《机械设计课程设计》 简明指导手册 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 一、进度安排 二、传动装置的总体设计（第一周 周2） ● 由于是专用减速器，计算各轴的功率、转矩时，按所需功率计算，不是按照电机的额定 功率计算。 ● 电机的转速按满载转速计算。 ● 电动机为Y 系列，转速选1000rpm ，1500，3000rpm 。 ● 传动方案：V 带+二级展开式圆柱齿轮减速器 ● 带传动传动比：2~3比较合适，总传动比大时取大值 ● 两级齿轮传动比分配：高速级传动比i1与低速级传动比i2应满足:21)35.1~3.1(i i ● 计算结果制成P19表2-6形式，交给指导教师检查。
三、传动零件的设计计算（第一周3） ● 齿轮传动的设计计算参考课本。 ● 小带轮半径不大于电机中心高。 ● 在高速级齿轮传动设计完毕后，应根据实际传动比来调整低速级齿轮传动的传动比，确 保总传动比误差不超过3%~5%。 ● 由于功率较小，为了方便绘图，齿轮传动一律采用软齿面斜齿轮传动。 ● 软齿面齿轮传动按齿面接触强度设计，校核齿轮的弯曲强度即可。 ● 齿轮传动不需要变位。 ● 要求中心距圆整，为了绘图方便，要求两级齿轮传动中心距之和一般不大于280。 ● 为了避免中间轴大齿轮与低速轴干涉，应保证中间轴大齿轮直径比低速轴大齿轮直径小 20毫米以上。 ● 为了便于中间轴大齿轮甩油润滑，中间轴大齿轮的直径与低速轴大齿轮直径的差值不能 超过50~60mm 。具体参看P30表4-2。 ● 采用斜齿轮，螺旋角范围：8~20°。 ● 为了使中间轴上齿轮轴向力相互抵消一部分，两齿轮的螺旋角方向应相同。 ● 齿轮计算时，螺旋角应精确到秒，分度圆直径、齿顶圆直径等应精确到0.001mm 。 ● 齿轮的模数不小于2mm 。 ● 带传动的关键数据（i ，d1，d2，a ，型号，根数（不大于5），带轮宽度）和两对齿轮传 动的参数填入P22表3-1（有关变位部分删除），交给指导教师检查。 四、减速器箱体关键尺寸的确定（第一周4） ● 仔细阅读第4章减速器结构，根据齿轮有关参数，填写表4-1。 ● 注意：表中83025.0≥+=a δ 表示如果83025.0<+=a δ就取：8=δmm 。 ● 注意，螺纹应选标准直径系列，不同的螺栓对应不同的扳手空间。 五、装配草图第一阶段（第一周5~第二周1）： 1) 严格按照《课程设计》顺序画图和计算。 2) 仔细阅读《课程设计》第5章。准备一张大的白纸（做草图用）。 3) 参照P34的步骤，按1：1比例绘制二级圆柱齿轮减速器装配草图（图5-2），相关尺寸严 格按要求选取。其中：)12~8(212+++≥C C l δ太大，可取：)5~3(212+++=C C l δ。 4) 由于齿轮速度较低，轴承的润滑一律采用脂润滑，3?按图5-3b 选取。 5) δ>?2 6) 按纯扭转强度估算轴的最小直径，直径应满足《课程设计》P112表14-28要求，长度仅
塑料制品设计十大技巧一、指导方针——设计核对表 新产品开发或产品改善的目标是使产品有优良的表现，而同时获得低的生产成本。这里，设计任务主要是指原料的选择，适合加工过程的选择，强度计算和模具设计。只有全盘考虑这些步骤，并有系统化的跟进，才能生产出高质量的、具商业效益的模具。设计部门经常只是探用性的解决方案。然而，必须强调的是，塑料的实用性和成本效率不是必然的，设计者必须非常注重开发原料和加工过程的正确解决方案。 塑料性质并非永恒不变的 塑料的性质受使用环境、加工过程、模具设计和操作条件的影响（如图1所示）。塑料性质由实验室环境下的测试得到。测试图由具有优化参数的高光度模具，在规定压力的标准条件下检测产生的。然而，实际上，塑料不可能恰好在这样的条件下生产，在使用中也不可能正好在同样的压力下。因此，在推出任何塑料设计方案的时候，其精确的要求和界定条件必须仔细地分析和罗列出来，设计核对表在这方面可以提供有用的帮助。
样品的生产 开发一种产品，从设计阶段到市场准备阶段，有必要准备样品来进行试验和修正。要确保样品的生产方法广泛适用于量产方案。部分注塑成型的样品也要由注塑模具来制造。如果没有模具可以适用，就有必要使用近似的材料或片材，切割加工成为测试样品。但是，总是存在这样那样的问题，原因如下： ?无法考察注塑成型部件的焊接线的影响。 ?与注塑成型部分相比，有时候，机械加工中产生的凹槽会降低构件的强度性质。 ?由于结晶度高，挤塑棒材和片材的强度和硬度高于注塑部件。 ?无法考察纤维取向作用的影响。 由挤出材料制成的用于电灯开关的样品，可以承受180000次周期性应力。而同样情况下，注塑部件在80000次之后就出现了疲劳破坏。这种差异是由于在注塑过程中晶体结构的不同所造成的。 见图3 样品模具 目前生产样品的模具，都是通过简单的机械加工或运用低成本材料（如铝或铜为原料）制作而成。然而，需要注意的是，对生产来说非常重要的参数如温度、压力等，不能以这样的模具作代表。另外，它们不同的冷却性质又导致了不同的收缩和热变表现。现在推荐的是使用高硬度钢材制造模具，而模具以单模穴排列设计便可。 检测设计 随着现代计算机模拟技术的发展，有时候，在早期工艺阶段，就会将设计和加工过程中的潜在弊端鉴别出来，如强度分析和流程分析所进行的那样。然而，这些模拟分析并不可能完全确保最终产品在实际操作下的性能和质量。只有对实际操作条件下的样品检测，才可能提供最可靠的信息。这种检测是获得更高质量和功能的产品不可忽视的必要条件。
