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发布时间:2020-12-25 13:09:36
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粉末冶金齿轮有哪些设计原则?

  粉末冶金齿轮在整个粉末冶金零件中处于迅速发展的地位。粉末冶金齿轮的设计原则包括压制脱模、模具装粉、厚度变化、过渡圆角、倒角、键槽、齿形等。粉末冶金锥齿轮用粉末冶金代替失蜡铸造生产,可降低生产成本。如下所示:

  1.压制脱模粉末冶金齿轮一般是在垂直方向上成型的,所以齿轮根切、倒锥角、垂直于压制方向的孔和槽、螺纹、金刚石滚花、凹角等结构都会阻碍压制好的坯料从模具中脱模。它们必须被修改成可以脱模的形状,然后通过烧结进行加工。

  2.采用保护渣的粉末冶金齿轮的设计应考虑到粉末在压制过程中很容易充满整个型腔。金属粉末不能像液体那样容易流动。因此,齿轮应避免极薄壁截面、窄槽、尖角和深沉孔,否则金属粉末加载不足,模具冲压容易断裂。适当的简化设计往往会提高模具的使用寿命。

  3.间隔齿轮、链轮或偏心齿轮的齿轮可以直接用粉末冶金成形,但在设计时,必须保证齿轮外径与齿根直径之间有足够大的允许间隙,即齿轮直径与齿根直径之差不应小于3mm,且单边不应小于1.5mm另外,在齿轮设计中,还需要保证孔径与齿根直径之间有足够大的间隔,可以从小齿轮的0.9mm到较大齿轮的7.5mm不等,视具体情况而定。

  4.厚度变化的粉末冶金多齿轮容易直接成形,但其结构应尽量避免截面厚度急剧变化。因为截面急剧变化的零件会引起密度变化,在烧结和热处理过程中容易产生变形和尺寸不稳定。对于多台面部件,通常通过限制台面的数量来获得更好的密度分布和强度。零件可用的台面数量由压机类型和压模设计决定。

  5.过渡圆角复合多台面结构的齿轮应尽量避免直角相交。比如带法兰和双联齿轮的压坯,一般需要在截面变化的边界处做半径不小于0.25mm的圆角。这些过渡圆角明显增强了生坯的完整性。压制时尖角不利于粉末填充,容易产生应力集中和开裂。

  6.倒角齿轮的外形设计中经常会处理一些拐角,如齿顶和齿根的倒角,内外径的倒角等。一般30-45用于倒角。并在倒角末端做一个不小于0.25mm的平台。倒角主要有两个目的:增加齿的密度。齿的密度越高,机械性能越高,尤其是强度。减少毛刺的不良影响,大多数情况下可以防止毛刺。毛刺通常是由于模具各部分间隙完全造成的,也可以通过精加工或辊处理去除。7:键槽齿轮的键槽可采用凸键、凹键或平键。但当齿根圆直径接近带键中心孔直径时,即出现局部收窄时,建议采用凹键或平键,以利于粉末填充均匀,增强压坯和冲模强度。

  8.减重孔当齿轮外径较大,需要减重时,减重孔建议为圆形,因为圆形孔易于制造和安装,可以降低成本。

  9.齿轮的完整渐开线齿廓可以用粉末冶金方法成形。如果将粉末冶金齿轮齿顶和齿根的尖角修改成光滑的圆弧过渡圆结构,齿根强度可提高35%左右,并可降低运行噪声。


 

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