MC尼龍齒輪的設(shè)計的基本要求

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MC尼龍齒輪的設(shè)計的基本要求

2013-10-24


    MC尼龍兼有耐疲勞、抗沖擊和耐磨等性質(zhì),使其在齒輪應(yīng)用上極受歡迎,已成功地應(yīng)用在直齒輪、蝸輪、斜齒輪和螺旋齒輪上有半個世紀(jì)的歷史。今天在各行業(yè),MC尼龍齒輪正不斷地替代鋼材、木材、銅材、鑄鐵、酚醛。
    制造MC尼龍齒輪,首先澆鑄成毛坯件,然后按圖紙要求機械加工成齒輪,其過程和金屬齒輪的加工基本一樣。
    MC尼龍齒輪在工作時,由于接觸表面受力摩擦,產(chǎn)生大量的熱,摩擦熱超過MC尼龍使用溫度的極限(約120℃),會影響齒輪的正常工作。其他因素,如負(fù)載不變時,則隨齒輪轉(zhuǎn)速的增高,摩擦熱也隨之增大,極限情況下甚至導(dǎo)致齒牙表面熔融。因此,設(shè)計MC尼龍齒輪時,不僅要考慮材料的許用應(yīng)力,還要考慮它的形變因素。根據(jù)實際使用經(jīng)驗,純MC尼龍齒輪的最大線速度應(yīng)限制在25m/s以內(nèi),最高使用溫度不宜超過120℃。近年來,由于MC尼龍聚合和復(fù)合材料工藝技術(shù)的發(fā)展,MC尼龍的使用溫度也不斷提升。
    MC尼龍齒輪出現(xiàn)損壞的情況,一般是齒牙因疲勞而折斷,二齒面壓縮疲勞或磨耗損壞的現(xiàn)象則幾乎沒有。迄今為止,對使用MC尼龍或者其他工程塑料制造齒輪,還沒有一套完整的國家標(biāo)準(zhǔn)。因此,設(shè)計MC尼龍齒輪時,著重考慮如下因素:1、MC尼龍材料的機械強度;2、齒輪形狀、模數(shù)及厚度;3、齒輪轉(zhuǎn)速;4、嚙合齒輪的光潔度;5、輪緣齒寬;6、潤滑方式;7、惰性力;8、齒輪使用壽命等。

MC尼龍齒輪設(shè)計的注意事項
1、壓力角和齒形
    漸開線齒形,其壓力角為20°的標(biāo)準(zhǔn)齒,從前度和磨損性等方面來看是最好的;壓力角也為20°的短齒,不能傳遞高負(fù)載,磨損也大。14.5°的短齒,齒根強度差,也不理想。其他壓力角和齒形的齒輪實際應(yīng)用不多。
2、齒間隙
    齒間隙對MC尼龍齒輪的性能影響頗大,由于MC尼龍材料的熱膨脹比金屬大。因此,吸濕尺寸也要增大,所以MC尼龍齒輪的齒間隙要比金屬齒輪大。齒間隙量一般為模數(shù)的6%—10%,但也有低于此值的。當(dāng)齒數(shù)在35一下時,齒隙量為模數(shù)的10%;齒數(shù)超過35,齒隙量可用Hachman提出的實驗公式:

Sf=S0+0.02α(εδ+εf)·sinα

式中 Sf——齒隙量,mm;
     S0——如金屬齒輪所必要的齒隙量,S0=m/30,m為模數(shù);
     α——中心距離,mm;
    εδ——熱膨脹修正值;
     εf——吸濕修正值;
     α——嚙合壓力角。
3、齒輪的破損,往往是由于齒根角和鍵槽角的裂紋而引起斷裂。所以設(shè)計MC尼龍齒輪時,要對鍵槽的強度進行計算,同時,鍵槽的拐角必須是圓角,約0.5—3R。
    鍵槽的強度計算,加在鍵槽上的面壓力p由公式計算:
              p=1.91×107H/(d·l·h·n)
式中 p——加于鍵槽上的面壓力,Pa;
     H——傳動功率,W;
     n——齒輪轉(zhuǎn)數(shù),r/min;
     d——軸徑,cm
     h——鍵槽深,cm;
     l——鍵槽長度,cm。
鑄型尼龍齒輪的鍵槽最大許用面壓為20MPa,從齒根到鍵槽頂?shù)木嚯x原則上是齒高的2倍。