双林汽车部件股份有限公司 企业技术规范 塑料制品的结构设计规范 2008-10-20发布2008-10-XX实施双林汽车部件股份有限公司发布
塑料制品的结构设计又称塑料制品的功能特性设计或塑料制品的工艺性。 §1 塑料制品设计的一般程序和原则 1.1 塑料制品设计的一般程序 1、详细了解塑料制品的功能、环境条件和载荷条件 2、选定塑料品种 3、制定初步设计方案，绘制制品草图（形状、尺寸、壁厚、加强筋、孔的位置等） 4、样品制造、进行模拟试验或实际使用条件的试验 5、制品设计、绘制正规制品图纸 6、编制文件，包括塑料制品设计说明书和技术条件等。 1.2 塑料制品设计的一般原则 1、在选料方面需考虑：(1) 塑料的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性等；(2) 塑料的成型工艺性，如流动性、结晶速率，对成型温度、压力的敏感性等；(3) 塑料制品在成型后的收缩情况，及各向收缩率的差异。 2、在制品形状方面：能满足使用要求，有利于充模、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑料制品）或快速受热固化（热固性塑料制品）等。 3、在模具方面：应考虑它的总体结构，特别是抽芯与脱出制品的复杂程度。同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺，以便使制品具有较好的经济性。 4、在成本方面：要考虑注射制品的利润率、年产量、原料价格、使用寿命和更换期限，尽可能降低成本。 §2 塑料制品的收缩 塑料制品在成型过程中存在尺寸变小的收缩现象，收缩的大小用收缩率表示。 %1000 0?-= L L L S 式中S ——收缩率； L 0——室温时的模具尺寸； L ——室温时的塑料制品尺寸。 影响收缩率的主要因素有： (1) 成型压力。型腔内的压力越大，成型后的收缩越小。非结晶型塑料和结晶型塑料的收缩率随内压的增大分别呈直线和曲线形状下降。 (2) 注射温度。温度升高，塑料的膨胀系数增大，塑料制品的收缩率增大。但温度升高熔料的密度增大，收缩率反又减小。两者同时作用的结果一般是，收缩率随温度的升高而减小。 (3) 模具温度。通常情况是，模具温度越高，收缩率增大的趋势越明显。
●第一章塑胶材料加工方式的选择 塑料产品之好坏与材料选择及加工方式之迥异而有极大之关系。对于任何欲制之塑品，其步骤为先决定何种材料能够达到其所须之物性，再来则为选择最适切与最经济的加工方式，最后则视产量之多寡而决定设备。 ●1-1塑料材料之选择 在大约探讨了塑料材料的基本物性，以下将做更深入的分析。下面所列之各表乃是依据标准方法制成试片所测得之数据，与实际生产所制出的成品性质仍有相当大之差距，但做为不同等级材料性质之比较已足矣。下表1-1为一般常见塑料机械性质之比较。 表1-2则为塑料拉伸强度之范围，表1-3为抗冲击强度之范围。
其用途之所须性质要求。
一般而言加了玻纤后，可增加拉伸力、减少拉伸量、抗磨耗力降低、挠曲力增高、热变形温度增加、热膨胀降低及较不透明，而耐冲击力则不一定。但是硬度（除非高填充）、电气性质、抗化学性及抗天候性则甚无影响。 表1-6则为一般材料之机械性质之定性趋势表。 若是依各种用途来分，所使用之塑料大概可列表如1-7所示。
●1-2塑料加工方式之选择 塑料之加工方式五花八门，随着材料及成品而有极大之差异。以下对一般常见的加工方式，作一番简介： 1. 射出成形(injection molding) 在所有之塑料加工成形方法上，射出成形最为被广泛使用。其法为热塑性塑料或热固性塑料导入于射出成形机的加热筒中，俟其完全熔融后，藉由柱塞或螺杆之压力，产生热能及摩擦热能，将其注入于闭合模具之模穴中，固化后，再开启模具取出成品。此种加工技术因材料、机械设计及制 品要求而衍生出其它之方法，如预嵌入金属零件之插件成形、多色及混色的射出成形，结构发泡的射出成形、气体辅助射出成形(gas assisted injection molding)、共射出成形(coinjection)、射出中空成形及利用液态单体或液态预聚合物为原料之反应射出成形(RIM)等方法。 2. 押出加工(extrusion) 将热塑性材料于押出机中加热、加压，再用螺杆予以押出，押出品之断面形状依模头而定，可为棒状、管状、平版状、异形状等等。其它如吹膜押出、押出中空成形、压延加工，押出涂装及混炼切粒等皆在前半段应用押出机，现今流行的趋势是共押出加工(coextrusion)，制成多层高功能 的制品。 3. 压缩成形(compression molding) 此为热固性塑料成形法之一种，先将热固性树脂预热后，置于开放的模穴内，闭模后施以热及压力，直至材料硬化为止。酚醛树脂，美耐皿树脂及尿素甲醛等树脂常用此法成形，所制之成品为：家电制品外壳、零件、齿轮、家具餐具等。 4. 中空成形(blow molding) 其法为先将热塑性塑料由押出机之模头押出，使成为薄管，此称为型胚(parison)，再闭合模具，吹气而后成形。此法之应用已愈来愈广泛，如汽车业，所用之材料也由传统之PE、PP、PVC、PET等，走向高性能的工程塑料。其优点为制造大形品方便及一次成形，缺点则为塑品之各部份肉厚 不易控制。
