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粉末冶金齿轮有哪些设计原则?

2021-06-22

    粉末冶金齿轮在整个粉末冶金零件中处于快速发展的地位,粉末冶金齿轮的设计原则包括压坯脱模,模具装粉,厚度变化,过渡圆角,倒角,键槽,齿形等方面,粉末冶金伞齿轮是从用失蜡铸造改成粉末冶金法生产,生产成本可减低。具体如下:



    1:压坯脱模粉末冶金齿轮成形一般都是在垂直方向进行的,所以像齿轮根切、倒锥角、与压制方向垂直的孔和槽、螺纹、菱形滚花和凹角等结构都会妨碍压坯从模具中脱模,必须对它们进行一些修改,修改成能够脱模的形状,经烧结后再辅助机加工。


    2:模具装粉粉末冶金齿轮的设计应该考虑在压制过程中粉末能够易于填充整个型腔。金属粉末不能象液体一样易于流动,因此,齿轮应该避免有极薄壁的截面、细窄凹槽、尖角和很深的沉孔,否则金属粉末将会装粉不足,模冲易于折断。适当的简化设计还往往会提高模具的使用寿命。


    3:间隔齿轮、链轮或偏心轮的轮毅都可用粉末冶金法直接成形,但是在设计中要保证轮毅的外径和齿根径之间有足够大的允许间隔,即轮毅直径和齿根直径这差不能少于3.Omm,单面不得小于1.5mm。此外,齿轮设计中也要保证孔内径和齿根径之间有足够大的间隔,其变化范围可从小齿轮的0.9mm到较大齿轮的7.5mm,视具体情况而定。


    4:厚度变化粉末冶金多联齿轮易于直接成形,但其结构上应尽量避免在截面厚度上的急剧变化。因为截面急剧变化的零件将引起密度的变化,在烧结和热处理过程中易于产生变形和尺寸不稳定现象。对于多台面的零件,往往通过限制台面数来获得较佳的密度分布和强度。一个零件可有的台面数量是由压机类型和压制模具的设计来决定的。


    5:过渡圆角复合多台面结构的齿轮应尽量避免直角相交,如带法兰的压坯和双联齿轮,在截面变化的分界处一般需要做成半径不小于0.25mm的圆角,这些过渡圆角明显增强压坯的整体性。压制时尖角部位不利于粉末充填,并且易产生应力集中和开裂。


    6:倒角齿轮外形设计常常对一些边角进行处理,如齿顶和齿根端面倒角以及内外径的倒角。倒角一般采用30一45。并在倒角末端做出不小于0.25mm的平台。倒角有两个主要目的:①提高齿的密度。齿的密度越高其力学性能,特别是强度就越高。②减少毛刺的不利影响,在绝大部分情况下能防止毛刺的产生。毛刺通常是由模具各部分的配全间隙产生,它也能通过光饰或滚筒处理去除。


    7:键槽齿轮的键槽可采用凸键、凹键或平键,但当齿根圆直径与带键的中心孔直径相近,即出现局部狭窄时,建议采用凹键或平键,以利于粉末充填均匀和增强压坯和模冲的强度。


    8:减重孔当齿轮外径较大,需要减重时,减重孔推荐采用圆形,因为圆形孔易于加工制造和安装,可降低成本。


    9:齿形齿轮的完整渐开线齿形可用粉末冶金法成形,如果在粉末冶金齿轮齿形的齿顶和齿根的尖角处修改成圆滑的圆弧过渡圆结构时,齿根的强度可增高35%左右,并可降低运转噪音。


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