注塑齒輪與機加工(gōng)齒輪相比，除了利用漸開(kāi)線共轭來傳遞運動這一(yī)點相同外(wài)，幾乎沒有其它共同之處。這兩種齒輪具有本質上的區别。機加工(gōng)齒輪是在爲特定加工(gōng)任務而設計的專用齒輪機床上切削加工(gōng)至規定尺寸；注塑齒輪則是在齒輪模腔中(zhōng)注塑成形，該模腔通常用線切割放(fàng)電加工(gōng)機床（EDMs）加工(gōng)而成。注塑齒輪模腔的尺寸大(dà)小(xiǎo)可保證注模後經冷卻收縮的注塑齒輪具有正确的尺寸公差。用一(yī)個模腔可以加工(gōng)出上百萬個注塑齒輪。
      齒輪切削加工(gōng)制造商(shāng)承擔的任務是按照公差要求切削加工(gōng)出每一(yī)個齒輪。而注塑齒輪制造商(shāng)面臨的任務則是制造出一(yī)個接近完美的齒輪模腔，然後用這個模腔加工(gōng)出所有符合公差要求的齒輪。這一(yī)看來雖小(xiǎo)但卻意義重大(dà)的差别導緻了很多其它變化。這種差異在一(yī)旦決定采用注塑齒輪時就已形成。
注塑齒輪的設計
      毫無疑問，注塑齒輪必須在模腔内成形。這一(yī)事實導緻了重要的後果。注模型腔和其中(zhōng)的軸類零件很難具有機械傳動機構所能提供的精密公差。型腔和齒輪有可能随着濕度和溫度的變化以不同的比率收縮或膨脹。随着本地條件的不同，注塑齒輪的強度、硬度甚至傳動效率都将有所變化。在承載情況下(xià)，輪齒表面的溫度将會升高，從而影響塑料的特性。由于存在這些變量及其它一(yī)些因素，有必要對齒輪的輪齒進行定制設計。
      注塑齒輪設計的優勢體(tǐ)現在應用上。大(dà)部分(fēn)注塑齒輪傳動都是獨一(yī)無二的。一(yī)個齒輪可以精确設計爲隻有與另一(yī)個配對齒輪齧合時方能完成其指定功能。此外(wài)，注塑齒輪的優化設計與制造幾乎不必考慮工(gōng)具因素。
      線切割放(fàng)電加工(gōng)機床制造的模腔，其精度取決于計算機輔助設計的精度。齒輪模腔的公差可達到微米級。事實上，不再需要傳統的滾刀，徑節或模數也不再是重要的技術參數。漸開(kāi)線基圓成爲重要的變量。壓力角能以模拟量方式進行調整，以平衡輪齒齧合時強度與高度的關系。定制設計的齒輪與标準齒輪相比，在性能、安靜度以及允許公差方面都有很大(dà)的改進和提高。
齒輪注模裝置
      經過齒輪齧合設計和制定公差後，下(xià)一(yī)步需要制作注模裝置。齒輪注模裝置必須精密，具有良好的熱穩定性，經過硬化的滑套和表面，精确的齒輪模腔形狀，以及設計高壓注射模。齒輪模腔本身必須根據選用的模具材料專門設計。
      對于特定應用場合的注塑齒輪，由于受到許多因素的影響，無法精确預測其實際收縮量。其中(zhōng)最重要的因素是注塑齒輪在模腔中(zhōng)的收縮并非各向同性。齒輪主體(tǐ)的收縮情況可能與制造者的預測比較接近，但由于齒輪輪齒的周圍是鋼材，因此其冷卻形态與較大(dà)齒輪主體(tǐ)的宏觀冷卻形态不同。
      确定收縮量的一(yī)個較好方法是二步趨近法。預先估計齒輪的收縮系數，據此制成注塑模具并加工(gōng)出首批齒輪後，對齒輪樣件的漸開(kāi)線齒廓進行精密測量，以确定各部分(fēn)的收縮率，然後根據測得的收縮率重新制作新的模腔，最後就可以得到幾何精度合格的注塑齒輪。隻有通過對齒廓的檢測，才能精确确定漸開(kāi)線的收縮率。通過對齒輪的滾動檢測，可以得知(zhī)齒輪不均勻收縮的某些狀況，但有時也會引起誤導。