塑料产品设计规范 塑料制品设计特点﹕ 塑料产品的设计与其它材料如钢,铜,铝,木材等的设计有些是类似的;但是,由于塑料材料组成的多样性,结构﹑形状的多变性,使得它比起其它材料有更理想的设计特性;特别是它的形状设计,材料选择,制造方法选择,更是其它大部分材料无可比拟的.因为其它的大部分材料,其设计者在外形或制造上,都受到相当的限制,有些材料只能利用弯曲﹑熔接等方式来成形.当然,塑料材料选择的多样性,也使得设计工作变得更为困难,如我们所知,目前已经有一万种以上的不同塑料被应用过,虽然其中只有数百种被广泛应用,但是,塑料材料的形成并不是由单一材料所构成,而由一群材料族所组合而成的,其中每一种材料又有其特性,这使得材料的选择,应用更为困难. 塑料制品设计原则﹕ 1.依成品所要求的机能决定其形状﹐尺寸﹐外观﹐材料 2.设计的成品必须符合模塑原则﹐既模具制作容易﹐成形及后加工容易﹐但仍保持成品的机能 塑料制品设计程序: 为了确保所设计的产品能够合理而经济,在产品设计的初期,在外观设计者﹐机构工程师,制图员,模具制造者,成形厂以及材料供应厂之间的紧密合作是必须的,因为没有一个设计者,能够同时拥有如此广泛的知识和经验,而从不同的事业观点所获得的建议,将是使产品合理化的基本前提;除此之外, 一个合理的设计考虑程序也是必须的;以下将就设计的一般程序作出说明: 一.确定产品的功能需求,外观. 在产品设计的初始阶段,设计者必须列出对该产品的目标使用条件和功能要求;然后根据实际的考虑,决定设计因子的范围,以避免在稍后的产品发展阶段造成可能的时间和费用的漏失.下表为产品设计的核对表,它将有助于确认各种的设计因子. 产品设计的核对表 一般数据: 1.产品的功能? 2.产品的组合操作方式? 3.产品的组合是否是可以靠着塑料的应用来简化? 4.在制造和组合上是否可能更为经济有效? 5.所需要的公差? 6.空间限制的考虑? 7.界定产品使用寿命? 8.产品重量的考虑? 9.有否承认的规格? 10.是否已经有相类似的应用存在? 结构考虑: 1.使用负载的状态? 2.使用负载的大小? 3.使用负载的期限? 4.变形的容许量? 环境: 1.使用在什么温度环境? 2.化学物品或溶剂的使用或接触? 3.温度环境? 4.在该种环境的使用期限? 外观: 1.外形 2.颜色 3.表面加工如咬花,喷漆等. 经济因素: 1.产品预估价格? 2.目前所设计产品的价格? 3.降低成本的可能性? 二.绘制预备性的设计图: 当产品的功能需求,外观被确定以后,设计者可以根据选定的塑料材料性质,开始绘制预备性的产品图,以作为先期估价,检讨以及原则模型的制作.
第一部份 塑料制品的设计原则 塑料制件主要是根据使用要求进行设计，在满足使用要求的前提下，塑件形状应尽可能地做到简化模具结构，符合成型工艺特点。 设计塑件时必须考虑以下几方面的因素。 （1）塑件的物理机械性能，如强度、刚性、韧性弹性、吸水性以及对应的敏感性。 （2）塑料的成型工艺性，如流动性。 （3）塑件形状应有利于充模流动、排气、补缩。 （4）塑件在成型后收缩情况及各向收缩差异。 （5）模具的总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度。 （6）模具零件的形状及其制造工艺。 塑件设计的主要内容包括塑料的形状尺寸、精度表面光洁度、壁厚、斜度、以及塑件的加强筋、支承面、孔、圆角、螺纹、嵌件等的设置。 一、塑件的尺寸和精度 受塑料流动性和壁厚的影响 影响精度的因素： 1、模具制造精度 2、塑料收缩率的波动 3、模具尺寸的磨损 4、工艺条件的变化
5、脱模斜度 制品公差留有修模余地 孔类取（+）号、轴取（-）号中心距取（+、-）号 二、表面光洁度 制品光洁度比模具光洁度低一级，透明产品的阴阳模光洁度一致。 三、形状 须有利于脱模，使模具结构简单。 四、脱模斜度，〆：0.5 1.5° 硬脆性塑料脱模斜度大,收缩力大的塑件斜度大、壁厚的斜度大、有皮纹，4°6° 亚光，不同的皮纹、1°6°（有纹样对照） 若斜度不妨碍制品的使用，则可将斜度值取得大一些。 五、塑件壁厚及其均匀性 塑料制件的壁厚对塑件的质量影响很大，壁厚过小时成型时流动阻力大，大型复杂制品就难以充满型腔。（壁厚应尽可能一致）否则因冷却固化速度不同。 塑料壁厚的最大尺寸应满足以下有几方面的要求： 1、足够的强度和刚度。 2、脱模时能经受脱模机构的冲击与震动。 3、装配时能承受紧固力。
塑料齿轮的工艺设计 ：王金露，闫春兴，猛，梅锐东 课题组的分工或贡献：王金露：说明书的撰写 梅锐东：PPT的制作 闫春兴：查阅资料 猛：查阅资料 课程名称：塑料齿轮的注塑成型工艺 指导老师：贾建波 日期：2016年七月
目录 一、摘要 (1) 二、引言 (1) 三、正文 (1) 3.1材料及参数的选择 (3) 3.2工艺方案选择及制定 (4) 3.3成形规律的分析 (5) 四、结论 (7) 五、参考文献 (7)
一：摘要 本次报告主要研究的是利用注塑成型工艺制造塑料齿轮，本文主要介绍塑料成型工艺中塑料齿轮的工艺设计、工艺方案选择及制定、成形规律的初步分析、成型力的初步计算。并简单涉及了压延成型的原理、成型工艺和特点。通过设置不同的浇口数量、模具温度和注射温度,分析了注塑压力、熔接痕分布、气穴分布和熔体温度分布情况,确定了最佳的浇口数量、位置以及相应的塑料齿轮成型的工艺参数,以减少注塑缺陷,提高制品质量。 二：引言 此次我们小组进行的三级项目针对塑料齿轮进行工艺设计，通过该项目的实施，使我们加深对注塑成型的工艺设计及工艺流程的容及要求的理解，在掌握塑料成型原理及工艺的基础上，使我们具备独立进行工艺设计的能力，提高综合应用已有知识解决问题的能力，更好地培养我们的专业技术能力和综合素质。使我们对于塑料成型课程的容有了更加扎实，深刻的理解，同时对于注塑模型有了更多的知识储备 三：正文 注射成型亦成为注射模塑或者注塑模塑，是使得热塑性或者热固性模塑料先在料筒中均匀塑化，而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具型腔中的成型方法，它的主要特点是能在较短的时间一次成型出形状复杂，尺寸精度高和带有金属嵌件的制品，而且生产率高，适应性强，易于实现自动化，因而被广泛用于塑料制品当中。
