注塑齿轮与机加工齿轮相比，除(chu)了(liao)利用渐(jian)开线共轭来传(chuan)递运动这(zhe)一点相同外，几乎没(mei)有其(qi)它共同之处。

         这(zhe)两种齿轮具有本质上的区别。

     机加工齿轮是在为特定(ding)加工任务而设计的专用齿轮机床上切(qie)削(xiao)加工至规定(ding)尺寸；

注塑齿轮则(ze)是在齿轮模腔中注塑成形，该模腔通常用线切(qie)割放(fang)电加工机床（EDM）加工而成。

注塑齿轮模腔的尺寸大小可保证注模后经冷却收(shou)缩的注塑齿轮具有正确的尺寸公差(cha)。用一个模腔可以加工出上百万个注塑齿轮。 齿轮切(qie)削(xiao)加工制(zhi)造商承担的任务是按照(zhao)公差(cha)要求切(qie)削(xiao)加工出每一个齿轮。而注塑齿轮制(zhi)造商面临的任务则(ze)是制(zhi)造出一个接近完美(mei)的齿轮模腔，然后用这(zhe)个模腔加工出所(suo)有符合公差(cha)要求的齿轮。这(zhe)一看来虽小但却意义重大的差(cha)别导致了(liao)很多其(qi)它变化。这(zhe)种差(cha)异在一旦决定(ding)采用注塑齿轮时就已(yi)形成。

     注塑齿轮的设计

     毫无疑问，注塑齿轮必(bi)须在模腔内成形。这(zhe)一事实导致了(liao)重要的后果。注模型腔和(he)其(qi)中的轴类零件(jian)很难具有机械传(chuan)动机构所(suo)能提供的精密公差(cha)。型腔和(he)齿轮有可能随着(zhou)湿度和(he)温度的变化以不同的比率收(shou)缩或膨(peng)胀。随着(zhou)本地条(tiao)件(jian)的不同，注塑齿轮的强度、硬度甚至传(chuan)动效率都(du)将有所(suo)变化。在承载情况下，轮齿表面的温度将会升高，从而影(ying)响塑料的特性。由于存在这(zhe)些变量及其(qi)它一些因素，有必(bi)要对齿轮的轮齿进行定(ding)制(zhi)设计。注塑齿轮设计的优势体现(xian)在应(ying)用上。大部分注塑齿轮传(chuan)动都(du)是独(du)一无二的。一个齿轮可以精确设计为只有与另一个配对齿轮啮合时方能完成其(qi)指定(ding)功能。此外，注塑齿轮的优化设计与制(zhi)造几乎不必(bi)考虑工具因素。 线切(qie)割放(fang)电加工机床制(zhi)造的模腔，其(qi)精度取(qu)决于计算机辅助(zhu)设计的精度。齿轮模腔的公差(cha)可达到微米级。事实上，不再(zai)需要传(chuan)统的滚刀，径节或模数也(ye)不再(zai)是重要的技术参数。渐(jian)开线基圆成为重要的变量。压(ya)力角能以模拟量方式进行调(diao)整(zheng)，以平衡轮齿啮合时强度与高度的关系。

