Изготовление шестерни из пластика: Шестерни из пластмасс, изготовление шестерней из пластика

Содержание

Шестерни из пластмасс, изготовление шестерней из пластика




Шестерни являются неотъемлемой частью многих промышленных механизмов и машин. Используются зубчатые передачи и в различных бытовых приборах. Но в случае их поломки бывает непросто подыскать зубчатое колесо с требуемыми характеристиками. В таких ситуациях лучший выход – обратиться в специализированную компанию и изготовить шестерню на заказ.

Изготовление на заказ шестерен из капралона, полиамида, фторопласта и других пластмасс – одно из направлений деятельности компании «Фирма Пластик». Пластиковые зубчатые колеса не уступают по своим характеристикам шестерням из металла, при этом они характеризуются привлекательной стоимостью и длительным сроком службы.

Шестерни из пластика и металла

Уточнить условия сотрудничества и примерные сроки изготовления деталей вы можете у менеджеров нашей компании, заполнив заявку

Заказать услугу

Наши специалисты осуществляют изготовление шестерен по образцу, который предоставляет заказчик, или по чертежам. В качестве образца для шестерни из пластика на заказ может использоваться даже поломанная зубчатая передача.

Мы изготавливаем однорядные и многорядные шестерни из пластика – прямозубые, косозубые и конические. Диаметр – от 10 до 150 мм. Цена изделий зависит от диаметра, сложности и срочности работ. Литые пластиковые шестерни нашего производства рассчитаны на длительную эксплуатацию, что значительно продлит срок использования вашего оборудования. Их качество полностью соответствует требованиям стандартов.

Мы располагаем современным токарным, фрезерным и шлифовальным оборудованием с ЧПУ, что позволяет изготовить детали любой формы с необходимым количеством зубьев. Мы можем изготовить шестерни из пластмасс в любом требуемом количестве – от 1 штуки.

Среди наших заказчиков – как крупные производственные компании, так и частные лица. Подробную информацию об условиях сотрудничества вы можете получить у менеджеров нашей компании в телефонном режиме.

Изготовление шестеренок на заказ в Санкт-Петербурге

Изготавливаем шестерни из пластика на заказ от одной штуки.

Напишите нам на электронную почту [email protected] и узнайте стоимость изготовления.

Делаем шестерни по чертежам, 3д моделям и даже по фото.

Зубчатые колеса часто выходят из строя, вместе с ними перестает работать и весь механизм. Восстановление изношенной шестерни практически не возможно, а вот создать новую вполне реально.

Мы изготавливаем любые виды шестеренок – конические, косозубые, червячные, с прямым зубом и т.д. Шестерни которые состоят из нескольких ступеней также не проблема.

Не редко нашими клиентами становятся владельцы автомобилей. В этой технике полно шестеренок, которые продаются только в составе дорогостоящих блоков. Так электропривод сидений или зеркал это «больное место» для современных авто. Зубья шестерни стачиваются и сиденье перестает двигаться. Это же относится к заслонкам системы вентиляции. Из-за такой поломки перестает работать климат-контроль.

Все эти проблемы решаемы, нужно извлечь старую шестерню, пусть даже она совсем развалилась, измерить ее и сфотографировать с нескольких сторон. Выслать нам все данные и через несколько дней получить копию сломанной шестеренки.

Материал для изготовления пластик, а именно АБС или ПЛА, металлические шестерни мы не изготавливаем. Для работы используем 3d печать, предварительно создав 3д модель. Ее можно создать даже не имея под рукой оригинал шестеренки, достаточно просто фотографии и размеров.

Вам даже не нужно везти нам оригинал, просто сделайте несколько фотографий и пришлите нам на электронную почту вместе с размерами.

Главный плюс нашей технологии в том, что нет необходимости каждый раз настраивать станок заново или покупать дорогостоящий инструмент под каждую деталь. Поэтому шестерня на заказ получается часто не дороже покупной, которые производятся тысячными экземплярами.

Также мы изготавливаем и другие изделия из пластика методом 3д печати и литья в силиконовые формы. Наше оборудование позволяет создавать изделия из пластика с высокой точностью и с различными свойствами.

Звоните или пишите нам, ответим на все вопросы.

e-mail: [email protected]

тел. +7(812)309-16-40

Примеры работ

Изготовление шестерен


Мы изготавливаем и восстановливаем пластиковые шестерни (от 10 до 150 мм), металлические (от 2 до 300 мм), оси, втулки, гребенки, а так же различные рамы, опоры, толкатели и другие механизмы используемые в бытовой (миксеры, печи, кофемашины, фото и видеотехника) и офисной технике (копиры, шредеры (уничтожители бумаг), факсы, принтеры).

Производство форм для литья шестерен

На нашем производстве осуществляется серийное производство шестерён из пластика и металла.

Литье шестерен в Москве

Мы имеем парк оборудования оснащенного ЧПУ, а это токарные, фрезерные и зубонарезные станки. Имея полностью укомплектованное производство мы можем быстро решать ряд вопросов связанных с единичными заказами такими, как шестерни.

В большинстве бытовой и офисной технике механизмы построены именно на пластиковых, реже капролоновых шестеренках. Зачастую приобрести в замен сломанной шестерни новую бывает очень сложно, а порой и просто невозможно. Мы поможем вам с восстановлением или изготовлением новой шестерни по образцу, который вам необходимо будет нам предоставить.

Мы работаем, как с частными клиентами, так и с сервисными центрами и ремонтными мастерскими. Одним из частых условием выполнения заказов в подобных случаях является выполнение разовых заказов на изготовление шестерён мелкой серией для определенного типа оборудования. Существуют десятки «неудачно» произведенных моделей, к примеру, шредеров в которых в 100% случаев при поломке выходит из строя одна и та же шестеренка. При таких условиях мы изготовим по оригинальному образцу мелкую партию шестерней для вас, что будет существенно ниже по стоимости разового заказа, и у вас под рукой всегда будет запасная шестерня.


Изготавливаться шестерни и шестеренки могут, как по чертежам, эскизам так и по части зубчатого колеса (например сломанного).

Примерный срок изготовления компонента от 1 до 3 дней, в случае небольшой партии срок может увеличиться до недели.


Мы изготавливаем шестерни: конические, косозубые, прямозубые, планетарные, шестерней с внутренним зацеплением, звездочек для цепных передач.
Наименование работСтоимость, руб
Изготовление пластиковых шестернейот 1000
Изготовление металлических шестернейот 1500
Изготовление звёздочекот 3000

Расчет зубчатой передачи
Расчет геометрических параметров зубчатой цилиндрической передачи (по ГОСТ 16532-70)


Изготовление значков и бейджей, призов и сувенирной продукции

Изготовление пластиковых шестерёнок на заказ в Новосибирске

Изготовление шестеренок на заказ в Новосибирске.

 

Наша компания предлагает услуги по изготовлению шестеренок на заказ.

Мы изготавливаем шестерни по чертежам, 3д моделям и по образцам.

Напишите нам прямо сейчас и узнайте стоимость изготовления.

Ограничения по количеству отсутствует, так как для создания любой шестерни не требуется специальный инструмент. В нашем случае изготовление происходит на 3D принтере.

Алгоритм действий такой – Вы присылаете нам фотографию образца на фоне линейки или чертеж или сразу 3д модель, мы сообщаем Вам стоимость и срок изготовления и если вас все устраивает, приступаем.

Что касается материалов, из которых возможно изготовление шестеренок, то мы предлагаем различный пластик. Это традиционный АБС или ПЛА пластик который используется для печати по FDM технологии. Также это может быть фотополимер (разновидность пластика), он не на столько крепкий, как предыдущие варианты, но изделия из него гораздо более точные.

Еще один вариант изготовления шестеренок, это литье из двухкомпонентного полиуретана в силиконовые формы. Такой метод чаще оправдан, когда требуется несколько штук и нужны точные и крепкие изделия. Выбор материалов данном случае достаточно большой, есть и жесткий и гибкий пластик, термостойкий и прозрачный.