塑料齿轮的设计和制造介绍 一塑胶齿轮优缺点和应用 相对金属齿轮，塑料齿轮具有质量轻、工作噪音小、耐磨损、无须润滑、可以成型较复杂的形状、大批量生产成本低等优点。但由于塑料本身具有收缩、吸水，相对金属强度也比较弱，对工作环境要求高，对温度较敏感等特性。因而，塑料齿轮同时就有精度低、寿命短、使用环境要求高等缺点。随着新材料的应用及制造技术的发展，塑料齿轮的精度越来越高，寿命也越来越长，并广泛应用于仪器、仪表、玩具、汽车、打印机等行业。 二塑料齿轮的模具制造方法 由于塑料制品成型收缩，因此阴模尺寸要较制品尺寸大。见附图： 因而规范的齿轮制品意味着不规范的阴模尺寸。这就对阴模的制造提出了严格的要求。以下是常用的两种阴模制造方法
1.先制作一母齿轮，然后通过铸造、电火花加工、电铸等方法制作母齿轮。如：涡轮、涡杆、锥齿轮。 2.不需母齿轮，直接线切割制作阴模。常用于正齿轮，斜齿轮。 2.1母齿轮的制作方法 前面所提，母模要比制品大，因此规范制品齿轮就必须由特殊母齿轮制作特殊的阴模。特殊的母齿轮就需特殊的切齿刀来加工。 通常方法： （1）特殊模数的切齿刀具 （2）加上成型收缩率的余量用特殊压力角的切齿道具 （3）加上成型收缩率的余量用规范切齿刀具 （4）不需添加余量用规范切齿刀具 以下是各种方法的详细介绍 （1）特殊模数的切齿刀具 制作一个特殊模数的切齿刀具，其压力角为规范压力角。在制作这个切齿刀具时必须考虑到成型收缩率以及后面要讲到的阴模制作法所规定的修正值，然后用这个特殊刀具来加工母齿轮。 假设要制作下面的成型齿轮时 Z=30 m=1 d=m*Z=30mm 假设成型收缩率与根据阴模制作法所得到的修正值之和为2％。则要求母齿轮的各参数为 Z=30 m=1.02 d=m*z=30.6mm 根据这个方法制作出来的齿轮能得到比较正确的齿形。但时间长，成本较高。 (2)加上成型收缩率的余量用特殊压力角的切齿道具 加上成型收缩率的余量用规范的切齿刀具来制作母齿轮时会造成齿形的偏移，用节点上的压力角的变化来表示的话如下公式所示。 Cosa1=d1cosa2/d2 a1: 加工齿轮模型用的切齿刀具的压力角 d1: 已经考虑了收缩率的分度圆直径（母齿轮的分度圆直径） d1=d2/(1-s/100) s:为收缩率
第一章 塑料制品的结构设计 塑料制品的结构设计又称塑料制品的功能特性设计或塑料制品的工艺性。 §1.1 塑料制品设计的一般程序和原则 1.1.1 塑料制品设计的一般程序 1、详细了解塑料制品的功能、环境条件和载荷条件 2、选定塑料品种 3、制定初步设计方案，绘制制品草图（形状、尺寸、壁厚、加强筋、孔的位置等） 4、样品制造、进行模拟试验或实际使用条件的试验 5、制品设计、绘制正规制品图纸 6、编制文件，包括塑料制品设计说明书和技术条件等。 1.1.2 塑料制品设计的一般原则 1、在选料方面需考虑：(1) 塑料的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性等；(2) 塑料的成型工艺性，如流动性、结晶速率，对成型温度、压力的敏感性等；(3) 塑料制品在成型后的收缩情况，及各向收缩率的差异。 2、在制品形状方面：能满足使用要求，有利于充模、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑料制品）或快速受热固化（热固性塑料制品）等。 3、在模具方面：应考虑它的总体结构，特别是抽芯与脱出制品的复杂程度。同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺，以便使制品具有较好的经济性。 4、在成本方面：要考虑注射制品的利润率、年产量、原料价格、使用寿命和更换期限，尽可能降低成本。 §1.2 塑料制品的收缩 塑料制品在成型过程中存在尺寸变小的收缩现象，收缩的大小用收缩率表示。 %1000 0?-= L L L S 式中S ——收缩率； L 0——室温时的模具尺寸； L ——室温时的塑料制品尺寸。
影响收缩率的主要因素有： (1) 成型压力。型腔内的压力越大，成型后的收缩越小。非结晶型塑料和结晶型塑料的收缩率随内压的增大分别呈直线和曲线形状下降。 (2) 注射温度。温度升高，塑料的膨胀系数增大，塑料制品的收缩率增大。但温度升高熔料的密度增大，收缩率反又减小。两者同时作用的结果一般是，收缩率随温度的升高而减小。 (3) 模具温度。通常情况是，模具温度越高，收缩率增大的趋势越明显。 (4) 成型时间。成型时保压时间一长，补料充分，收缩率便小。与此同时，塑料的冻结取向要加大，制品的内应力亦大，收缩率也就增大。成型的冷却时间一长，塑料的固化便充分，收缩率亦小。 (5) 制品壁厚。结晶型塑料(聚甲醛除外)的收缩率随壁厚的增加而增加，而非结晶型塑料中，收缩率的变化又分下面几种情况：ABS和聚碳酸酯等的收缩率不受壁厚的影响；聚乙烯、丙烯腈—苯乙烯、丙烯酸类等塑料的收缩率随壁厚的增加而增加；硬质聚氯乙烯的收缩率随壁厚的增加而减小。 (6) 进料口尺寸。进料口尺寸大，塑料制品致密，收缩便小。 (7) 玻璃纤维等的填充量。收缩率随填充量的增加而减小。 表2-1、表2-2、表2-3为常用塑料的成型收缩率。
