2 斜齿直齿双联齿轮塑件分析

塑件名称：斜齿直齿双联齿轮（具体结构见图2.1）

图2.1 斜齿直齿双联齿轮

我们知道，对于齿轮这种零件，它的齿面的表面质量是至关重要的。我这次的毕业设计题目的零件直齿斜齿双联齿轮，它的侧面全都是齿轮的啮合面。这就决定了，我们在选择浇注系统时，要尽量避免选择直浇口，尽量选择点浇口。点浇口可以直接在齿轮上下底面上建立浇口，不会影响到齿轮啮合面的表面质量。

另外，由于斜齿齿面的存在，零件注塑成型后如何取出是个值得思考的问题。最终我选择利用镶块和轴承配合，使零件顶出时可以旋转来解决这个问题。具体

细节将在后面有关章节继续讨论。由于我们是想注塑得到齿轮。那么模具就必须有与零件齿形一致的、可以成型零件的外齿圈。此外，我们知道，想要得到齿轮的齿形，大体上有两种方法，成形法和展成法。无论采用何种方法，这个预想中的外齿圈，应该是一个独立的镶块，这样才方便加工。这个也是可以从零件分析中得到的。最后，因为齿轮上下底面都有加强筋的存在，成型加强筋的部分，也应该单独设立镶块成型。否则需要对选购的模板进行大量的加工，这是我们不愿意看到的[3]。

通过对零件的分析，可得到如下几条结论。

1）为保证零件重要表面的质量，本次设计的浇注系统选用点浇口。 2）模具的推出结构中应该含有轴承，在零件顶出时，通过轴承的旋转，保证零件斜齿部分可以顺利脱出模具。

3）斜齿和直齿的成型部分，即外齿圈。由于加工方法的限制，无法直接在动模板和定模板上加工得到，必须是单独加工的零件。

4）由于加强筋的存在，齿轮的上下表面也应该单独加工为镶块。

3 注塑材料POM的性能分析

3.1 POM塑料介绍

POM（聚甲醛树脂）定义：聚甲醛是一种没有侧链、高密度、高结晶性的线型聚合物。按其分子链中化学结构的不同，可分为均聚甲醛和共聚甲醛两种。两者的重要区别是：均聚甲醛密度、结晶度、熔点都高，但热稳定性差，加工温度范围窄（约10℃），对酸碱稳定性略低；而共聚甲醛密度、结晶度、熔点、强度都较低，但热稳定性好，不易分解，加工温度范围宽（约50℃），对酸碱稳定性较好。是具有优异的综合性能的工程塑料。有良好的物理、机械和化学性能，尤其是有优异的耐摩擦性能。俗称赛钢或夺钢，为第三大通用塑料。 适于制作减磨耐磨零件，传动零件，以及化工，仪表等零件。

合成树脂中的一种，又名聚甲醛树脂、POM塑料、赛钢料等；是一种白色或黑色塑料颗粒，具有高硬度、高钢性、高耐磨的特性。主要用于齿轮，轴承，汽车零部件、机床、仪表内件等起骨架作用的产品。

3.2 POM塑料特点

聚甲醛是一种表面光滑、有光泽的硬而致密的材料，淡黄或白色，薄壁部分呈半透明。燃烧特性为容易燃烧，离火后继续燃烧，火焰上端呈黄色，下端呈蓝色，发生熔融滴落，有强烈的刺激性甲醛味、鱼腥臭。聚甲醛为白色粉末，一般不透明，着色性好， 比重1.41-1.43克/立方厘米，成型收缩率1.2-3.0%，成型温度170-200℃ ，干燥条件80-90℃ 2小时。POM的长期耐热性能不高，但短期可达到160℃，其中均聚POM短期耐热比共聚POM高10℃以上，但长期耐热共聚POM反而比均聚POM高10℃左右。可在-40℃～100℃温度范围内长期使用。POM极易分解，分解温度为240度。分解时有刺激性和腐蚀性气体发生，故模具钢材宜选用耐腐蚀性的材料制作。

1）POM是结晶型塑料，密度为1.42g/cm3，它的钢性很好，俗称“赛钢”。 2）它具有耐疲劳、耐蠕变、耐磨、耐热、耐冲击等优良的性能，且摩擦系数小，自润滑性好。

3）POM不易吸湿，吸水率为0.22～0.25%，在潮湿的环境中尺寸稳定性好，其收缩率为2.5%（较大），注塑时尺寸较难控制，热变形温度为172℃，聚甲醛有均聚甲醛两种，性能不同（均聚甲醛耐温性好一点）。

POM强度、刚度高，弹性好，减磨耐磨性好。其力学性能优异，比强度可达50.5MPa，比刚度可达2650MPa，与金属十分接近。POM的力学性能随温度

变化小，共聚POM比均聚POM的变化稍大一点。POM的冲击强度较高，但常规冲击不及ABS和PC；POM对缺口敏感，有缺口可使冲击强度下降90%之多。POM的疲劳强度十分突出，10交变载荷作用后，疲劳强度可达35MPa，而PA和PC仅为28MPa。POM的蠕变性与PA相似，在20℃、21MPa、3000h时仅为2.3%，而且受温度的影响很小。POM的摩擦因数小，耐磨性好（POM>PA66>PA6>ABS>HPVC>PS>PC），极限PV值很大，自润滑性好。POM制品对磨时，高载荷作用时易产生类似尖叫的噪声[4]。

POM的电绝缘性较好，几乎不受温度和湿度的影响；介电常数和介电损耗在很宽的温度、湿度和频率范围内变化很小；耐电弧性极好，并可在高温下保持。POM的介电强度与厚度有关，厚度0.127mm时为82.7kV/mm，厚度为1.88mm时为23.6kV/mm。

POM不耐强酸和氧化剂，对烯酸及弱酸有一定的稳定性。POM的耐溶剂性良好，可耐烃类、醇类、醛类、醚类、汽油、润滑油及弱碱等，并可在高温下保持相当的化学稳定性。吸水性小，尺寸稳定性好。

POM的耐候性不好，长期在紫外线作用下，力学性能下降，表面发生粉化POM熔融范围窄，熔融和凝固快，料温稍低于熔融温度即发生结晶，流动性中等，吸湿小，可不经干燥处理。 和龟裂。

3.3 用途

多聚甲醛为高甲醛含量的固态甲醛，呈固体颗粒状、便于贮存和运输。在较高的温度下能变成甲醛蒸气，易于代替高浓度甲醛参与各种反应，有利于化工、制药等化学合成及其他工业领域的应用，特别是在要求使用无水甲醛作原料的合成方面，用途广泛。主要有以下几方面:

1）农药：合成乙草胺、丁草胺和草甘膦等； 2）涂料：合成高档汽车用漆；

3）树脂：合成脲醛树脂、酚醛树脂、聚缩醛树脂、蜜胺树脂、离子交换树脂等及各种粘合剂；

4）造纸：合成纸张增强剂；

5）铸造：翻砂脱膜剂、合成铸造粘合剂； 6）养殖业：薰蒸消毒剂。

7）有机原料：用于制备季戊四醇、三羟甲基丙烷、甘油、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、N－羟基甲基丙烯酰胺、烷基苯酚、甲基乙烯基酮等。

8）其他：医药及消毒。