Чтобы изготовить шестеренки методом литья в силикон нам также потребуется образец или чертеж с размерами. Мы сделаем 3д модель, напечатаем 1 штуку на 3д принтере и далее снимем с нее силиконовую форму, потом мы сможем отлить в эту форму 20-30 шестеренок, в зависимости от размеров и формы.

Главный плюс нашего метода это то, что мы можем изготавливать двух, трех, четырех-составные шестерни без особых усилий.

Заказать можно любые формы и типы зубчатых колес.

Конечно, наша компания не ограничивается в работе лишь созданием шестерен, в числе прочего мы способны создать любые изделия из пластика по отличным ценам. Пластиковые изделия на заказ любой сложности от одной штуки. Нам не нужны дорогие металлические формы, мы не заставляем ждать месяцы наших клиентов, мы приступаем работать немедленно, а современные технологии 3D печати помогают делать качественные изделия.

 Примеры работ:

Пластиковые шестерни — изготовление Минск (Беларусь)

Изготовление пластиковых шестерен

Зубчатые элементы могут производиться на основе различных материалов. Изготовление пластиковых шестерен – одно из направлений нашей деятельности. Предлагаем приобрести готовые изделия, сделав заказ через сайт. В производстве используются: текстолит, нейлон, полиформальдегиды, древесно-слоистое сырье. Разные варианты предполагают применение различных производственных технологий.

Преимущества пластиковых шестерен

В список важнейших плюсов относятся следующие свойства:

  • способность функционировать на протяжении долгого времени, причем, без смазки. Это качество объясняется высокой точностью обработки, производимой нашими специалистами. Для обеспечения длительной эксплуатации важно правильно рассчитать нагрузку, приходящуюся на заостренные выступы;
  • минимальный расход смазочных материалов. При небольших нагрузках в них нет никакой необходимости, что объясняется особенностями сырьевой базы, применяемой в производстве. Это сокращает силы трения при соприкосновении с другими частями, входящими в состав механизма. Данное свойство позволяет экономить деньги на обслуживание;
  • сниженный уровень шума;
  • высокий коэффициент полезного действия, что связано с сокращением потерь на трение. Готовая продукция характеризуются достойной эффективностью;
  • плавный ход.

Проводя ориентировочные расчеты пластиковых шестерен, специалисты учитывают факт того, что удельная нагрузка не должна быть больше 20, максимум, 30 единиц на миллиметр при использовании усиленных видов пластика. Если используется вариант без наполнителя, максимальный показатель находится на уровне 15-20 Н/мм.  Мастера принимают во внимание пониженный коэффициент теплопроводности. Это обстоятельно затрудняет процесс отведения тепла от поверхностей при трении.

Распространенные и варианты использования пластиковых шестерен

На сайте можно подобрать пластиковые шестерни и купить

нужное количество. В процессе поиска необходимых товаров важно учитывать сферу дальнейшего использования. Наиболее часто детали применяются в следующих отраслях:

  • пищевой;
  • медицинской. К примеру, в приспособления для отпуска лекарственных препаратов применяются шестеренки, сделанные на основе пластика;
  • упаковочной;
  • производственной. Конвейерные линии включают в состав пластиковые элементы;
  • бытовой;
  • автомобильной. Готовая продукция применяется при конструировании современных средств передвижения. Они принимают участие в подъеме стекол, систем зажигания, механизмов, обеспечивающих подъем сидений. Применение пластиковых элементов позволяет владельцу сократить затраты;
  • полупроводниковой и так далее.

В большинстве случаев их вводят в состав передач, на которые оказываются умеренные усилия. Функционируют совместно с металлическими приводами различных приборов. В силовых передачах применение ограничено, что обусловлено меньшим коэффициентом прочности сырьевой базы.

 

Нагруженная шестерня из пластика.

Всем привет.

Много раз встречал на просторах сети Интернет напечатанные пластиковые шестерни.

И мне захотелось попробовать напечатать именно шестерню, так как в бытовой технике их достаточно много и ломаются они достаточно часто.

Недавно я приобрел 3D-принтер для распечатки корпусов своих электронных самоделок, а также для ремонта различной техники.

Всякие ненужные вещи печатать мне не хотелось, и после первой тестовой модели – коробочки, встал вопрос — чего бы еще напечатать.

И тут на улице началась метель, а снегоуборщик стоял в гараже без шестеренки редуктора шнека, точнее — шестеренка была, но с частью срезанных зубьев.

Объект для печати был выбран.

Рассчитать и создать модель шестерни помог друг.

Для печати был доступен только PLA-пластик, поэтому печатал им.

Первая модель печаталась в черновом варианте с 15% заполнением с целью определить усадку пластика.

Как оказалось, внутреннее отверстие было сужено на 0,3мм, внешние размеры полностью соответствовали заданным, червяк и шестерня совмещались идеально.

Для рабочей шестерни уже добавили поправки в модель (размер отверстия +0,3мм и шпоночный паз шириной 6мм).

Но первая печать вышла комом, при 100% заполнении тело модели начало печататься по круговым траекториям и печать была прервана, так как слои при печати выглядели ужасно.

Модель снова была нарезана, но в параметрах указал 85%заполнение, 1,2мм стенки и крышки. Слои внутри расположились крест-накрест, что меня устроило. Также понизил скорость печати.

Через несколько часов шестеренка была готова.

Чтобы посадить ее на вал немного пришлось потрудиться, и села она очень плотно, руками с места ее не сдвинуть, чего не скажешь о старой бронзовой шестерне.

Редуктор был собран, заполнен полужидкой графитовой смазкой и установлен на снегоуборщик.

На данный момент уже три раза чистил дорогу протяженностью 50метров плюс тропинки внутри двора, толщина снежного покрова составляла от 10 до 40см.

Даже малейшего люфта в редукторе пока не наблюдается, я думаю, что приблизительный ресурс составит до 1-1,5 зимних сезонов при аккуратной чистке.

В общем, есть смысл печатать подобные шестерни для себя, так как бронзовые/латунные не всегда возможно купить на месте, да и это время не придется чистить снежные поля лопатой (пока доставляется металлическая шестерня).

PS. На одном из форумов, был скептически настроенный человек, который заметил что PLA биоразлагаем, и что шестерни печатать вообще из пластика неразумно в такие редукторы.

Не стал я с ним спорить.

Мое мнение: для подменной шестерни – доработать сезон, биоразлагаемость вообще только в плюс, так как остатки шестерни не будут валяться десятилетиями на свалке.

А для шестерен на долгий срок есть другие более прочные и скользкие пластики.

Пластиковые (полиамидные) прямозубые рейки и шестерни

Зубчато-реечная передача – один из эффективных способов преобразования вращательного движения, совершаемого валом, в поступательное движение рабочего стола, портала, шпинделя или другого конструктивного элемента. Используется в широкоформатных станках, для которых не стоит строгих требований относительно точности позиционирования. Чаще всего это деревообработка, работа по каменным плитам (для создания рисунка на поверхности памятника хватает точности 0,2-0,3 мм), раскрой тонких металлических листов для последующей обработки в цехах, не оснащенных плазменной или газовой резкой.

Компания АНТРИБ предлагает пластиковые (полиамидные) прямозубые рейки и шестерни, которые можно купить прямо на сайте, через интернет-магазин, оформив доставку в свой город. Данные товары отличаются высокой прочностью и надежностью в работе, о чем говорят следующие характеристики:

  • материал изготовления – полиамид Hostaform C (литье под давлением)
  • модуль – 0,5…3;
  • класс точности – 12;
  • угол зацепления – 20°.

Стандартно поставляются шестерни со ступицей, также возможно заказать шестерни без ступиц.