塑胶产品结构设计基本规则 设计基本规则 壁厚的大小取决于产品需要承受的外力、是否作为其它零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看，过厚的产品不但增加物料成本，延长生产周期”冷却时间〔，增加生产成本。从产品设计角度来看，过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。 最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度，但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形，由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 对一般热塑性塑料来说，当收缩率”Shrinkage Factor〔低于0.01mm/mm时，产品可容许厚度的改变达;但当收缩率高于0.01mm/mm时，产品壁厚的改变则不应超过。对一般热固性塑料来说，太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热，形成废件。此外，纤维填充的热固性塑料于过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。不过，一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等，如厚薄均匀，最低的厚度可达0.25mm。 此外，采用固化成型的生产方法时，流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的 压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方，则应采用结构性发泡的生产方法来减低模腔压力。 平面准则
在大部份热融过程操作，包括挤压和固化成型，均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢，并且在相接的地方表面在浇口凝固后出现收缩痕。更甚者引致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话，应尽量设计成渐次的改变，并且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考。 转角准则 壁厚均一的要诀在转角的地方也同样需要，以免冷却时间不一致。冷却时间长的地方就会有收缩现象，因而发生部件变形和挠曲。 此外，尖锐的圆角位通常会导致部件有缺陷及应力集中，尖角的位置亦常在电镀过程后引起不希望的物料聚积。集中应力的地方会在受负载或撞击的时候破裂。较大的圆角提供了这种缺点的解决方法，不但减低应力集中的因素，且令流动的塑料流得更畅顺和成品脱模时更容易。下图可供叁考之用。
我們目前選用的是POM. 齿轮材料综合考虑使用性能、工艺性能和经济性，选用聚甲醛(又称POM)，该材料具有优异的综合性能，强度、刚性高，抗冲击，疲劳、蠕变性能较好，自润滑性能优良，摩擦系数小且耐摩性好，吸水小，产品尺寸稳定，适用于制造各种齿轮、传动零件或减摩零件等。 注射过程中的温度主要足指熔胶温度和模具温度，因为两者都对整个注射过程有重要影响。要同时有最高的充填速度，又能保持塑件的特性，就需要有适当的熔胶温度。模温越高，填模速度越快。模温控制塑料的充填速度、成品冷却时间和成品的结晶度。实际生产中聚甲醛塑料合理的喷嘴温度和料筒见表1。 模具温度对齿轮成型周期及成品质量(如应力、系数率、尺寸公左、机械性能等)有决定性影响的参数，对POM材料而言，成型齿轮的模温控制范围为90度C~ ========================================================= 我公司用POM或PA，好看了N多外公司图纸，好象只有上面两种，有时加点玻纤(GF)增加强度，最好找一家较好的注塑厂 ========================================================= POM材料的收縮範圍較大.成型難度很大.尺寸精度不容易達到. ========================================================= 我们公司的塑料齿轮一般都是选用POM或PA6+30GF两种. ========================================================= 我们公司目前使用的塑料齿轮主要是POM,请注意是纯料没有加玻纤的,因为我们使用过POM 加玻纤或者加碳纤在注塑后缩水变形比较大,我们使用的是杜邦的材料(500P);但是请注意塑料齿轮的结构设计对产品质量影响很大;但是如果想需要强度高的话,除了结构改进外也需要选择材料,你可以选择韦尔曼的材料或者选择PEEK做塑料齿轮,当然成本就不一样了. ========================================================= 还有用尼龙做的，我看日本khk的很多都是尼龙的
