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1、尼龙塑料齿轮的强度设计能源禅郑州机械设计轩宛所H丹1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 停递动力的尼龙塑料悔轮奘效，除磨损哦外，还 应考虑其折损和烧伤等*许多实鲨结果表明.尼龙塑 料齿轮帕折損也置大多发生在节点附近.而非金属世 轮齿的弯曲强度都崔利用路易斯玄式再为虑一部分系 敷来进行计龔的*动力尼龙塑料齿
2、轮采用路易嘉公式计算齿的弯曲强度时如果仍像钢齿轮那样将危险斷 面前惶H假定在齿根上.这就与实际情阮不大相符. 所以，对动力尼龙整料齿轮来说，应将其眩险斷面假” 谀在节点灶，如图1所族现将齿前弯曲强度计算方 袪介绍如下，供设计时養考。.*假设作用在齿顶上的载荷超这样的即齿丙法向 力为水乎力为F.节岖罔力為卅严问对于 节点处倉矩的力臂为Mj E习棋敦丘为齿塹。另外. 为了提高闵的承戳聽力乂可将尼龙塑料齿轮的齿厚旷 九 即节圆上的彈齿厚宣由0.5JOK再增加工昵 系敷 誉称为齿厚增减索数*可由塑料齿轮査宣咼到.划：时总Ffi=m -(1)S=(OHfljr+r)/n由作用在齿顶上的水平为申所产生的弯
3、矩为:鼠拄危险新面AAr上所产生时弯曲应力着为”则”Fhabs*)将式(1)的値代入上式，疑整理肩得：.F=0.4Li + 0.524r/nba,-(t)式中叭若用齿轮材料许用弯曲疲劳极覘4州替代， 就成了尼龙輕料直齿轮当其值合度】?%时，计算*摊.以载荷分担率月来表示。载荷分担率随齿形上的 不同楼而不同，因为齿面盲磨损这祥会使求已崖 摘恆的裁荷分遐率产生圉履，但其概略值可參见表 1尼龙塑料斛齿轮可以用当量直齿轮来替代.辭度大于农时瞬齿轮，其负担要比相同模且1 2的直齿轮要减少妙倍.因此，与e=L窿齿轮相当 的卿齿轮其附和载荷就应该対全热純的1/3倍M 芻膚耗閒谴成棘舍年良証凶宾豪荷分怛率再加
4、鈍笫， 剧臣皆为 5因此載荷増加垂欽处=”1色其置表sare和険荷境加系霰臨爲合度匚義荷甘担率01.2fi載蒲増加窮财“1.01.0Z I0JO.T1.4z0,50.6l.fl考虑比的罢响以“耐替代则可鞋到计雾 尼龙 M直齿轮承載能力前公式淘,FCO.411+fl.524t)即小“初(3)若直齿轮所传邀的功率为P(kW节圖圆周速 度为V(m/S),齿数为召 转速琬心则：用 fiCWOflPFV=(乩411+0；割巧砒bg胡尸 267.3s如果知道直选轮的他用条件P和恢齿轮材料的1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing Hous
5、e. All rights reserved. 其承载能力的公式不管齿轮压力角是20是许用弯曲换若极限以及齿轮的一部分書数心1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 1991年第9期14.6上式都适用当尼龙塑料直齿轮的璽合度大于2 ,应将负载分和覆齿宽系奴2辛则可由式(4得到求禹轮模 敢的企式5户*若设為沟尼龙壁料料齿轮的螺旋角.那末式(3)-(5)用在舛齿轮中剧有；F=(0.411 + 0.524T)bfttffri,?卩=2S7.a; cqsj L_tp品弘m=26K
6、3V (Q.4U + 0.524T)諒邨小mJ式中柿为法面摟較，尹为端面节圆圆周力表1中的 童含度曲端面題合度弓耿向重合度之和，可按此值求 氐的竝似值。 * .用以上左式计算塑料齿轮承载能力时，需正确选 择所用齿轮材料朗许用弯曲瓯劳极限 为提高血 轮承载能力，若选用较大值的臬J会使塑料齿轮 的温度升离成为塑料击轮寿命军稳定的因姿.选择 较小值的帀山 会朋齿轮尺寸变大则又提疇了成 本*尼龙舉料齿轮诃以將其拭拉强度的加筛搭作 为疲劳极覲不过町t值受溫度的蜃戦而变化.酊为鈕尼龙塑料用现代实验方法考察温度对 就拉(宦強度的童响所求得的曲嵯图。轮齿的拉仲圈 易折断,但不易产生蟲蚀丫因此可将其抗拉压强度刻
7、 度的歸箔作为抗拉疲劳槻限的刻度,4。霧作为挤压疲 劳扱限的刻度.按该圏可虫預测运转时啬的温虎和推 年回转次甦为10T吋的疲劳极限T00 J? -d b id 40 &o i2Q细T)图2 授W3M+召因塑料也轮发热包括因齿面滑动厚擦而产生的摩攥 亵、还包括留裡塑料齿轮上的残余热和作为粘弹休 滞后描耗的热3L另外，由于塑料齿轮的转动向阳围 散热*所以，齿轮的据度可以根据这种发热、放热:和 环境僵度之问的关系来确定a但是摩响齿轮谧度的 因索疑相当頰杂的，用计算方法協测齿轮的厦度是困 难的.根据试验知道，模数越小的塑料齿轮运转中愷 面的追度就越低.尼龙塑料齿轮的许用弯曲应力或疲 劳扱犧可根据下式来
8、农得，即(7) 式审肌为应力补正系氐可参专團仏由于帀时受換数的影响，怛大体上可以按表2 逬行预檢后榕计算值与預测值相比较.到它们几 乎根等时为止1表2 橈爺选择的*议传递功率(kW节圆购周連度 (mA)E収下570ioiy0.37-0,742hM3P25乱00231.502.000,T11.4T3.003.752.503.W2.00 2.501,472.2(13.5G4.M3.00$.502.5G3.2+205.504,0DM.0D3504丄03.00*3.50乂 00 6.50,0(7+003,90-4.00举例 E血尼龙塑料匿齿轧所传递的功厚卩= 曲W,打=丁阴血轴 B仇 齿宽系数*为7.
9、重合 度 = 1 了，二九求我換数 解：由裘1知，=1.7时，3-=L若取庖龙塑辑齿轮在Mt时，由图2衣得九= 2bMP旳 若设m=3mm时由图$査得K9=l,21tfff 以；“=险 = 1.S1X 20+ 2MPam i=267.3(0,411+0.524t)2nVffFBi(0,411 XCOX 755X7X1X24,2=230nim可取m=2.5mm#再求节051寧周連度为：. v_ ffm_7rx2bfiX60X755_ y=Two而碇0000根据上玛计昇，由表2知養数的预测值应为*3.5mm.所攻，计其值与顼測他有差距，为此应蛍选 值*若取尼龙塑料齿轮在时的疲劳极限*由图2 知曲=
10、15MP野则：min= Kflffjc ；= 1.2 X15 18MPam267.A J .V 0-411X60X755X7X1X18 *2.53可再求节EHIffi网遽度为：V=jrmafn/fiOO(M=jrX 3X BOX 7S5/600pD7+ im/a 根据上述计興和已程过的数值”耳囂计算值和前 测値華本相符口所以，尼龙塑料直齿轮的模数应取 Smm. CUM It 平、1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 机械制造*取年第9期1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.