定(ding)制(zhi)设计的齿轮与标(biao)准齿轮相比，在性能、安静度以及允许公差(cha)方面都(du)有很大的改进和(he)提高。 齿轮注塑模装置 经过齿轮啮合设计和(he)制(zhi)定(ding)公差(cha)后，下一步需要制(zhi)作注模装置。齿轮注模装置必(bi)须精密，具有良好的热稳定(ding)性，经过硬化的滑套和(he)表面，精确的齿轮模腔形状(zhuang)，以及设计高压(ya)注射模。齿轮模腔本身必(bi)须根据选用的模具材(cai)料专门(men)设计。 对于特定(ding)应(ying)用场(chang)合的注塑齿轮，由于受到许多因素的影(ying)响，无法精确预测其(qi)实际收(shou)缩量。其(qi)中最重要的因素是注塑齿轮在模腔中的收(shou)缩并(bing)非(fei)各向(xiang)同性。齿轮主体的收(shou)缩情况可能与制(zhi)造者的预测比较接近，但由于齿轮轮齿的周围(wei)是钢材(cai)，因此其(qi)冷却形态与较大齿轮主体的宏观冷却形态不同。 确定(ding)收(shou)缩量的一个较好方法是二步趋近法。预先估计齿轮的收(shou)缩系数，据此制(zhi)成注塑模具并(bing)加工出首批(pi)齿轮后，对齿轮样件(jian)的渐(jian)开线齿廓进行精密测量，以确定(ding)各部分的收(shou)缩率，然后根据测得的收(shou)缩率重新制(zhi)作新的模腔，最后就可以得到几何精度合格(ge)的注塑齿轮。只有通过对齿廓的检测，才能精确确定(ding)渐(jian)开线的收(shou)缩率。通过对齿轮的滚动检测，可以得知齿轮不均匀(yun)收(shou)缩的某些状(zhuang)况，但有时也(ye)会引(yin)起误(wu)导。 有时可选用玻璃(li)填充(chong)材(cai)料来制(zhi)造注塑齿轮，由于这(zhe)种材(cai)料收(shou)缩率很低，此时收(shou)缩现(xian)象不再(zai)成为注模设计中的问题。但这(zhe)种方法也(ye)可能引(yin)起新的问题。未填充(chong)玻璃(li)的工程树脂如尼(ni)龙和(he)乙缩醛(quan)，虽然存在收(shou)缩，但能注模加工出非(fei)常精密的形状(zhuang)。而玻璃(li)填充(chong)材(cai)料在注塑流前面汇(hui)合处会产生(sheng)搭接线，它将引(yin)起轮齿表面变形以及在齿轮上产生(sheng)一些局部薄弱点。一般来说，玻璃(li)填充(chong)齿轮与未填充(chong)玻璃(li)的同等齿轮相比，在寿命(ming)期内更易磨损。填充(chong)材(cai)料通常只用于有特殊(shu)需要的场(chang)合，如当齿轮超重将成为问题时。 齿轮注模工艺 各种注模工艺和(he)注模机械都(du)不尽(jin)相同。齿轮注模工艺对精确性和(he)重复(fu)性要求较高。一般来说，高精度齿轮需要用新树脂制(zhi)造。但即使使用新树脂，材(cai)料仍须具有合适(shi)的干燥度，其(qi)熔化温度必(bi)须精确控(kong)制(zhi)并(bing)可重复(fu)，注塑压(ya)力也(ye)必(bi)须精确控(kong)制(zhi)。还必(bi)须考虑注模装置与注模工艺过程控(kong)制(zhi)的协调(diao)一致。 当在高温高压(ya)下进行注模加工时，熔化的塑料必(bi)须取(qu)代模腔中的空气。因此必(bi)须设立可让空气排出而树脂又(you)不会流出的排气口。如果排气口太(tai)小，气体排出不畅，可能会引(yin)起燃烧；如果排气口太(tai)大，熔化的塑料将会流出，并(bing)在零件(jian)上形成飞(fei)边。

    建议(yi)注塑齿轮用户在最终签(qian)订合同之前去(qu)访问一下注塑齿轮加工厂(chang)。大致考察一下注模设备情况、工厂(chang)的清洁程度、检测能力和(he)人员配备等，这(zhe)将有助(zhu)于正确评价(jia)该厂(chang)是否具有成功进行注模加工和(he)控(kong)制(zhi)的潜(qian)在能力。例如，在一个没(mei)有温度控(kong)制(zhi)的环境中是很难制(zhi)造出精密注塑齿轮的。在湿度90%、温度华氏100°的情况下加工精密注塑齿轮极其(qi)困难。

