五、齿根过渡圆弧的设计与计算97

第二章 塑料齿轮传动轮系设计与计算99

第一节 外啮合圆柱渐开线齿轮传动轮系设计与计算99

一、设计步骤与要点99

二、外啮合圆柱渐开线直齿轮传动轮系参数设计与计算101

三、外啮合圆柱渐开线斜齿轮传动轮系参数设计与计算106

第二节 内啮合圆柱渐开线齿轮传动轮系设计与计算111

一、内啮合圆柱渐开线齿轮在传动中的干涉111

二、内啮合圆柱渐开线直齿轮轮系参数设计与计算114

三、内啮合圆柱渐开线斜齿轮传动轮系参数设计与计算118

四、少齿差内啮合圆柱渐开线齿轮传动轮系参数设计与计算121

第三节 圆柱蜗杆传动轮系设计与计算128

一、渐开线圆柱蜗杆?斜齿轮传动轮系设计与计算128

二、圆柱蜗杆?蜗轮传动轮系设计与计算136

第三章 塑料齿轮材料147

第一节 常用材料147

一、聚甲醛（POM）147

二、尼龙（PA66与PA46）151

三、聚碳酸酯（PC）156

四、聚苯硫醚（PPS）159

五、聚醚醚酮（PEEK450G）161

第二节 塑料齿轮材料的匹配及其改性164

一、齿轮常用材料的匹配164

二、蜗杆?蜗轮常用材料的匹配165

三、齿轮材料改性研究167

第三节 塑料齿轮的失效173

一、塑料齿轮失效形式173

二、塑料齿轮传动的磨损特点174

三、工程塑料的黏弹性体滞后能耗177

四、降低节点处断裂失效的优化设计要点178

五、塑料齿轮寿命评估研究进展179

六、蜗杆传动中的反常磨损现象180

第四章 塑料齿轮制造工艺及其注塑设备183

第一节 塑料齿轮制造工艺183

一、塑料齿轮的滚齿加工183

二、齿轮注射成型工艺的主要特征184

三、注射成型齿轮的常见缺陷及其对策187

四、塑料制品的后处理190

第二节 注塑机及其周边设备191

一、立式注塑机191

二、卧式注塑机193

三、全电动注塑机193

四、精密塑料齿轮对注塑机的要求194

五、小型注塑机的优势194

六、周边设备配置195

第三节 精密塑料齿轮注射成型工艺197

一、微型塑料齿轮注塑机及其备置197

二、二次压缩成型工艺203

三、国内微型塑料齿轮生产概况206

第五章 塑料齿轮注射模的设计与制造207

第一节 齿轮注射模的设计207

一、齿轮注射模的设计步骤及其分类207

二、齿轮型腔结构设计209

三、浇口系统设计214

四、排气系统设置220

五、冷却水（油）道系统的设置222

六、精定位结构设计225

第二节 塑料齿轮型腔的参数计算226

一、齿轮型腔齿形角的早期修正计算公式226

二、各向同性向心收缩的齿轮型腔参数计算方法的讨论227

三、以浇口为中心收缩规律的机理分析与试验验证231

四、齿轮型腔参数及尺寸的实用计算方法233

五、塑料齿轮型腔参数尺寸的计算235

第三节 齿轮型腔材料选用243

一、齿轮型腔用材料的性能要求243

二、齿轮型腔材料的选用243

第四节 齿轮型腔制造特种工艺246

一、齿轮型腔电火花成型加工工艺246

二、齿轮型腔电火花线切割加工工艺252

三、齿轮型腔电铸成型工艺256

四、齿轮型腔冷挤压成型工艺257

五、挤压珩磨工艺258

第五节 圆柱塑料齿轮及蜗杆注射模的典型结构与工作步骤260

一、双联直齿轮注射模260

二、斜齿轮注射模261

三、蜗杆注射模263

四、四滑块式蜗杆注射模264

五、双联直/斜齿轮注射模267

六、内直齿轮注射模269

第六章 塑料齿轮的测量271

第一节 齿轮误差、测量与仪器271

一、分析式齿轮测量仪器272

二、综合式齿轮测量仪器273

第二节 塑料齿轮的单项误差测量275

一、测量方法与仪器275

二、测量示例276

三、误差曲线分析276

第三节 塑料齿轮的综合误差测量280

一、单面啮合测量281

二、双面啮合测量282

三、测量元件283

四、单啮测量与双啮测量比较286

第四节 塑料齿轮的尺寸与缺陷检测288

一、齿轮侧隙测量288

二、光学投影测量290

三、光学影像测量291

第五节 塑料齿轮测量新技术——工业CT测量294

一、CT测量原理及构成294

二、小模数齿轮的CT测量295

第七章 塑料齿轮传动轮系测绘299

第一节 概述299

一、塑料齿轮传动轮系设计的主要特点299

二、两类齿轮测绘主要目的与难点300

第二节 直齿圆柱渐开线齿轮轮系测绘301

一、确定齿数与判断齿形角等的属性301

二、测量齿顶圆直径da和齿根圆直径df301

三、测量齿轮箱中心距a′303

四、齿轮齿形角α、模数m（或径节DP）的确定303

第三节 斜齿圆柱渐开线齿轮传动轮系测绘307

一、斜齿轮法向齿形角αn的确定与法向模数mn的测定307

二、特小模数斜齿轮分度圆螺旋角β与法向模数mn的测定309

三、根据中心距a′确定斜齿轮分度圆螺旋角β311

第四节 蜗杆?蜗轮传动轮系测绘311

一、钢质蜗杆?塑料斜齿轮传动轮系的测绘311

二、钢质蜗杆?塑料蜗轮传动轮系的测绘314

第五节 计时仪器用齿轮传动轮系的测绘316

第八章 塑料齿轮装置325

第一节 煤气表字轮式计数器与交换齿轮325

一、燃气表字轮式计数器325

二、塑料交换齿轮326

第二节 石英闹钟塑料机芯与传动轮系327

一、石英闹钟塑料机芯327

二、“扫描机芯”传动轮系327

第三节 汽车雨刮电机、摇窗电机及调角器328

一、汽车雨刮电机328

二、汽车摇窗机329

三、轿车电动座椅调角器329

第四节 塑料齿轮行星减速器及少齿差计时器330

一、塑料齿轮行星减速器330

二、少齿差行星减速器332

第五节 汽车电动座椅驱动器及记忆器333

一、座椅水平驱动器（HDM）333

二、座椅垂直驱动器（VDM）334

三、小型座椅调角器335

四、座椅腰托驱动器335

五、座椅位置记忆器335

附录一不采用基本齿条生成渐开线圆柱齿轮齿形的新途径337

附录二塑料齿轮的强度设计与计算343

附录三塑料齿轮寿命的估算351

参考文献365

《塑料齿轮设计与制造》由化学工业出版社出版。《塑料齿轮设计与制造》是国内第一本全面、实用地介绍塑料齿轮设计与制造的技术图书，是作者30多年从事塑料齿轮开发与应用的经验总结，实用性、可操作性强。全书系统、全面地介绍了国内外塑料齿轮设计、制造与应用的技术成果，重点阐述了塑料齿轮及其轮系的设计计算方法、常用材料特性、注塑机、制造工艺及模具设计、检测以及典型塑料齿轮装置的应用等内容。 《塑料齿轮设计与制造》可供汽车、仪器仪表、家用电器、钟表、办公文仪以及国防军工等企业中从事塑料齿轮和齿轮模具设计与制造的广大工程技术人员和技工使用，也可供大专院校有关专业师生参考。