      有時可選用玻璃填充材料來制造注塑齒輪，由于這種材料收縮率很低，此時收縮現象不再成爲注模設計中(zhōng)的問題。但這種方法也可能引起新的問題。未填充玻璃的工(gōng)程樹(shù)脂如尼龍和乙縮醛，雖然存在收縮，但能注模加工(gōng)出非常精密的形狀。而玻璃填充材料在注塑流前面彙合處會産生(shēng)搭接線，它将引起輪齒表面變形以及在齒輪上産生(shēng)一(yī)些局部薄弱點。一(yī)般來說，玻璃填充齒輪與未填充玻璃的同等齒輪相比，在壽命期内更易磨損。填充材料通常隻用于有特殊需要的場合，如當齒輪超重将成爲問題時。
齒輪注模工(gōng)藝
      各種注模工(gōng)藝和注模機械都不盡相同。齒輪注模工(gōng)藝對精确性和重複性要求較高。一(yī)般來說，高精度齒輪需要用新樹(shù)脂制造。但即使使用新樹(shù)脂，材料仍須具有合适的幹燥度，其熔化溫度必須精确控制并可重複，注塑壓力也必須精确控制。還必須考慮注模裝置與注模工(gōng)藝過程控制的協調一(yī)緻。
      當在高溫高壓下(xià)進行注模加工(gōng)時，熔化的塑料必須取代模腔中(zhōng)的空氣。因此必須設立可讓空氣排出而樹(shù)脂又(yòu)不會流出的排氣口。如果排氣口太小(xiǎo)，氣體(tǐ)排出不暢，可能會引起燃燒；如果排氣口太大(dà)，熔化的塑料将會流出，并在零件上形成飛邊。
      建議注塑齒輪用戶在最終簽訂合同之前去(qù)訪問一(yī)□□□塑齒輪加工(gōng)廠。大(dà)緻考察一(yī)□□□模設備情況、工(gōng)廠的清潔程度、檢測能力和人員(yuán)配備等，這将有助于正确評價該廠是否具有成功進行注模加工(gōng)和控制的潛在能力。例如，在一(yī)個沒有溫度控制的環境中(zhōng)是很難制造出精密注塑齒輪的。在濕度90%、溫度華氏100°的情況下(xià)加工(gōng)精密注塑齒輪極其困難。
注塑齒輪的檢測
      多年來，齒輪檢測技術不斷改進，以精确測定齒輪切削加工(gōng)中(zhōng)産生(shēng)的大(dà)部分(fēn)誤差。漸開(kāi)線齒廓的掃描測量通常隻檢測一(yī)圈中(zhōng)的少數幾個齒。金屬齒輪在滾削、插削等齒輪機床上加工(gōng)而成，各齒的齒形基本相同。而注塑齒輪則可能在齒輪任一(yī)齒面的某個位置上出現很大(dà)的個别誤差。更有甚者，模注工(gōng)藝還可能引入許多與傳統機械加工(gōng)不同類型的誤差。
      由于任何注塑齒輪都要收縮，而漸開(kāi)線齒廓是一(yī)種目标齒形，并不是一(yī)個給定數值。無論是采用徑節、模數、基節、壓力角或任何其它漸開(kāi)線參數來控制齒輪幾何形狀，對于實際的加工(gōng)零件而言，這些參數都是變量。對于這些變化的參數，有必要設定實際可行的公差。
      能夠确定注塑齒輪尺寸合格（位于公差帶中(zhōng)）的唯一(yī)方法是掃描測量漸開(kāi)線齒廓，确定齒輪的實際物(wù)理幾何尺寸。但可能存在以下(xià)情況：注塑齒輪的尺寸已完全超出公差要求，但滾動綜合檢測結果仍然合格。例如一(yī)個齒輪的齒廓檢測結果，其漸開(kāi)線基圓已遠遠偏離(lí)了規定值。被測齒輪有64個齒，所用測量齒輪也有64個齒，滾動檢測中(zhōng)齒輪的同時齧合齒數較多，測量結果中(zhōng)幾乎沒有一(yī)齒綜合偏差。這種齒輪雖然看起來較大(dà)，但基圓很小(xiǎo)。由于齒輪的齒厚減薄，因此在滾動檢測中(zhōng)可以達到良好的技術指标。而一(yī)旦将這些注塑齒輪零件提供給用戶，與正确尺寸的金屬齒輪齧合時就會立即失效。
      爲了防止出現這種誤差，必須對齒輪每一(yī)項标注公差的尺寸變量制定技術規範。其中(zhōng)一(yī)個獲得AGMA（美國齒輪制造商(shāng)協會）認可的技術規範是最近才完成的《注塑齒輪檢測指南(nán)》。