3．1 制品几何形状的设计 在满足使用要求的前提下，对塑料制品的设计要求是，既要美观大方，又要符合塑料成型工艺的特点。下面仅讨论翅料制品的几何形状与成型工艺、模具结构以及制品质坦的 关系。 制品几何形状设计应遵循的原则如下： (1)在保证塑件的使用性能、物理、化学、介电性能与力学性能等的前提下 价格低廉和成型性能较好的塑料，AVX钽电容并力求结构简单、壁厚均匀、成型方便。 (2)在设计塑件时，应考虑其模具的总体结构，使模具型腔易于设计制造，模具拍芯和推出机构简单。 (3)在设计塑件时，应考虑原料的成型工艺性，如流动性、收缩性等，塑件形状有利于模具分型、排气、补缩和冷却。 (4)在设计塑件时，应考虑其成型方法，44同的成型方法对塑件的结构有不同的要求。 3．L1 形状 塑件的几何形状应尽可能保证有利于成型的原则，即在开模取出塑件时，尽可能不采蝴复 杂的瓣合分型与侧抽心。为此，塑件的内外表面形状要尽量避免旁侧凹陷部分，如图3—1、 图3—2所示。 311．2脱模斜度 由于边料冷却后产生收缩，会使塑件紧紧包仕模具型芯成型腔中的凸起部分，为了便于 从塑件中抽出型芯或从型腔中取出塑件，防止脱模时拉伤或擦伤塑件，设计塑件时必须考虑
塑件内外表面沿脱模方向均应又有足够的脱模斜度。 选择具体的脱模斜度时，应注意如下原则： (1)满足制品尺寸公差要求的前提下，脱模斜度可取得大 (2)在塑料收缩率大的情况下应选用大的脱模斜度。 (3)当制品饿厚较厚时，因成型时制品的收缩量大，故也应选用较大的脱模斜度。 (4)对于较高、较大的制品，应选用较小的脱模斜度。 (5)对于高精度的制品，应选用较小的脱模斜皮。 (6)只是在制品高度很小时才允许不设计服模斜度。 (7)如果要求脱模后制品保持在型；憾一边，可有意将制品内表面的脱模斜度设计得比外 表面小。 (8)如图3—3所示，取斜度的方向一般内7L以小端为基 准，斜度由扩大方向取得，外形以大端为幕准，斜度内缩小 方向取得。 3．L 3 壁厚 塑件的壁厚与使用要求和工艺要求钉义。府尽量使制品 的各部分壁厚均匀．避免有的地方太厚或有的地方太薄，否 则成型后因收缩不均匀会使制品变形或产生缩7L、凹陷、烧 伤以及填充木足等缺陷。 制品壁厚一般在1—6mm，最常用的数值为2—3mm o 表3—1列出了热塑性塑料制品的最小壁厚及常用壁厚的推 荐值。
塑料齿轮强度校核方法 马瑞伍，余毅，张光彦 （深圳市创晶辉精密塑胶模具有限公司，广东省深圳市518000） 【摘要】随着动力传递型塑料齿轮应用领域的不断拓展，如何评估或校核塑料齿轮的强度成为设计者不得不考虑的难题。由于塑料材料种类繁多，且不同种类的塑料性能指标差异很大，所以迄今为止有关塑料齿轮的强度算法还未形成统一的标准。目前，具有代表性的塑料齿轮强度算法主要四种：①尼曼&温特尔法；②VDI 2545标准法；③KISSsoft软件基于VDI 2545标准修正法；④宝理“Duracon”法。由于第②种算法已经废止，第③种算法主要以软件形式发布，因此本文将主要介绍第①和第④种算法，以期能为塑料齿轮的设计起到一定的借鉴意义。 【关键词】塑料齿轮强度设计 1引言 在国内，塑料齿轮起步于20世纪70年代。在发展初期，塑料齿轮主要应用集中在水电气三表的计数器、定时器、石英闹钟、电动玩具等小型产品中。这时期的塑料齿轮的多为直径一般不大于25mm，传递功率一般不超过0.2KW的直齿轮。换言之，早期的塑料齿轮主要用于小空间内的运动传递，属于运动传递型齿轮。随着注塑模具技术与注塑装备及注塑工艺水平的不断提高，模塑成型尺寸更大、强度更高的塑料齿轮成为可能。现在，塑料齿轮传递动力可达 1.5KW，直径已超过150mm。动力型塑料齿轮已经成为众多产品动力传递系统的重要组成部分。虽然动力型塑料齿轮的应用越来越广泛，但相应的塑料齿轮强度计算理论或标准却比较匮乏。目前，塑料齿轮的强度计算多以金属齿轮的强度计算方法为参考，通过修正或修改某些系数来计算或评估塑料齿轮的强度是否满足使用要求，然后再通过实验方法验证强度是否满足使用要求。下面，本文将介绍具有代表性的塑料齿轮强度的计算方法或观点，以期能够为塑料齿轮的强度设计提供借鉴。2塑料齿轮强度计算方法 从查阅到的相关文献资料看，塑料齿轮的强度计算方法基本上沿用了金属齿轮的强度校核理论及计算公式。这些计算方法主要是根据材料的差异对金属齿轮的强度校核公式中的某些系数进行简化或修正。比较有代表性的塑料齿轮强度计算方法主要有四种： ①尼曼&温特尔法：该算法在尼曼&温特尔的世界名著《机械零件》第2卷第22.4节中做了明确的论 述。 ②VDI 2545标准法：该算法是VDI于1981年发布的一份指导标准。该标准仅提供了三种基础材料 POM、PA12和PA66的相关数据用于评估塑料齿轮的强度。该算法在强度计算时未考虑温度对塑料强度的影响。 ③KISSsoft软件基于VDI 2545标准修正法：该算法是KISSsoft公司基于VDI 2545标准而提出的塑料 齿轮强度的一种修正算法。该方法主要是修正VDI 2545标准中强度受温度变化的影响关系。同时，该公司与各大主流塑料材料供应商合作，提供了POM、PA12、PA66、PEEK四种主要塑齿材料的性能数据，并采用软件形式发布，为塑料齿轮设计者评估塑料齿轮的强度提供了软件工具。 ④宝理“Duracon”法：该算法是日本宝理公司发布的一种针对共聚聚甲醛（POM）材料的塑料齿轮 强度评估算法。 鉴于第②种算法已经废止，第③种算法主要以软件形式发布，因此本文将主要介绍第①、④两种算法。 2.1尼曼&温特尔法 尼曼&温特尔在其名著《机械零件》一书中指出：塑料齿轮可能出现和钢齿轮相同的破坏形式：点蚀、
第1章塑料制品设计基础 知识要点 塑料制品设计基础 塑料制品设计要点 塑料制品设计基本过程 学习回顾 练习题 要设计一副先进的塑料模具，首先需要有高水平的设计思路，而且还必须有对制品工艺性、塑料材料的特性及用途、模具钢材的选用、加工方法、模具结构设计、成型方案和注射机的型号等众多方面的研究。其中从模具设计和注射成型的角度研究模具设计的工艺性是非常必要的，其目的是为了减少因模具工艺性不好而给模具制造及成型带来的麻烦。