Преимущества и недостатки

Зубчатый вид передачи не является прецизионным, поэтому не применяется в высокоточном оборудовании. К недостаткам можно отнести повышенный уровень шума, однако для прямозубых вариантов он значительно ниже, чем для косозубых.

Плюсов у зубчато-реечной передачи гораздо больше, чем минусов:

  • ценовая доступность, что еще более характерно для пластиковых моделей;
  • легкость монтажа – рейка фиксируется напрямую к столу или раме портала без дополнительных опор, отверстия делаются по месту, что позволяет выбрать любое крепление;
  • степень ремонтопригодности больше, чем у шарико-винтовой передачи (ШВП) – подбирать гайку от производителя ходового винта необязательно, отдельные элементы разных марок взаимозаменяемы;
  • скорость перемещения на холостых оборотах выше, чем при ШВП;
  • меньшая восприимчивость к загрязнению зон сцепления (но при этом стоит защищать передачу от контакта с крупными производственными отходами).

Еще одно преимущество – легкость покупки. Для подбора шестерни достаточно выяснить делительный диаметр окружности (последние две цифры в маркировке) и модуль. Для нагруженных передач необходимы пары с модулем от 1.5, для ненагруженных и высокоскоростных – 1 и меньше.

Условия доставки по Москве, цены на товары и стоимость услуг уточняйте у наших менеджеров по телефону +7 495 514 03 33.

Поставщики пластиковых шестеренок производителей | Справочник IQS

Пластиковые шестерни

Пластиковые шестерни — это инструменты для передачи крутящего момента, сделанные из пластика. Они являются недорогой и надежной альтернативой металлическим зубчатым колесам в приложения с низким спросом. Их можно найти в таких потребительских товарах, как игрушки, принтеры, электробритвы, оросители для газонов, часы, пылесосы чистящие средства, кухонные комбайны и широкий спектр бытовых коммунальных услуг.

Пластиковые шестерни также могут использоваться в промышленности; они используются в процессах автомобилестроения, судостроения, производства аэрокосмических компонентов и многих других отраслей.Эти шестерни, как правило, очень экономичны и легки. Обычный пластик Промышленные редукторы изготавливаются из делрина, нейлона и поликарбоната. Композитные металлопластиковые шестерни, которые в основном состоят из пластмассы, по-прежнему обычно считаются пластмассовыми шестернями, особенно если зубья сделаны из пластмассы. Металлы часто используются в качестве втулок и других повышающих долговечность вставок, чтобы продлить срок службы шестерни. На характеристики пластиковой шестерни влияют ее конструкция, требования к передаче мощности, тепловыделение во время работы и наличие коррозионных элементов, воздействию которых шестерня будет подвергаться во время работы.Некоторые пластмассовые материалы более устойчивы к коррозии и термостойкости, чем другие, и тщательный выбор этих материалов продлевает срок службы пластмассовой шестерни.

Затраты, связанные с обработкой зубчатых колес и приобретением сырья, являются основным вопросом для профессионалов, которые стремятся использовать зубчатые колеса. Металлы могут быть намного дороже пластмасс в необработанном виде, а механическая обработка также может быть дорогостоящим процессом. Сырье из пластмассы, в зависимости от материала, может быть довольно недорогим и легко перерабатывается в пригодные для использования продукты в больших количествах с помощью таких процессов изготовления пластика, как формование и экструзия.Процессы термоформования, такие как формование, позволяют быстро и эффективно производить сложные формы. Этот процесс придает качествам прочности и долговечности создаваемым им формам, и это очень повторяемый процесс. Пластиковые шестерни могут быть разработаны практически для любой конфигурации шестерен. Конические шестерни , для которых характерно пересечение рабочих осей, могут быть изготовлены из пластика так же легко, как и из металла. То же самое верно для цилиндрических зубчатых колес , звездочек, червячных передач и большинства других конфигураций зубчатых колес. успешных производителей зубчатых колес адаптировались к широкому спектру потребностей в области промышленности, торговли и потребительских товаров для зубчатых колес; количество возможных конфигураций передач ограничено только воображением их пользователей.

Дополнительная информация о пластиковых шестернях

Пластиковые шестерни — Omni Gear & Machine Corporation

Пластиковые шестерни — Omni Gear & Machine Corporation


Информационное видео о пластиковых шестернях



Пластиковые шестерни прочнее, чем когда-либо | Пластмассы в передаче

Литые пластмассовые шестерни уже давно являются альтернативой металлическим шестерням в легконагруженных приводах.Они передают мощность бесшумно и часто без смазки в таких устройствах, как кухонные комбайны, приводы стеклоочистителей и даже часы. Они также уменьшают количество деталей и устойчивы к воздействию химикатов во многих областях применения.

Раньше пластиковые шестерни были ограничены приводами л.с. из-за различий в их свойствах и неопределенности в отношении того, как они реагируют на условия окружающей среды, такие как влажность, температура и химические вещества.

Сегодня улучшенный контроль формования в сочетании с методами проектирования, которые более точно учитывают факторы окружающей среды, увеличили мощность привода пластиковых шестерен до л.с.

Сначала подготовить, затем разработать

Хотя пластиковые шестерни дают инженерам большую гибкость, их проектировать сложнее. Свойства и размеры их материалов меняются в зависимости от условий окружающей среды, что влияет на возможности редуктора.

Немногие инженеры, если таковые вообще имеются, обладают достаточным опытом для проектирования редукторов скорости с пластиковыми шестернями. Поэтому первым делом необходимо собрать команду экспертов, состоящую как минимум из инженера по передаче, инженера по пластмассам и поставщика пластмасс.Другие ценные дополнения могут включать инженера-технолога, инженера по контролю качества, формовщика и производителя инструмента.

Задача группы — спроектировать каждую зубчатую передачу для номинальных условий эксплуатации, настроить конструкцию для наихудшего режима работы и создать подробные спецификации для производства прототипов и серийных зубчатых передач.

Пластмассы не металлы

Перед тем, как приступить к процессу проектирования, инженерам, имеющим опыт конструирования металлических зубчатых колес, необходимо понять основные свойства пластмасс, которые влияют на характеристики зубчатых колес.К ним относятся прочность, модуль упругости, тепловое расширение, влагопоглощение и характеристики трения.

Пластмассы имеют гораздо более низкую прочность, чем металлы. Например, прочность на изгиб составляет от 12 000 до 45 000 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от конкретного материала. Это означает, что шестерни большего размера будут нести ту же нагрузку. Однако инновационные конструкции, такие как те, которые разделяют крутящий момент между двумя или более шестернями, работающими параллельно, могут минимизировать размер зубчатой ​​передачи.

Зубья шестерни имеют более низкий модуль упругости и более низкую жесткость зацепления, поэтому они больше прогибаются под нагрузкой.Следовательно, конструктору обычно необходимо увеличить люфт и разгрузку наконечника, чтобы предотвратить столкновение между сопряженными зубьями.

Прочность и жесткость широко варьируются в зависимости от экстремальных температур и воздействия воды и химикатов. Например, модуль упругости пластика падает на 60% при повышении температуры на 90 ° F, тогда как модуль упругости стали остается почти постоянным. Нейлон впитывает влагу, в результате чего некоторые из них теряют до 50% своего модуля.

Размеры шестерен также меняются в зависимости от условий окружающей среды.Коэффициент теплового расширения неармированных пластиков от трех до двадцати раз больше, чем у металлов. Однако некоторые армированные пластмассы обладают тепловым расширением, близким к металлам. Тепловые эффекты отливки, в частности стробирование и охлаждение, влияют на долговременную стабильность размеров зубчатых колес.

Поглощение влаги вызывает разбухание пластиковых деталей, особенно из нейлона. Набухание уменьшает зазоры между зубьями шестерен, что приводит к их заклиниванию. Поэтому проектировщику необходимо компенсировать это увеличением зазоров или выбором материала с меньшей склонностью к набуханию.Некоторые химические вещества вызывают усадку или разбухание пластмасс.