注塑齒輪的建議技術參數
      在AGMA系統中(zhōng)，采用齒輪的基圓幾何參數作爲基本控制參數。間接的齒輪參數如徑節和壓力角等作爲工(gōng)作數據，在傳統分(fēn)析時作爲參考基準。
      齒輪滾動檢測可認爲是在批量生(shēng)産中(zhōng)确保注塑齒輪質量一(yī)緻性的最好方法。它不僅表述了齒輪的綜合總誤差（TCE）或一(yī)齒綜合誤差（TTE），同時還能确定被測齒輪與測量齒輪齧合的實際中(zhōng)心距是否位于指定的正負公差帶内。這就提供了一(yī)種簡便的方法來确保注塑齒輪日常生(shēng)産的一(yī)緻性。對于一(yī)批樣本齒輪滾動檢測結果的統計分(fēn)析，可以确定齒輪的總體(tǐ)形狀和絕對尺寸是否處于公差帶内。滾動檢測對于注塑齒輪而言，更像是建立了一(yī)種滾動檢測合格驗證，并應确保每天生(shēng)産的注塑齒輪都要符合這一(yī)驗證。
      注塑齒輪的發展前景相當樂觀。材料不斷獲得巨大(dà)改進，注塑機械越來越精密，檢測設備已能對這些獨特的注塑齒輪進行高精度測量。将來，可以期待用注塑齒輪替代金屬齒輪應用于較輕載荷的傳動應用中(zhōng)。廠家們正在繼續尋找那些不能采用金屬齒輪，而塑料齒輪卻有用武之地的使用場合和領域。
      爲了進入這些新的潛在應用領域，必須正确實施每一(yī)個步驟，挖掘注塑齒輪的每一(yī)個優點。其結果是将開(kāi)發出性能優異的新一(yī)代動力傳輸産品。
      注塑齒輪與機加工(gōng)齒輪相比，除了利用漸開(kāi)線共轭來傳遞運動這一(yī)點相同外(wài)，幾乎沒有其它共同之處。這兩種齒輪具有本質上的區别。機加工(gōng)齒輪是在爲特定加工(gōng)任務而設計的專用齒輪機床上切削加工(gōng)至規定尺寸；注塑齒輪則是在齒輪模腔中(zhōng)注塑成形，該模腔通常用線切割放(fàng)電加工(gōng)機床（EDMs）加工(gōng)而成。注塑齒輪模腔的尺寸大(dà)小(xiǎo)可保證注模後經冷卻收縮的注塑齒輪具有正确的尺寸公差。用一(yī)個模腔可以加工(gōng)出上百萬個注塑齒輪。
      齒輪切削加工(gōng)制造商(shāng)承擔的任務是按照公差要求切削加工(gōng)出每一(yī)個齒輪。而注塑齒輪制造商(shāng)面臨的任務則是制造出一(yī)個接近完美的齒輪模腔，然後用這個模腔加工(gōng)出所有符合公差要求的齒輪。這一(yī)看來雖小(xiǎo)但卻意義重大(dà)的差别導緻了很多其它變化。這種差異在一(yī)旦決定采用注塑齒輪時就已形成。
齒輪注模工(gōng)藝 
      各種注模工(gōng)藝和注模機械都不盡相同。齒輪注模工(gōng)藝對精确性和重複性要求較高。一(yī)般來說，高精度齒輪需要用新樹(shù)脂制造。但即使使用新樹(shù)脂，材料仍須具有合适的幹燥度，其熔化溫度必須精确控制并可重複，注塑壓力也必須精确控制。還必須考慮注模裝置與注模工(gōng)藝過程控制的協調一(yī)緻。
      當在高溫高壓下(xià)進行注模加工(gōng)時，熔化的塑料必須取代模腔中(zhōng)的空氣。因此必須設立可讓空氣排出而樹(shù)脂又(yòu)不會流出的排氣口。如果排氣口太小(xiǎo)，氣體(tǐ)排出不暢，可能會引起燃燒；如果排氣口太大(dà)，熔化的塑料将會流出，并在零件上形成飛邊。
      建議注塑齒輪用戶在最終簽訂合同之前去(qù)訪問塑齒輪加工(gōng)廠。大(dà)緻考察模設備情況、工(gōng)廠的清潔程度、檢測能力和人員(yuán)配備等，這将有助于正确評價該廠是否具有成功進行注模加工(gōng)和控制的潛在能力。例如，在一(yī)個沒有溫度控制的環境中(zhōng)是很難制造出精密注塑齒輪的。在濕度90%、溫度華氏100°的情況下(xià)加工(gōng)精密注塑齒輪極其困難。
