粉末冶金齒輪(PM)的設計原則包括壓坯脫模,模具裝粉,厚度變化,過渡圓角,倒角,鍵槽,齒形等方面, 具體如下:
1:壓坯脫模 粉末冶金齒輪成形一般都是在垂直方向進行的, 所以像齒輪根切、倒錐角、與壓制方向垂直的孔和槽、螺紋、菱形滾花和凹角等結構都會妨礙壓坯從模具中脫模, 必須對它們進行一些修改, 修改成能夠脫模的形狀, 經燒結後再輔助機加工。
2:模具裝粉 粉末冶金齒輪的設計應該考慮在壓制過程中粉末能夠易於填充整個型腔。 金屬粉末不能象液體一樣易於流動, 因此, 齒輪應該避免有極薄壁的截面、細窄凹槽、尖角和很深的沉孔,
3:間隔齒輪、鏈輪或偏心輪的輪毅都可用粉末冶金法直接成形, 但是在設計中要保證輪毅的外徑和齒根徑之間有足夠大的允許間隔, 即輪毅直徑和齒根直徑這差不能少於3.Omm, 單面不得小於1.5mm(如下圖所示)。 此外, 齒輪設計中也要保證孔內徑和齒根徑之間有足夠大的間隔, 其變化範圍可從小齒輪的0.9mm到較大齒輪的7.5mm, 視具體情況而定。
4)厚度變化 粉末冶金多聯齒輪易於直接成形, 但其結構上應儘量避免在截面厚度上的急劇變化(如下圖所示)。 因為截面急劇變化的零件將引起密度的變化,
5)過渡圓角 複合多檯面結構的齒輪應儘量避免直角相交, 如帶法蘭的壓坯和雙聯齒輪, 在截面變化的分界處一般需要做成半徑不小於0.25mm的圓角, 這些過渡圓角明顯增強壓坯的整體性。 壓制時尖角部位不利於粉末充填, 並且易產生應力集中和開裂。
6)倒角 齒輪外形設計常常對一些邊角進行處理, 如齒頂和齒根端面倒角以及內外徑的倒角。 倒角一般採用3 0一4 5。 並在倒角末端做出不小於0.25mm的平臺(如下圖所示)。 倒角有兩個主要目的:①提高齒的密度。
7)鍵槽 齒輪的鍵槽可採用凸鍵、凹鍵或平鍵, 但當齒根圓直徑與帶鍵的中心孔直徑相近, 即出現局部狹窄時, 建議採用凹鍵或平鍵(如下圖所示), 以利於粉末充填均勻和增強壓坯和模沖的強度。
8)減重孔 當齒輪外徑較大, 需要減重時, 減重孔推薦採用圓形(如下圖所示), 因為圓形孔易於加工製造和安裝, 可降低成本。
9)齒形 齒輪的完整漸開線齒形可用粉末冶金法成形, 如果在粉末冶金齒輪齒形的齒頂和齒根的尖角處修改成圓滑的圓弧過渡圓結構時,
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