·2·Pro/ENGINEER Wildfire 3.0塑料模具设计实例精解 1.1 塑料制品设计基础 塑料在性能上具有质量轻、强度好、耐腐蚀、绝缘性好、易着色、制品可加工成任意形状，且生产效率高、价格低廉等优点，所以应用日益广泛，本章将简略介绍塑料的一些基础知识。 1.1.1 塑料性质 塑料制品应用的广泛性离不开它自身的性质特点，下面介绍塑料的成分特点。 1．塑料的分子结构 塑料的主要成分是树脂，树脂有天然树脂和合成树脂两种。 2．塑料的成分 ?树脂：主要作用是将塑料的其他成分加以粘合，并决定了塑料的主要性能，如机械、物理、电、化学性能等。树脂在塑料中的比例一般为40%~65%。 ?填充剂：又称添料。正确地选择填充剂，可以改善塑料的性能并扩大它的使用范围。 ?增塑剂：有些树脂的可塑性很小，柔软性也很差，为了降低树脂的熔融黏度和熔融温度，改善其成型加工性能，改进塑料的柔韧性、弹性以及其他各种必要的性能，通常 加入能与树脂相溶的不易挥发且高沸点的有机化合物，即增塑剂。 ?着色剂：又称色料，主要是起美观和装饰作用，包含涂料。 ?稳定剂：凡能延缓塑料变质的物质称为稳定剂，分光稳定剂、热稳定剂和抗氧剂。 ?润滑剂：改善塑料熔体的流动性，减少或避免对设备或模具的摩擦和粘附，以及改进塑件的表面光洁度。 1.1.2 常用塑料材料介绍 不同成分的塑料具有不同的使用价值，表1-1所示是常用塑料的性质和用途。 表1-1 常用塑料的性质和用途
产品结构设计准则--壁厚篇 基本设计守则 壁厚的大小取决於产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看，过厚的产品不但增加物料成本，延长生产周期”冷却时间〔，增加生产成本。从产品设计角度来看，过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。 最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度，但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形，由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 对一般热塑性塑料来说，当收缩率”Shrinkage Factor〔低於0.01mm/mm时，产品可容许厚度的改变达；但当收缩率高於0.01mm/mm时，产品壁厚的改变则不应超过。对一般热固性塑料来说，太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热，形成废件。此外，纤维填充的热固性塑料於过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。不过，一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等，如厚薄均匀，最低的厚度可达0.25mm。 此外，采用固化成型的生产方法时，流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方，则应采用结构性发泡的生产方法来减低模腔压力。 平面准则 在大部份热融过程操作，包括挤压和固化成型，均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢，并且在相接的地方表面在浇口凝固後出现收缩痕。更甚者引致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话，应尽量设计成渐次的改变，并且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考。
第1讲 1、塑料制品的新成型方法与新材料改善普通成型的缺陷。 答：气体辅助注射成型、水辅成型技术、注射压制成型技术、热流道技术、低压注射成型、可熔芯技术的注射成型。 常规塑料制品成型方法容易出现精度低、内应力大、翘曲变形、表面凹陷、内部缩孔、外观档次低、光泽差等各种缺陷。 2、设计塑料产品要求既要考虑使用者（在功能上、在使用操作上、在外型上、材料应用与加工方法上），又要考虑企业（将来性、技术性、领先性、销售可能性、经济性）；新制品产生的方式有（再设计、组合、创新）。 3、塑料制品设计的特点是：必须材料考虑物性，尤其是环境变化对物性影响及在长时间负载下对产品影响。 第2讲 1、塑料制品开发包括： 答：市场需求分析，产品造型设计，模具方案设计和模具结构设计，模具工程分析，模具制造装配，制品生产，产品检验 2、串行工程与并行工程优缺点 答：优点：（1）、制品开发的各个环节可及时接受其他环节的分析和反馈，并立即进行修改，提高了设计质量和可靠性。 （2）、充分利用了各个环节的时域交叉性，几个环节同时进行，大大缩短了模具产品的开发周期性。 （3）、不构成修改的大循环，降低了总的开发成本。 缺点：（1）整个开发过程信息单向流动，下游结果不能及时反馈给上游进行评价和修改； （2）制品设计和模具设计脱节，制品设计的质量靠最终生产来检验，往往要多次修模，不易控制各环节质量；（3）、各阶段按顺序进行导致产品开发周期长。 