Характеристики трения и износа в значительной степени зависят от геометрии, нагрузки, скорости, качества поверхности, комбинации материалов, используемых в сопряженных зубчатых колесах, и условий окружающей среды. Коэффициент трения обычно составляет от 0,10 до 0,40 для пластика по стали и от 0,12 до 0,60 для пластика по пластику. Эти характеристики, как правило, плохо определены.

Использование двух разных материалов для сопряжения шестерен с сухим ходом снижает износ и снижает уровень шума.И наоборот, использование одного и того же материала в обеих передачах дает лучший размерный контроль.

Добавки, такие как PTFE, силикон или графит, улучшают естественную смазывающую способность пластмасс и уменьшают износ. Но убедитесь, что смазочные материалы совместимы.

Запомните все возможные варианты: Пластиковые шестерни

При определении условий эксплуатации редуктора скорости обязательно укажите все условия окружающей среды, которые подходят для данного применения. Затем выберите тип редуктора.

Одноступенчатая прямозубая шестерня обеспечивает высокий КПД и производительность, но не позволяет добиться значительного снижения скорости. Поэтому конструкторы часто выбирают многоступенчатые редукторы, используя одни и те же шестерни на каждой ступени, чтобы минимизировать количество инструментов. Поскольку крутящий момент на последней ступени самый высокий, этот подход приводит к завышению размеров всех более ранних ступеней. Разделение многоступенчатого редуктора на несколько путей, как и в планетарных конструкциях, может уменьшить его размер.

Типы валов и подшипников, несущих шестерни, могут влиять на расстояние между центрами шестерен.Шариковые или игольчатые подшипники точно контролируют положение шестерни, уменьшая колебания межосевого расстояния. Пластиковые шестерни с литыми валами имеют тенденцию быть некруглой, что приводит к увеличению разброса межосевого расстояния.

Если материал корпуса шестерни отличается от материала шестерен, тепловое расширение, а также воздействие влаги и химического поглощения изменит соосность шестерни и межосевое расстояние. Эти различия также могут привести к заклиниванию зубьев шестерни. Материал корпуса с таким же тепловым и влажным расширением, что и пластиковые шестерни внутри, сводит к минимуму эти проблемы.Но пластмассовые корпуса плохо проводят тепло и могут привести к более сильному нагреву шестерен.

Добавление функциональных элементов к литым пластмассовым зубчатым колесам уменьшает количество деталей, но затрудняет соблюдение допусков и приводит к появлению нестандартных зубчатых колес.

Выбор материалов

При выборе пластмассовых материалов для зубчатых передач ищите те, которые обладают достаточной прочностью и жесткостью, чтобы выдерживать ожидаемые нагрузки. Затем убедитесь, что любые изменения размеров и фрикционных характеристик из-за условий окружающей среды приемлемы для применения.Поставщики материалов могут предоставить много полезной информации об этих свойствах различных пластмасс. Но вам все равно может потребоваться испытать прототип шестерен в реальных условиях эксплуатации и окружающей среды, чтобы убедиться, что они будут работать так, как задумано.

Зубья шестерни должны иметь достаточную прочность и усталостную выносливость, чтобы выдерживать нормальные и ударные нагрузки. Данные испытаний на усталость зубчатых колес помогут проверить адекватную усталостную прочность при изгибе у корня зуба. Кривые усталости или S-N обычно показывают напряжение изгиба корня как функцию количества рабочих циклов.Эти кривые должны показывать влияние температуры.

Если такие кривые недоступны, используйте стандартные данные по усталости, как описано в ASTM D671. Такие данные обычно относятся только к температуре окружающей среды.

Жесткость и прогиб зубьев зацепления зависят от модуля упругости. Высокий модуль (жесткость) сводит к минимуму прогиб зубьев, тогда как низкий модуль снижает ударные нагрузки и шум.

Модуль упругости в значительной степени зависит от температуры, скорости нагружения, влажности и химического воздействия.Испытания на растяжение или измерения динамического механического анализа (DMA) дают данные, связанные с температурой. Но влияние других переменных не так хорошо определено и обычно требует тестирования.

Формоустойчивые материалы помогают поддерживать коэффициент контакта зубьев шестерни, зазор между вершинами зубьев и общую геометрию. Факторы, влияющие на размеры пластиковых деталей, включают температуру, влажность, химическое воздействие и производственный процесс. Коэффициент линейного теплового расширения (CLTE) широко доступен и колеблется в широких пределах для различных материалов.Но он может неточно отображать изменения размеров, вызванные температурой. Поэтому вам может потребоваться провести тесты, чтобы определить эти изменения.

Данные о влажности обычно выражаются как процент поглощения влаги, а не как изменение размеров. Разделив процент абсорбированной влаги на четыре, можно получить приблизительное изменение размеров в процентах. Поскольку пластиковые шестерни могут подвергаться воздействию различных химикатов и смазок, воздействие определенных химикатов часто требует тестирования.

Износ — это основная проблема пластиковых шестерен, работающих без смазки. Эти шестерни имеют тенденцию к нагреву при низких нагрузках, вызывая износ зубьев. Следовательно, они должны быть изготовлены из материалов с высокой износостойкостью и хорошей смазывающей способностью.

Информация об износе шестерен отображается в виде кривых усталости или S-N в зависимости от контактного напряжения в зависимости от жизненного цикла. На скорость износа могут влиять температура и влажность, поэтому шестерни необходимо испытывать в этих условиях эксплуатации.

Привлечение подкрепления. Армирование стекловолокном, углеродом или арамидом улучшает механические свойства пластмасс. Армированные стекловолокном пластмассы, используемые для сухих передач, обычно содержат смазку, такую ​​как ПТФЭ. Пластмассы, армированные углеродным волокном, также могут содержать смазку. Арамидные волокна используются в основном для уменьшения износа.

Пластмассы, армированные длинными волокнами, придают высокую прочность и усталостную выносливость. Кроме того, они равномерно и равномерно усаживаются, что повышает точность литья шестерен. Такие усилители часто используются в более мощных системах со смазкой, где чрезмерный прогиб зубьев может быть проблемой.

Предварительная калибровка

Выбрав конфигурацию редуктора и выбранные материалы, выполните предварительный размер каждой зубчатой ​​передачи. У дизайнеров может возникнуть соблазн остановить процесс проектирования на этом этапе, переходя к спецификациям, чертежам и созданию прототипов. Но только те конструкции с минимальными требованиями к нагрузке и точности, работающие в узком диапазоне влажности и температуры, вероятно, будут успешными с этим подходом.

Установка допусков

Необходимо выбрать качество зубчатой ​​передачи и производственные допуски.Шестерни более высокого качества, как определено в стандартах AGMA и ISO, работают тише и имеют меньшие нагрузки, но стоят дороже.

Допустимые отклонения допусков для шестерен, подшипников, валов и корпуса в сочетании с отклонениями в размерах должны обеспечивать удовлетворительные зазоры, нагрузки на зубья и отношения контакта при любых условиях. Один из способов проверить это — проанализировать условия плотной и открытой сетки.

Плотная и открытая сетка

После предварительного выбора размера и допуска реальное усилие при проектировании шестерни начинается с .Успешная конструкция привода с пластиковыми шестернями требует анализа условий как плотного, так и открытого зацепления — максимального и минимального зацепления зубьев.

Чтобы определить эти условия зацепления, сначала рассчитайте диапазон изменения межцентрового расстояния при температуре окружающей среды при сборке редуктора, используя уравнения из учебников по проектированию редукторов или программного обеспечения. Это включает в себя общий составной допуск шестерен, а также допуски подшипников, вала и корпуса, биение и зазоры. Затем наложите изменения размеров, вызванные условиями окружающей среды (температура и влажность).Такие изменения можно определить с помощью поставщика материала.