注塑齿轮的检测 多年来，齿轮检测技术不断改进，以精确测定(ding)齿轮切(qie)削(xiao)加工中产生(sheng)的大部分误(wu)差(cha)。渐(jian)开线齿廓的扫描测量通常只检测一圈中的少(shao)数几个齿。金属齿轮在滚削(xiao)、插削(xiao)等齿轮机床上加工而成，各齿的齿形基本相同。而注塑齿轮则(ze)可能在齿轮任一齿面的某个位(wei)置上出现(xian)很大的个别误(wu)差(cha)。更有甚者，模注工艺还可能引(yin)入(ru)许多与传(chuan)统机械加工不同类型的误(wu)差(cha)。 由于任何注塑齿轮都(du)要收(shou)缩，而渐(jian)开线齿廓是一种目(mu)标(biao)齿形，并(bing)不是一个给(gei)定(ding)数值。无论(lun)是采用径节、模数、基节、压(ya)力角或任何其(qi)它渐(jian)开线参数来控(kong)制(zhi)齿轮几何形状(zhuang)，对于实际的加工零件(jian)而言(yan)，这(zhe)些参数都(du)是变量。对于这(zhe)些变化的参数，有必(bi)要设定(ding)实际可行的公差(cha)。 能够确定(ding)注塑齿轮尺寸合格(ge)（位(wei)于公差(cha)带(dai)中）的唯一方法是扫描测量渐(jian)开线齿廓，确定(ding)齿轮的实际物(wu)理几何尺寸。但可能存在以下情况：注塑齿轮的尺寸已(yi)完全(quan)超出公差(cha)要求，但滚动综合检测结(jie)果仍然合格(ge)。例如一个齿轮的齿廓检测结(jie)果，其(qi)渐(jian)开线基圆已(yi)远远偏离了(liao)规定(ding)值。被测齿轮有64个齿，所(suo)用测量齿轮也(ye)有64个齿，滚动检测中齿轮的同时啮合齿数较多，测量结(jie)果中几乎没(mei)有一齿综合偏差(cha)。这(zhe)种齿轮虽然看起来较大，但基圆很小。由于齿轮的齿厚(hou)减(jian)薄，因此在滚动检测中可以达到良好的技术指标(biao)。而一旦将这(zhe)些注塑齿轮零件(jian)提供给(gei)用户，与正确尺寸的金属齿轮啮合时就会立即失效。 为了(liao)防止出现(xian)这(zhe)种误(wu)差(cha)，必(bi)须对齿轮每一项标(biao)注公差(cha)的尺寸变量制(zhi)定(ding)技术规范。其(qi)中一个获(huo)得AGMA（美(mei)国(guo)齿轮制(zhi)造商协会）认可的技术规范是最近才完成的《注塑齿轮检测指南》。 注塑齿轮的建议(yi)技术参数在AGMA系统中，采用齿轮的基圆几何参数作为基本控(kong)制(zhi)参数。间接的齿轮参数如径节和(he)压(ya)力角等作为工作数据，在传(chuan)统分析时作为参考基准。 齿轮滚动检测可认为是在批(pi)量生(sheng)产中确保注塑齿轮质量一致性的最好方法。它不仅表述了(liao)齿轮的综合总(zong)误(wu)差(cha)（TCE）或一齿综合误(wu)差(cha)（TTE），同时还能确定(ding)被测齿轮与测量齿轮啮合的实际中心距(ju)是否位(wei)于指定(ding)的正负公差(cha)带(dai)内。这(zhe)就提供了(liao)一种简便的方法来确保注塑齿轮日常生(sheng)产的一致性。对于一批(pi)样本齿轮滚动检测结(jie)果的统计分析，可以确定(ding)齿轮的总(zong)体形状(zhuang)和(he)绝(jue)对尺寸是否处于公差(cha)带(dai)内。滚动检测对于注塑齿轮而言(yan)，更像是建立了(liao)一种滚动检测合格(ge)验证，并(bing)应(ying)确保每天生(sheng)产的注塑齿轮都(du)要符合这(zhe)一验证。

    注塑齿轮的发(fa)展前景相当乐观。材(cai)料不断获(huo)得巨大改进，注塑机械越(yue)来越(yue)精密，检测设备已(yi)能对这(zhe)些独(du)特的注塑齿轮进行高精度测量。将来，可以期待用注塑齿轮替代金属齿轮应(ying)用于较轻载荷的传(chuan)动应(ying)用中。厂(chang)家们正在继续寻找那些不能采用金属齿轮，而塑料齿轮却有用武之地的使用场(chang)合和(he)领(ling)域。 为了(liao)进入(ru)这(zhe)些新的潜(qian)在应(ying)用领(ling)域，必(bi)须正确实施(shi)每一个步骤，挖掘注塑齿轮的每一个优点。其(qi)结(jie)果是将开发(fa)出性能优异的新一代动力传(chuan)输(shu)产品。