微型齿轮用 PA46，比 POM 强在哪里？

小模数齿轮，传统用 POM。近几年的高扭矩场景，开始换 PA46。

换的理由不是更硬，是「温度上来之后还硬」。

POM 的天花板

POM 的刚性好、摩擦系数低，是齿轮的经典材料。但它有一个短板：耐温。

POM 的长期使用温度在 90℃ 上下，超过之后刚性下降、蠕变加快。

微型齿轮装在电机旁边，温度经常到 100℃ 以上。这个温度，POM 就在边缘。

所以高扭矩、高温的场景，POM 不是最优解。要找耐温更高、刚性更好的材料。

PA46 的熔点 295℃、长期耐温 150℃ 以上，正好补上这一段。

PA46 的韧与刚

PA46 的酰胺键密度高，结晶度高，刚性好。30% 玻纤的牌号，拉伸 200MPa 量级。

但玻纤对齿轮不友好。玻纤会磨对偶齿轮，也会让齿面的精度下降。

所以齿轮通常用未增强或者低玻纤的 PA46，靠基体的韧性，不靠玻纤的刚性。

未增强的 PA46，韧性好、耐疲劳，适合有冲击的场合。这是它与 POM 的主要差别。

玻纤牌号也能做齿轮，但要选短玻纤或者球状填料，减少对齿面的磨损。

这一条要跟材料供应商确认：填料的形态，比含量更影响齿轮的寿命。

齿面粗糙度也影响寿命。模具的齿面要抛到 Ra 0.4 以下，太粗会加速磨损。

要注意的是，未增强的 PA46 收缩大（1.1% 量级），齿轮的精度要靠模具补。

收缩还带方向性。齿轮的齿形在径向与切向的收缩不同，模具的补偿要分方向做。

所以齿轮模的加工，不能用「等比放大」的简单补偿，要按实测修。

修模的顺序是先改中心距，再改齿厚。中心距定不下来，齿厚改了也白改。

修模之前先确认工艺稳定。工艺还在漂的时候改模，改完还是不稳。

小模数齿轮的型腔，通常是多腔。多腔的平衡，比单腔的补偿更难。

多腔模的温度要分区控。各腔温度不一致，齿厚就差，装配时松紧不一。

齿轮的三个关键尺寸

第一，齿厚。齿厚决定强度，也决定侧隙。齿厚差 0.02mm，噪声就变。

第二，中心距。中心距决定啮合，差 0.03mm 就会咬合过紧或者过松。

第三，端面跳动。端面跳动大，齿轮转起来会摆，噪声与磨损都上升。

三个尺寸里，中心距最难控。它由模具的型腔位置决定，也受收缩影响。

所以齿轮模的型腔位置，要按收缩补偿。补偿量按材料与件型算，不能照抄。

成型：PA46 的窗口

PA46 的熔体必须高于 305℃，最佳 305–320℃。低于 305 打不满，高于 320 降解。

微型齿轮的齿槽很窄，填充难。所以温度要取窗口的中上段，射速要快。

射速快带来剪切热，熔体温度上升。要核算，避免局部超过 320℃。

模温原厂未给，按件型取高值，让结晶充分、尺寸稳定。

停机要清料。PA46 滞留会降解，微型件的降解更明显，齿面会发黄、发脆。

磨损与配对

齿轮的磨损，取决于配对材料、润滑、载荷。PA46 对 PA46 的配对，磨损比 PA46 对钢大。

常见的配对是 PA46 对 POM、PA46 对钢。两种的磨损机理不一样。

有润滑的场合，磨损小；干摩擦的场合，要靠材料的自润滑性。

PA46 的自润滑性不如 POM，干摩擦的场合要加润滑剂或者改配对。

这一条在选材时要问清：有没有润滑、配对是什么、载荷多大。三个都不知道，选不准。

润滑的方式也分：油脂、油浴、自润滑。前两种要留油路，后一种靠材料本身。

微型齿轮多用油脂，装配时点一次，寿命内不再补。这种情况下，材料的自润滑性次要。

油脂的黏度要选对。太稠，低温启动阻力大；太稀，高温会流失。

验证

齿轮的验证：尺寸（齿厚、中心距、跳动）、强度（齿根弯曲）、耐磨（台架跑合）、噪声。

台架跑合是最接近实际的一项。跑合几百小时后测齿厚变化，能看出磨损率。

噪声的测试要在实际工况下做。空载的噪声与负载的噪声不一样。

还有一条：吸湿。PA46 吸水后尺寸膨胀，齿厚变大，侧隙变小。装配前要控制含水。

把模数、齿数、载荷、温度、配对材料发来，我们按材料与收缩核一遍，确认后再报价格。

疲劳也是要算的。齿根的交变应力，几百万次后会出裂纹，选材要按疲劳曲线核。