Зубчатая передача с плотным зацеплением работает на минимальном межосевом расстоянии, а размеры шестерни таковы, что они обеспечивают максимальное зацепление зубьев. Это состояние характеризуется максимальным диаметром шестерни и толщиной зуба, минимальным радиусом вершины (необходимого для литья) и максимальным диаметром основания. При плотном зацеплении убедитесь, что зубчатая передача по-прежнему имеет достаточный зазор и люфт, чтобы предотвратить столкновение наконечника и остановку.

После внесения любых изменений в конструкцию плотной сетки проверьте состояние открытой сетки.Здесь шестерни работают с максимальным межосевым расстоянием, а их размеры сводят к минимуму зацепление зубьев. Они имеют минимальный внешний диаметр и толщину зуба, максимальный радиус вершины и минимальный диаметр основания. В этом случае основное внимание уделяется коэффициенту контакта. Если оно меньше единицы, измените шаг или пропорции зубьев или отрегулируйте допуски, чтобы уменьшить разброс межцентрового расстояния (и, следовательно, отношения контакта) между условиями плотной и открытой сетки.

К прототипу

Подтверждение конструкции зубчатой ​​передачи может быть получено только при реалистичных испытаниях прототипа.Для достижения наилучших результатов убедитесь, что и инструменты прототипа, и условия формования отражают производственную среду. Кроме того, прототипы зубчатых передач должны быть испытаны в условиях, которые действительно соответствуют области применения.

Пластиковые материалы для шестерен

Пластмассы кристаллического типа обычно обладают характеристиками, обеспечивающими надежную работу зубчатых колес, а также постоянной усадкой, необходимой для прецизионного формования. Эти материалы включают нейлон 6/6, полиацеталь, полифениленсульфид (PPS), термопластичный полиэфир, пластик, армированный длинными волокнами, и жидкокристаллические полимеры (LCP).

Большинство пластиковых шестерен изготавливаются из нейлона и ацеталя. Но нейлон впитывает влагу, что приводит к изменению свойств и размеров. Сополимеры ацеталя обеспечивают долговременную стабильность размеров, а также высокую усталостную и химическую стойкость в широком диапазоне температур.

Термопластичные полиэфиры также более стабильны по размерам, чем нейлон. Там, где не используется смазка, и нейлон, и полиэстер обеспечивают хорошую смазывающую способность в сочетании с полиацеталем.

Жидкокристаллические полимеры

обеспечивают высокую стабильность размеров и химическую стойкость, а также низкую усадку формы и высокую точность.На сегодняшний день они используются только для небольших шестеренок при небольших нагрузках, например, часовых механизмов.

Линейные полифениленсульфиды обладают высокой температурной и химической стойкостью, а также хорошей усталостной долговечностью. Они хорошо работают в высоконагруженных деталях с мелкими деталями.

Пластмассы, армированные длинными волокнами, обеспечивают хорошую воспроизводимость размеров и стабильность усадки в крупных деталях. Кроме того, их высокая жесткость, сопротивление ползучести и ударопрочность делают их пригодными для корпусов редукторов.

Некристаллические пластмассы имеют ограниченный успех в зубчатых передачах.ABS подходит только для малонагруженных передач. Поликарбонат обычно требует армирования стеклом или твердой смазки, такой как ПТФЭ, для получения удовлетворительной смазывающей способности, химической стойкости и усталостных свойств.

Почему пластик?

Для разработчиков приводов пластиковые шестерни предлагают несколько преимуществ, включая гибкость конструкции, снижение шума и возможность работы без смазки. Другие преимущества включают более низкую стоимость и вес, более высокую эффективность (повышенную точность) и химическую стойкость.

Гибкость дизайна. Возможности дизайна, которые предоставляют пластиковые шестерни, являются большим преимуществом. Им можно придать форму, которую трудно обрабатывать по металлу. В них могут быть встроены другие функциональные элементы, такие как пружины и собачки, тем самым консолидируя детали и снижая стоимость, вес и сложность редукторов скорости.

Стоимость. Их отливают в больших объемах по низкой цене, обычно от половины до одной десятой стоимости штампованных, механически обработанных или порошковых металлических шестерен.Обычно они готовы к использованию в отформованном виде и не требуют отделки.

Масса. Пластмассы по своей природе весят меньше, обычно на 15-20% больше, чем сталь, но пластиковые шестерни должны быть больше, чтобы передавать ту же мощность.

Шум. Пластиковые шестерни работают намного тише, чем металлические. В зависимости от области применения, их уровень звука сопоставим с уровнем звука металлических шестерен на один или два числа AGMA выше по качеству. Пластмассовые зубья шестерни деформируются, компенсируя вызывающие шум смещения шестерен и ошибки зубьев, а материал поглощает удары, которые в противном случае могли бы вызвать шум при работе.

Эффективность. Низкий коэффициент трения означает меньшее тепловыделение в лошадиных силах. Пластиковые шестерни также подходят для эффективных конструкций, таких как планетарные приводы с разделенным ходом.

Смазка. Собственная смазывающая способность и химическая стойкость означают, что пластмассовые шестерни можно использовать со смазкой или без нее, если это необходимо для конкретных применений.

Точность. Благодаря стабильному качеству материала и точному контролю процесса формования пластиковые шестерни могут достигать высокой точности — до AGMA Quality 10.

Прочность. Химическая и коррозионная стойкость обычно превосходит металлические шестерни, особенно во влажных условиях.

Зан Смит — штатный инженер, Ticona LLG, Саммит, Нью-Джерси | Связанная статья: Конструкция пластмассовой шестерни — все правильно

Пластиковая шестерня — изготовленная на заказ шестерня или заказ со склада

SDP / SI — это сертифицированный AS 9100 производитель прецизионных зубчатых колес и производитель нестандартных пластиковых зубчатых колес, конических зубчатых колес, цилиндрических зубчатых колес и многого другого.Наш инженерный отдел может помочь в настройке шестерен по вашим чертежам и спецификациям. У нас также есть большой запас готовых пластиковых шестеренок, доступных для немедленной доставки по всему миру.

Купите дюймовые и метрические пластиковые шестерни в нашем интернет-магазине В нашем интернет-магазине снаряжения есть все необходимые пластиковые шестеренки. Мы предлагаем: прецизионные пластиковые прямозубые шестерни, пластиковую зубчатую рейку, пластиковые косые и конические зубчатые колеса, пластиковые червячные зубчатые колеса и червяки, пластиковые конические зубчатые колеса, пластиковые заготовки зубчатых колес, пластиковые шестерни и пластиковую гибкую зубчатую рейку — Flexirack.Многие из наших пластиковых шестерен предлагаются с Fairloc® Hub.

Обращайтесь за помощью в поиске подходящего оборудования, модификации стандартного элемента каталога или индивидуального дизайна, наши инженеры предложат лучшее решение для вашего приложения.


Пластиковые шестерни
Доступны в следующих материалах

• Ацеталь
• Ацеталь — латунная вставка
• Ацеталь — ступица из нержавеющей стали
• Ацеталевый обод — алюминиевый сердечник
• Бакелит
• Нейлон — сердечник из нержавеющей стали
Пластиковые шестерни
Доступны следующие стили ступиц

• Fariloc ® Концентратор
• Hubless
• Ступица со штифтом — без установочного винта
• Ступица пальца — с установочным винтом
Пластиковые шестерни
Доступны следующие классы качества

• AGMA Q10
• AGMA Q8 / Обработка
• AGMA Q9 — литой
• Коммерческий
• Коммерческий — Литой

Инновационный подход к производству: пластиковые шестерни

Согласно журналу Gear Solutions , изменения в полимерах и инновации в форме и конструкции зубчатых колес позволили пластиковым зубчатым колесам догнать их металлические аналоги во многих областях.В частности, инженеры разработали ацеталь и нейлон до такой степени, что напряжения и крутящий момент на этих деталях, полученных литьем под давлением, не превышают возможностей пластмасс. Производители также все чаще используют пластиковые шестерни, усиленные небольшим количеством углеродного волокна. Учитывая небольшое количество стратегически размещенного углеродного волокна, общие затраты на эти шестерни ниже.

