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齒輪、傳動和驅動部件是機械設備中基本的零件之一,各國都有數(shù)量眾多的企業(yè)生產(chǎn)齒輪零部件。在國外,傳動驅動零件的生產(chǎn)均以專業(yè)化為主,一般企業(yè)規(guī)模為中、小型,人員在數(shù)十至數(shù)百人;也有很多企業(yè)是全球性的,在世界各國有他們的生產(chǎn)、銷售和服務網(wǎng)點;另外一些傳動驅動零件公司是大集團公司的一部分。中國現(xiàn)在已躋身世界傳動驅動零部件生產(chǎn)大國之列,但主要以中低端產(chǎn)品為主。目前,傳動驅動零部件全球市場份額幾個國家或地區(qū)為德國、北美、日本、韓國,及意大利、法國等一些歐洲國家以及中國。塑料齒輪一般不需要二次加工,所以相對于沖壓件和機造件金屬齒輪,在成本上保證了50%到90%水平的降低。
塑料齒輪常用的材料有聚甲醛(POM)、尼龍(PA66等)。
聚甲醛為一種沒有側鏈,高密度,高結晶性的線性聚合物,具有優(yōu)異的綜合性能。一種表面光滑,有光澤的硬而致密的材料,淡黃或白色,可在-40-100°C溫度范圍內長期使用。它的耐磨性和自潤滑性也比絕大多數(shù)工程塑料優(yōu)越,又有良好的耐油,耐過氧化物性能。齒輪材料纖綜合考慮使用性能、工藝性能和經(jīng)濟性,選用聚甲醛(又稱POM),該材料具有優(yōu)異的綜合性能,強度、剛性高,抗沖擊,疲勞、蠕變性能較好,自潤滑性能優(yōu)良,摩擦系數(shù)小且耐摩性好,吸水小,產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定,適用于制造各種齒輪、傳動零件或減摩零件等。很不耐酸,不耐強堿和不耐太陽光紫外線的輻射。
聚甲醛的拉伸強度達70MPa,吸水性小,尺寸穩(wěn)定,有光澤,這些性能都比尼龍好,聚甲醛為高度結晶的樹脂,在熱塑性樹脂中是堅韌的。具抗熱強度,彎曲強度,耐疲勞性強度均高,耐磨性和電性能優(yōu)良。
PA66塑料在聚酰胺材料中有較高的熔點,一種半晶體-晶體材料,PA66在較高溫度也能保持較強的強度和剛度。PA66塑料在成型后仍然具有吸濕性,其程度主要取決于材料的組成、壁厚以及環(huán)境條件。
根據(jù)目前國內外塑料齒輪的制造水平,將大批量生產(chǎn)的塑料齒輪精度等級定在國標GB/T 10095-2001 9-11級是經(jīng)濟合理的。對于要求高的國標8級以上塑料齒輪,仍采用注射成型工藝進行大量生產(chǎn)是相當困難的,可以考慮采用滾切加工工藝。在一些大尺寸要求的應用領域,塑料齒輪經(jīng)常用來替代金屬齒輪,如使用塑料的洗衣機傳動裝置等,這改變著齒輪在尺寸上的應用限度。采用“二次壓縮成型”新工藝注射成型的大尺寸小模數(shù)塑料齒輪精度可達JGMA 116-02: 1983 0級精度(相當于國標GB/T 10095-2001 6級),但這種模塑工藝對小尺寸的塑料齒輪與現(xiàn)行注射成型工藝尚無明顯優(yōu)勢。