塑料齿轮在过去的 50 年里经历了从新型材料到重要的工业材料的一个变化历程。
今天它们已经深入到许多不同的应用领域中,如汽车、手表、缝纫机、结构控制设施和导弹等,起到传递扭矩和运动形式的作用。除了现有的应用领域以外,新的、更难加工的齿轮应用领域将不断的出现,这种趋势还在深入发展中。
汽车工业已经成为塑料齿轮发展最快的一大领域,这一成功的变化是令人鼓舞的。汽车制造厂商正努力寻找各种汽车驱动的辅助系统,他们需要的是马达和齿轮等而不是功率、液压或者电缆。这种变化使得塑料齿轮深入应用到很多应用领域,从升降门、座位、跟踪前灯到刹车传动器、电动节气门段、涡轮调解装置等。塑料动力齿轮的应用进一步拓宽。在一些大尺寸要求的应用领域,塑料齿轮经常用来替代金属齿轮,如使用塑料的洗衣机传动装置等,这改变着齿轮在尺寸上的应用限度。塑料齿轮也应用到其它很多领域,如通风和空调系统(HVAC) 的减振驱动器、流动设施中的阀门传动、公共休息室中的自动冲扫器、小型航空器上用的控制表层稳定的动力螺旋器、军用领域中的螺砣仪以及操纵装置。
大尺寸、高强度的塑料齿轮
由于塑料齿轮成型上的优势以及可以成型更大、高精度和高强度的特征,这是塑料齿轮得以发展的一个重要原因。早期的塑料齿轮发展趋势一般是跨度小于 1 英寸,传输能力不超过 0.25 马力的直齿轮。现在齿轮可以做成许多不同的结构,传输动力一般为 2 马力,直径范围为 4-6 英寸。预测到 2010 年,塑料齿轮成型直径可以达到 18 英寸,传送能力可以提高到 10 马力以上。
如何设计出一个齿轮构型,在传送动力最大化的同时让传送错误和噪音最小化,还面临着很多难题。这就对齿轮的同心性、齿形以及其它的特性提出了很高的加工精确要求。某些斜齿轮,可能需要复杂的成型动作来制造最终的产品,其它的齿轮在较厚部分需要使用芯齿来减少收缩。虽然很多成型专家使用了最新的聚合材料、设备和加工技术达到了生产新一代塑料齿轮的能力,但是对于所有的加工者来说,将面临的一个真正的挑战是如何配合制造这种整个高精度产品