Преимущества пластиковых шестерен в производстве

Эти новые пластмассы решают множество проблем при создании и использовании зубчатых колес.Согласно Machine Design , пластиковые шестерни работают с меньшим шумом, требуют меньше смазки или являются самосмазывающимися, а также создают меньшую инерцию из-за своей меньшей массы и плотности. В производственных процессах, связанных с влажной средой и приготовлением пищи, пластиковые шестерни безопаснее и лучше работают. Многие из этих пластиковых шестерен амортизируют удары и вибрации, учитывая, насколько эластичнее эти материалы, чем металл.

Пластиковые ограничители передач

Тем не менее, есть еще важные факторы, которые следует учитывать при выборе пластиковой шестерни по сравнению с выбором из других материалов.При прочих равных, пластмассовые шестерни имеют меньшую нагрузочную способность, чем металлические шестерни, поэтому важные производители следят за тем, чтобы они использовали пластмассовые шестерни подходящего размера. И, если маленькая шестерня должна выдерживать большой вес, металл все равно может быть лучшим вариантом. Иногда пластиковые шестерни трудно прикрепить к металлическим деталям, а некоторые специальные пластмассы на самом деле дороже, чем недрагоценные металлы, используемые в производстве зубчатых колес. Важно найти правильное сочетание разумных экономических решений и свойств, которые принесут пользу вашим производственным операциям в соответствии с потребностями вашей компании.

Во многих случаях пластиковые шестерни становятся все более и более полезными в процессах производства промышленных товаров. Однако даже с учетом их преимуществ замена металлических зубчатых колес может не потребоваться, если системы с металлическими зубчатыми колесами служат неотложным потребностям. С другой стороны, важно оценить возможности пластмасс при разработке новых процессов или улучшении конструкции производственных систем. При ремонте или замене элементов производственного процесса важно взвесить плюсы и минусы пластиковых шестерен и, возможно, прийти к гибридному решению, которое включает в себя лучшие из всех доступных материалов.

пластиковых материалов для зубчатых колес — Статьи, новости и результаты компании для пластиковых материалов для зубчатых колес на geartechnology.com

Статьи О пластмассовых материалах шестерен

Статьи отсортированы по АКТУАЛЬНОСТИ. Сортировать по дате.

1 Целостность материала в литых пластиковых зубчатых колесах и ее зависимость от методов формования (июнь 2008 г.)

Качество литых пластиковых зубчатых колес обычно оценивается только по измерениям размеров. Эта практика не учитывает возможные недостатки в процессе формования.

2 Основы проектирования пластиковых шестерен (июль / август 1996 г.)

Пластиковые шестерни представляют собой серьезную альтернативу традиционным металлическим шестерням в самых разных областях применения. Использование пластиковых шестерен расширилось от маломощной и точной передачи движения до более требовательных приложений для передачи энергии. По мере того, как конструкторы расширяют границы допустимого применения пластмассовых зубчатых передач, все больше узнается о поведении пластмасс в зубчатых передачах и о том, как использовать их уникальные характеристики.

3 Риски, связанные с материалами зубчатых колес, и вознаграждения (август 2011 г.)

Инвестиции в технологии приводят к инновациям в продукции у поставщиков зубчатых материалов.

4 Поведение под нагрузкой зубчатых колес из армированного волокном PA6 (июль 2014 г.)

В этой статье представлен оригинальный метод расчета механического поведения под нагрузкой зубчатых колес из армированного волокном полимера. Хотя шестерни из термопласта не подходят для передачи приложений высокий крутящий момент, добавление волокон позволяет значительно повысить их производительность.Частный случай В данной работе исследуется полиамид 6 + 30% стекловолокна.

5 Решение, когда переходить на пластик (июль 2014 г.)

Можно ли заменить мои металлические шестерни на пластиковые шестерни?

6 Конструкция зубчатых колес: многоточечные свойства — ключ к выбору термопластических материалов (ноябрь / декабрь 2006 г.)

Палитра термопластичных материалов для зубчатых колес быстро растет, как и сами области применения.При выборе правильного материала дизайнеры должны знать об основных свойствах и атрибутах.

7 Высокотемпературные испытания зубчатых передач из стали из пластика: сравнение с данными по усталости при растяжении (март / апрель 2010 г.)

В этой статье показано экспериментальное исследование усталостной долговечности высокотемпературного полиамида (стананила) шестерни, работающие в масле при 140 ° C. На основе предыдущих работ (ссылки 1–2) проводится анализ с поправкой на изгиб зуба и расчет фактических напряжений корня.Сравнение с данными об усталости стержня при растяжении для тех же материалов при 140 ° C показывает, что существует хорошая корреляция между данными об усталости зубчатой ​​передачи и данными об усталости стержня при растяжении. Это понимание обеспечивает прочную основу для снаряжения. дизайнеры проектируют пластиковые шестерни, используя фактические данные о материалах.

8 Ковкий чугун с закалкой: технологическая база, необходимая для развивающейся технологии (октябрь / ноябрь 1984 г.)

В этой статье рассматривается ковкий чугун с закалкой (ADI) как развивающаяся технология и определяется ее задача, описывая состояние: новейшие современные материалы.Письмо носит скорее философский характер, чем технический, и установить перспективу.

9 Качество материала зубчатых колес: как его судить … Точечная коррозия: как это предотвратить (март / апрель 1993 г.)

Как мы узнаем, что материал зубчатых колес, который мы покупаем, является металлургически правильным? Как мы можем судить о качестве материала, если все материалы шестеренок выглядят одинаково?

10 Производственные испытания зубчатой ​​стали без хрома науглероживающейся марки (май / июнь 1989 г.)

В течение многих лет хром был популярным сплавом для термообрабатываемых сталей, поскольку его вклад в закаливаемость не ограничивался смещением его затраты.Как следствие, он применяется в таких высокотоннажных марках стали, как серии 5100, 4100 и 8600; и, как следствие, около 15% годового потребления хрома в США используется в конструкционных легированных сталях.

11 факторов, влияющих на вязкость разрушения высокоуглеродистых мартенситных сталей (январь / февраль 1989 г.)

Для изучения влияния легирующих элементов и содержания углерода была оценена вязкость разрушения при плоской деформации двенадцати высокоуглеродистых сталей. и остаточный аустенит.Эти стали были специально разработаны для имитации микроструктуры науглероженного каркаса обычно используемых зубчатых сталей автомобильного типа. Результаты показывают, что небольшое изменение содержания углерода может значительно повлиять на K IC. Благоприятный эффект остаточного аустенита зависит как от его количества, так и от распределения. Эффект сплава, особенно никеля, становится значительным только после того, как содержание сплава превышает минимальное количество. Также полезны небольшие количества бора.

12 Выбор материала и подходящей термической обработки для зубчатых колес (май / июнь 1986 г.)

Производственный процесс для изготовления зубчатого колеса в основном состоит из: выбора материала, предварительной формовки заготовки, формовки зуба, термообработки и окончательная формовка.Только путем тщательной интеграции различных операций в полную производственную систему можно получить оптимальную передачу. Окончательное применение зубчатой ​​передачи определит, какие прочностные характеристики потребуются, что впоследствии определит материал и термическую обработку.

13 Проектирование, разработка и применение новых высокопроизводительных зубчатых сталей (январь / февраль 2010 г.)

QuesTek Innovations LLC применяет свою технологию компьютерного проектирования Materials by Design для разработки нового класс высокопрочных зубчатых сталей с вторичной закалкой, оптимизированных для работы при высоких температурах и низком давлении (т.е., вакуум) науглероживание. Новые сплавы предлагают три различных уровня твердости корпуса (с возможностью «набора» профилей твердости, включая исключительно высокую твердость корпуса), а их высокая прочность сердцевины, ударная вязкость и другие свойства позволяют снизить вес трансмиссии или увеличить мощность. Плотность по сравнению с существующими сплавами, такими как AISI 9310 или Pyrowear Alloy 53.