注塑齒輪的檢測
      多年來，齒輪檢測技術不斷改進，以精确測定齒輪切削加工(gōng)中(zhōng)産生(shēng)的大(dà)部分(fēn)誤差。漸開(kāi)線齒廓的掃描測量通常隻檢測一(yī)圈中(zhōng)的少數幾個齒。金屬齒輪在滾削、插削等齒輪機床上加工(gōng)而成，各齒的齒形基本相同。而注塑齒輪則可能在齒輪任一(yī)齒面的某個位置上出現很大(dà)的個别誤差。更有甚者，模注工(gōng)藝還可能引入許多與傳統機械加工(gōng)不同類型的誤差。
      由于任何注塑齒輪都要收縮，而漸開(kāi)線齒廓是一(yī)種目标齒形，并不是一(yī)個給定數值。無論是采用徑節、模數、基節、壓力角或任何其它漸開(kāi)線參數來控制齒輪幾何形狀，對于實際的加工(gōng)零件而言，這些參數都是變量。對于這些變化的參數，有必要設定實際可行的公差。
      能夠确定注塑齒輪尺寸合格（位于公差帶中(zhōng)）的唯一(yī)方法是掃描測量漸開(kāi)線齒廓，确定齒輪的實際物(wù)理幾何尺寸。但可能存在以下(xià)情況：注塑齒輪的尺寸已完全超出公差要求，但滾動綜合檢測結果仍然合格。例如一(yī)個齒輪的齒廓檢測結果，其漸開(kāi)線基圓已遠遠偏離(lí)了規定值。被測齒輪有64個齒，所用測量齒輪也有64個齒，滾動檢測中(zhōng)齒輪的同時齧合齒數較多，測量結果中(zhōng)幾乎沒有一(yī)齒綜合偏差。這種齒輪雖然看起來較大(dà)，但基圓很小(xiǎo)。由于齒輪的齒厚減薄，因此在滾動檢測中(zhōng)可以達到良好的技術指标。而一(yī)旦将這些注塑齒輪零件提供給用戶，與正确尺寸的金屬齒輪齧合時就會立即失效。
      爲了防止出現這種誤差，必須對齒輪每一(yī)項标注公差的尺寸變量制定技術規範。其中(zhōng)一(yī)個獲得AGMA（美國齒輪制造商(shāng)協會）認可的技術規範是最近才完成的《注塑齒輪檢測指南(nán)》。
注塑齒輪的建議技術參數
      在AGMA系統中(zhōng)，采用齒輪的基圓幾何參數作爲基本控制參數。間接的齒輪參數如徑節和壓力角等作爲工(gōng)作數據，在傳統分(fēn)析時作爲參考基準。
      齒輪滾動檢測可認爲是在批量生(shēng)産中(zhōng)确保注塑齒輪質量一(yī)緻性的最好方法。它不僅表述了齒輪的綜合總誤差（TCE）或一(yī)齒綜合誤差（TTE），同時還能确定被測齒輪與測量齒輪齧合的實際中(zhōng)心距是否位于指定的正負公差帶内。這就提供了一(yī)種簡便的方法來确保注塑齒輪日常生(shēng)産的一(yī)緻性。對于一(yī)批樣本齒輪滾動檢測結果的統計分(fēn)析，可以确定齒輪的總體(tǐ)形狀和絕對尺寸是否處于公差帶内。滾動檢測對于注塑齒輪而言，更     像是建立了一(yī)種滾動檢測合格驗證，并應确保每天生(shēng)産的注塑齒輪都要符合這一(yī)驗證。
      注塑齒輪的發展前景相當樂觀。材料不斷獲得巨大(dà)改進，注塑機械越來越精密，檢測設備已能對這些獨特的注塑齒輪進行高精度測量。将來，可以期待用注塑齒輪替代金屬齒輪應用于較輕載荷的傳動應用中(zhōng)。廠家們正在繼續尋找那些不能采用金屬齒輪，而塑料齒輪卻有用武之地的使用場合和領域。
      爲了進入這些新的潛在應用領域，必須正确實施每一(yī)個步驟，挖掘注塑齒輪的每一(yī)個優點。其結果是将開(kāi)發出性能優異的新一(yī)代動力傳輸産品。