3、逆向工程 答：现在采用三坐标测量机，将模拟信息转化为数字化的模型，这种通过样件开发产品的过程称为逆向工程 4、快速原型（不考） 5、设计塑料制品应考虑塑料材料的如下性能：材料的使用性能、材料的成型性能、材料的经济性 6、塑料材料的加工性 1）评定塑料可模性的目的：确定加工条件；评定物料成型各种制品可能性；试制新的塑料品种和改性。 2）评定方法：一般用能生产合格制品的速率和难易度来评价。 测定成型速率最好的办法是测定最短注射周期； 测定成型难易程度是确立完成充模的温度和压力的综合工艺窗口，最直观的办法是绘制成型图。 第3讲 掌握分析塑料制品力学状态，简支梁与柱体的力学计算 第4讲 1、塑料制品的尺寸为满足装配和使用，必须确定恰当的尺寸精度和形位精度，使制品具有互换性，既满足要求又能尽量降低成本。 2、塑件精度取决于原料、模具、设备、工艺和环境条件。 3、国内外塑料件尺寸标准的特点 俄罗斯：公差表包含了尺寸分段、精度等级、配合座别和上下偏差；也有基孔制、基轴制。 德国：只有公差值，没有配合，也没有上下偏差。 美国：每种塑料分为精密、标准和粗糙三个精度等级，三个尺寸段0～6英寸、6～12及大于12。 我国标准的尺寸范围从0～1000，分28个尺寸段，其中0～500分25段。该标准参照了德国标准DIN16901-1982，但有差异 4、塑件表面粗糙度跟哪些有关。 答：由模具型腔表面粗糙度和所成型塑料的品种和成型加工方法决定 第5讲 1、设计塑料制品必须考虑模具的限制，以保证制品的成型、防止产生缺陷，并简化模具结构，降低成本，提高生产效率。
奇瑞汽车有限公司底盘部设计指南 编制： 校对： 审核： 批准： 汽车工程研究院
目录1简要说明 1.1万向节和传动轴综述 1.2万向的类型及适用范围 1.3结构图 1.4工作原理 2设计构想 2.1设计原则和开发流程 2.2基本的设计参数 2.2.1传动轴的布置要点 2.2.2关键性能尺寸的确定 2.2.3粗糙度和形位公差的确定 2.2.4零件号要求 2.2.5传动轴的主要结构参数与计算 2.3环境条件、材料、热处理及加工要求 3台架试验 3.1十字轴式万向节传动轴台架试验 3.2等速万向节传动轴台架实验 4图纸模式 4.1尺寸公差 4.2文字说明
1、简要说明 1.1万向节和传动轴综述 汽车上的万向节传动常由万向节和传动轴组成，主要用来在工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传替动力。万向节传动应保证所连接两轴的相对位置在预计范围内变动，能可靠的传替动力；保证所连接两轴尽可能同步（等速）运转；允许相邻两轴存在一定角度；允许存在一定轴向移动。 1.2万向的类型及适用范围 万向节按其在扭转方向上是否由明显的弹性可分为刚性万向节和挠性万向节。刚性万向节又可分为不等速万向节（常用的十字轴式），准等速万向节（双联式、三销轴式等）和等速万向节（球叉式、球笼式等）。等速万向节，英文名称Constant Velocity Universal Joint，简称等速节（CVJ）。 CVJ的种类如下: 在发动机前置后轮驱动（或全轮驱动）的汽车上，由于工作时悬架变形，驱动桥主减速器输入轴与变速器（或分动器）输出轴间经常有相对运动，普遍采用万向节传动。在转向驱动桥中，由于驱动轮又是转向轮，左右半轴间的夹角随行驶需要而变，这时多采用球叉式和球笼式等速万向节传动。当后驱动桥为独立悬架结构时，也必须采用万向节传动。万向传动装置除用于汽车的传动系外，还可用于动力输出装置和转向操纵机构。 1.3结构图 1.3.1十字轴式刚性万向节,如图所示：
塑料齿轮的注塑模设计 摘要：塑料齿轮与传统的金属齿轮相比，具有质量轻、承受的载荷较低、传动时噪音低和制造成本低等优点，使得塑料齿轮近年来在工业产品中越来越广泛地被应用。注塑成型是塑料制品生产的一种重要的方法。目前，在塑料齿轮注塑模设计过程中，多是采用模具使注塑件一次直接成型。由于注塑件结构和工艺上的圆角、凹槽等局部特征，就会使得注塑模具结构变得极为复杂，增加了模具制造的成本，也使注塑件的加工效率大大降低。本设计不再采用注塑方法使塑料齿轮直接成型，而是通过改变注塑件的局部特征和结构以及辅助一些特殊的加工方法。经过仔细分析确定了加工工艺：注塑成型——车削加工mm R圆弧。 6圆弧槽及3 经过这样处理，注塑模结构变得很简单。在车削加工时可以选用专用的工装卡具，注塑成型后的齿轮能够很快的装卡在车床上。因此，该齿轮的加工工艺的制定保证了一定的生产效率且经济性好。通过简化注塑件使模具结构能够达到简单化而且保证了模具的成功设计，提高了加工效率，降低了整个注塑件的加工成本，保证了客户的满意度。 关键词：塑料齿轮浇注系统注塑模分型面 1 引言 在注塑模设计中经常会遇到注塑件由于本身的结构和工艺上的问题而使注塑模具结构复杂甚至难以注塑成型；有的属于产品设计者不注重产品的加工工艺性而随意在产品上增加诸如圆角、凹槽、凸台、倒钩等局部特征；有的是根据产品的使用目的而不得不增加一些特殊局部结构来满足使用要求。相对于这些注塑工艺上的难点，必须采取一定的方法来解决此类问题。 通过改变注塑件的局部特征和结构以及辅助一些特殊的加工方式等手段使得产品结构能够符合注塑成型工艺且模具结构能够达到简单化，而使模具设计成功的概率得到很大的提高。本次设计通过注塑件的成型加工工艺来了解注塑模具设计的方法（模具的型腔布置、分型面选择、浇注系统、成型零部件、抽芯机构、导柱导向机构设计、脱模机构设计及冷却系统的设计；根据设计注塑模的需要，选择合适的注塑机；根据所设计模具工作的需要，合理选择模具的材料以及对所选材料进行相应的热处理）。