14 LMT Fette представляет SpeedCore (октябрь 2011 г.)

Новые технологии обработки материалов позволяют повысить эффективность и гибкость зубофрезерования.

15 Механическое поведение и микроструктура обработанных поверхностей зубчатых сталей (март / апрель 1995 г.)

Несколько десятилетий назад было показано, что аусформинг, пластическая деформация термообработанных сталей в их метастабильном аустентном состоянии, приводит к для закаленных и отпущенных сталей, которые были тверже, прочнее и долговечнее при усталостных нагрузках, чем стали с традиционной термообработкой. Чтобы избежать больших усилий, необходимых для формирования целых компонентов, таких как шестерни, кулачки и подшипники, процесс аусформинга придает дополнительную механическую прочность и долговечность только тем контактным поверхностям, которые подвергаются критической нагрузке.Процесс аусроллинга, используемый для чистовой обработки нагруженных поверхностей элементов машин, обеспечивает высокое качество текстуры поверхности и контроль геометрии. Геометрия, близкая к чистой, и топография поверхности элементов машины должны контролироваться, чтобы они соответствовали размерной чистоте сети и требованиям к конструкции прокатного штампа (ссылка 1).

16 Новые зубчатые стали Corus сокращают количество сплавов без ущерба для достижимой твердости (сентябрь / октябрь 2005 г.)

Формула Corus Engineering Steels для новых зубчатых сталей: сохранение достижимой твердости при использовании меньшего количества сплавов, что снижает затраты на сталь для производителей снаряжения.

17 Допуск по нагрузке на перегрузку (март / апрель 1985 г.)

Характеристики науглероженных компонентов можно улучшить, просто изменив легируемость стали.

18 Аустемперированный чугун с шаровидным графитом (март / апрель 1985 г.)

Аустемперирующая термообработка (аустенизация с последующим быстрым охлаждением до температуры отпуска) были применялся к чугунам с шаровидным графитом на экспериментальной основе в течение ряда лет, но коммерческий интерес к процессу только недавно вышли на поверхность.

19 Термическая обработка зубчатых колес: влияние материалов и геометрии (март / апрель 2004 г.)

Конструкции зубчатых колес развиваются все ускоряющимися темпами, и производители зубчатых колес должны лучше понимать как выбор материалов и методов термообработки может оптимизировать механические свойства, сбалансировать общую стоимость и продлить срок службы.

20 Быстрорежущая сталь: разные марки для разных требований (сентябрь / октябрь 2004 г.)

Червячные фрезы, протяжки, фрезы, бритвенные фрезы, фрезы, и конические фрезы, используемые в производство шестерен обычно изготовлен из быстрорежущей стали.Эти специализированные зуборезные инструменты часто требуют свойств, таких как прочность или технологичность, которых трудно достичь с помощью твердого сплава, несмотря на разработки в области твердосплавных режущих инструментов для концевых фрез, фрез и режущих пластин.

21 Выбор материала и термообработка (июль / август 1985 г.)

До достижения оптимальных механических свойств можно выбрать, рабочее напряжение должен быть определен на основе рекомендованных допустимые напряжения.

22 ADI — дизайнерский материал для зубчатых колес (март / апрель 1995 г.)

Если бы кто-то сказал вам, что у него есть зубчатый материал, который прочнее на фунт, чем алюминий, и такой же износостойкий, как сталь, легче обрабатывать, чем сталь, подвергающуюся свободной обработке, и позволять производить шестерни внутри страны на 20% меньше, чем те, которые сейчас вырезают из поковок иностранного производства, считаете ли вы этот материал «высокотехнологичным»? Наверное. Что ж, отбросьте все предвзятые представления о «высокотехнологичных» материалах, которые у вас могли быть.Высокопроизводительный материал, о котором вас не учили в школе, — это ковкий чугун после закалки (ADI).

23 Металлургические аспекты, которые необходимо учитывать при проектировании зубчатых колес и валов (март / апрель 1999 г.)

В своем Руководстве по проектированию зубчатых колес (ссылка 1) Дадли заявляет (или преуменьшает): «Лучшая передача люди во всем мире начинают понимать, что металлургическое качество так же важно, как и геометрическое качество ». Геометрическая точность без металлургической целостности любой высоконагруженной шестерни или вала приведет только к потере усилий всех заинтересованных сторон — разработчика шестерен, производителя и заказчика — поскольку жизненный цикл компонента будет преждевременно сокращен.Науглероженные автомобильные шестерни или валы с неправильной твердостью поверхности, глубиной корпуса или твердостью сердечника могут даже не пройти базовый гарантийный срок до полного выхода из строя, что приведет к значительным расходам и потере престижа для производителя и потребителя. Неожиданный преждевременный отказ большого промышленного редуктора или вала в угольной шахте или мельнице может привести к потере производительности и прибыли, пока машина не работает, поскольку запасные компоненты могут быть недоступны. К счастью, такой сценарий встречается нечасто.Самые известные производители шестерен и валов во всем мире никогда не пренебрегают металлургическим качеством своей продукции.

24 Сравнение износостойкости поверхности и динамических характеристик зубчатых колес из порошкового металла и стали (сентябрь / октябрь 1995 г.)

Зубчатые колеса из порошкового металла с поверхностной закалкой все чаще используются в трансмиссиях для снижения стоимости зубчатых передач. производство. Одна из важных проблем заключается в том, как проектировать с долговечностью поверхности, учитывая пористую природу спеченных зубчатых колес.Было написано много статей о механических характеристиках, таких как прочность на растяжение и изгиб, спеченных материалов, и хорошо известно, что поры, существующие на их поверхностях и под ними, влияют на их характеристики (ссылки 1-3). Шестерни передачи мощности часто используются в условиях высокой скорости и высокой нагрузки, а поверхности зубьев контактируют друг с другом в условиях контакта скольжения-качения. Поэтому при проектировании спеченных зубчатых колес для обеспечения долговечности поверхности необходимо учитывать не только их механические, но и трибологические характеристики.

25 Улучшенная технология протяжки стали (июль 2016 г.)

Протяжка — это метод обработки, обычно используемый для резки зубьев шестерен или профилей кулачков для крупносерийного производства деталей трансмиссии, используемых в транспортных средствах (ссылки 1– 2). В этой статье показано, как правильный материал заготовки зубчатого колеса может иметь большое значение, если вы хотите получить больше деталей из каждого инструмента.

26 Pardon the Disruption (январь / февраль 2018 г.)

Новые технологии, такие как робототехника / автоматизация, новые материалы, аддитивное производство и IIoT, могут и в обозримом будущем изменят направление производства зубчатых передач.

27 Влияние размера дефекта на несущую способность корня зуба (ноябрь / декабрь 2017 г.)

Цель данной работы — представить метод расчета несущей способности корня зуба для зубчатых колес с учетом влияния размера дефекта на выносливую усталостную прочность корня зуба. Теоретическая основа этого метода представлена ​​в этой статье, а также результаты проверки в ходе эксплуатационных испытаний косозубых и конических зубчатых колес с различными партиями материалов в отношении распределения включений по размерам.Уровень крутящего момента для 50-процентной вероятности отказа шестерен оценивается на испытательном стенде, а затем сравнивается с результатами моделирования. Имитационный метод позволяет реализовать метод лестницы, который обычно выполняется физически в ходе последовательных испытаний на выносливость, поскольку в расчетной модели учитывается статистическое влияние свойств материала. Сравнение моделирования и тестов показывает высокий уровень соответствия.

28 Материальные активы (ноябрь / декабрь 2017 г.)

