塑料3K-Ⅱ型微行星齿轮减速器设计方法与注塑成型

技术的研究

微机械是面向21世纪的新科技,对人类未来社会具有重要影响。微行星齿轮减速器是微机械驱动器的重要组成部分。为了实现微机械的轻量化以及促进微行星齿轮减速器的批量生产,本文以塑料微行星齿轮减速器为研究对象,对3K-Ⅱ型微行星齿轮减速器的结构组成、运行原理以及设计依据与方法进行了详细的分析,对其可能工作条件下的力学性能进行了计算,并设计制造了该微行星齿轮减速器中固定内齿轮与输出内齿轮的注塑成型模具,最后对固定内齿轮与输出内齿轮的注塑成型工艺参数设置进行了预测。论文的主要内容如下:(1)以角度变位的方法设计了模数0.2mm、机构外形尺寸10mm的塑料微行星齿轮减速器。借鉴已有的金属微行星齿轮减速器的设计方法,对其进行了验证并加以改进,引入合理的齿形修正方法,构建了塑料微行星齿轮减速器的立体装配模型。(2)选用聚甲醛作为塑料微行星齿轮减速器的制造材料,应用修正公式计算了塑料微行星齿轮减速器中转速最高的太阳轮的强度,并使用Ansys软件对组成塑料微行星齿轮减速器的各齿轮进行力学性能分析,研究所设计的塑料微行星齿轮减速器所能承受的极限工作条件和使用寿命,为塑料微行星齿轮减速器以后的应用场合提供相应的理论依据。(3)对于该微行星齿轮减速器中的固定内齿轮与输出内齿轮,设计制造了其注塑成型模具。模具型腔设计采用镶拼的方式。为了使塑料微行星齿轮减速器具有足够的强度,塑料齿轮的厚度大于1mm,因此注塑成型模具的型腔镶块没有采用光刻技术进行加工,而是使用放电加工中的线切割加工方式。(4)使用Moldflow软件对塑料微行星齿轮减速器中的内齿轮的微注塑成型过程进行模拟,以对微注塑成型过程中可能产生的缺陷进行预测,分析其产生条件与形成机理,找出影响制品质量的关键因素及其作用关系。