У вас есть шанс произвести первое впечатление.Одна возможность показать своим клиентам, поставщикам и поставщикам, что вы предоставляете стабильный и надежный продукт, который будет способствовать повторному развитию бизнеса. Как добиться этого? Какие инструменты и стратегии доступны для более быстрой и эффективной доставки материалов для зубчатых колес (поковки, заготовки зубчатых колес и т. Д.) В сегодняшней высокотехнологичной, быстро развивающейся производственной среде?

29 Эксплуатационные характеристики и обработка современных конструкционных сталей в системах передачи энергии — продолжение разработки (май 2017 г.)

Становится все более очевидным, что свойства материалов могут и будут играть большую роль, чем раньше, в решении проблем большинство производителей трансмиссий сталкиваются сегодня с этим.Использование присущих материалам усталостных свойств обеспечивает новый инструмент проектирования для поддержки происходящих рыночных изменений.

30 Расчет зубчатых колес на изгиб на основе включений (май 2017 г.)

Снижение веса компонентов и постоянно увеличивающаяся удельная мощность требуют, чтобы конструкция зубчатого колеса была максимально допустимой. Чтобы использовать потенциал современных строительных материалов, методы расчета прочности компонентов должны основываться на более глубоком понимании механики разрушения и материалов, в отличие от эмпирически-аналитических подходов.

31 Обновление набора инструментов (май 2017 г.)

Производители уделяют особое внимание конструкции инструментов, материалам, покрытиям, опциям станков и параметрам резания.

32 Инновационная конструкция стали и обработка зубчатых колес из современной конструкционной стали (август 2016 г.)

Растущие потребности в автомобильной промышленности промышленность по снижению веса, топливо необходимо срочно заняться повышением эффективности и сокращением выбросов углекислого газа.До сих пор широко используемые обычные стали оправдывали ожидания. Однако с более строгими стандартами выбросов, требования к материалам растут. Ожидается, что материалы будут работать лучше, что приведет к необходимости повышения усталостной прочности. Возможность увеличения крутящего момента на текущих поколениях без дизайна изменения могут быть достигнуты путем выбора подходящих материалов.

33 Проект XL Gears (январь / февраль 2014 г.)

Многие из существующих руководств по изготовлению больших высокопроизводительных шестерен для редукторов ветряных турбин нуждаются в улучшении.Учтите: большой шлифовальный материал, используемый для компенсации деформации при термообработке, может значительно снизить производительность производства; а также материалы и производственные процессы — два других многообещающих направления улучшения. В представленной здесь работе исследуются закаливаемые легированные стали, которые в сочетании со специально разработанными процессами закалки и термообработки демонстрируют меньшую деформацию и, в свою очередь, требуют меньшего шлифовального материала.

34 Сравнительное исследование полимерных зубчатых колес, изготовленных из пяти материалов (ноябрь / декабрь 2019 г.)

Поведение полимерных зубчатых колес, изготовленных из пяти различных материалов, было исследовано с использованием существующего испытательного стенда для полимерных зубчатых колес.Были проведены испытания ступенчатой ​​нагрузки при постоянной скорости 1000 об / мин. Существенные различия в режимах отказа и рабочих характеристиках наблюдались для пяти полимерных материалов зубчатых колес для зубчатых зацеплений зубчатых колес, изготовленных из одного материала друг друга.

35 Высокотемпературные материалы зубчатых передач (ноябрь / декабрь 2013 г.)

Какой материал зубчатых передач подходит для высокотемпературных (350 — 550 ° C), использование высокого вакуума и чистой окружающей среды?

36 Большие шестерни для открытых зубчатых колес — увеличение нагрузки на одиночную сетку (январь / февраль 2013 г.)

В этом документе вводятся обязательные улучшения в конструкции, производстве и контроле — от обработки материала до окончательной обработки — со специальными сосредоточьтесь на сегодняшних больших и мощных зубчатых передачах.

37 Минимизация коррозии в процессе производства аэрокосмических зубчатых передач (июль / август 2002 г.)

Углеродистые стали в основном использовались для производства аэрокосмических зубчатых передач из-за их механических характеристик. Легированная низкоуглеродистая сталь легко закаливается для получения твердой износостойкой поверхности при сохранении характеристик пластичного сердечника. Достигнутая микроструктура выдерживает большие нагрузки, удары и повышенные температуры, которые обычно возникают в зубчатых передачах.Обрабатываемость углеродистой стали позволяет применять общие методы обработки при производстве зубчатых колес для аэрокосмической промышленности по сравнению с более совершенными процессами удаления металла, необходимыми для нержавеющих сплавов и сплавов на основе никеля.

38 Повышенная грузоподъемность червячных передач за счет оптимизации бронзового червячного колеса (май / июнь 2002 г.)

Срок службы червячных передач обычно ограничивается червячными колесами, отлитыми из бронзы. Ниже представлены некоторые оптимизированные литые бронзы, которые увеличивают износостойкость вдвое.

39 Влияние дефектов материала на характеристики редуктора — тематическое исследование (март / апрель 2000 г.)

Качество материала, используемого для высоконагруженных ответственных передач, имеет первостепенное значение для достижения их полной потенциал. К сожалению, многие конструкторы редукторов не понимают, какую роль играют дефекты материала. Механизм, с помощью которого возникают отказы из-за дефектов материала, часто бывает окольным и не всегда очевидным.В целом, однако, отказы, связанные с дефектами материала, демонстрируют характеристики, указывающие на источник основной проблемы, механизм, с помощью которого произошел отказ, и способ, которым он прогрессировал до отказа компонента.

40 Чугун: надежный выбор для снижения шума шестерен (сентябрь / октябрь 1999 г.)

Выбор материала может сыграть важную роль в постоянной борьбе за снижение шума шестерен. Установление более жестких допусков на размеры или изменение конструкции шестерни — наиболее распространенные подходы, применяемые инженерами-конструкторами для минимизации шума, но любой подход может увеличить стоимость готовой детали и ухудшить отношения между механическим цехом и конечным пользователем.Третья, но часто упускаемая из виду альтернатива — использование материала, обладающего высокими способностями к шумоподавлению. Один из таких материалов — чугун.

41 Инновации в порошковой металлургии (сентябрь / октябрь 1999 г.)

Металлические порошки. Для производителей оборудования сегодня эта фраза вызывает в воображении образы приложений с низким энергопотреблением в некритичных системах. По мере развития технологии порошкового металла, увеличения плотности и прочности материалов, такие мнения меняются. Это непрерывный эволюционный процесс, который будет продолжаться некоторое время.Согласно Дональду Уайту, исполнительному директору Федерации порошковой металлургии, в его отчете «Состояние промышленности — 1999». «Мир P / M быстро меняется, и P / M необходимо признать процессом мирового уровня — необходимо устранить национальные, континентальные и даже человеческие барьеры и предрассудки — мы должны объединить усилия как мировой процесс — единый подход и цели.»

42 Оптимальная конструкция зубчатых колес из полимера: переход от металла к пластику (май 2020 г.)

В настоящее время прогресс в полимерных материалах и литье под давлением позволил резко расширить применение пластиковых зубчатых колес.Они используются не только для передачи малонагруженного движения, но и в силовых приводах средней нагрузки в автомобилестроении, сельском хозяйстве, медицине, робототехнике и многих других отраслях промышленности.

43 Анализ контакта зубьев — контакт в автономном режиме и полимерные шестерни (сентябрь / октябрь 2017 г.)

Целью исследования было применение такого специализированного метода анализа контакта зубьев, широко применяемого в сообщества стальных зубчатых колес к применению полимерных зубчатых колес, чтобы оценить, какие модификации необходимо внести в эти модели, чтобы они были применимы к полимерным зубчатым колесам.

44 Экспериментальное и численное исследование нагруженной цилиндрической шестерни из армированного стекловолокном PA6 (июль 2019)

Полимерные шестерни находят все большее применение в автомобильной промышленности, офисном оборудовании, пищевом оборудовании и бытовой технике. Основная причина такого успеха — их невысокая стоимость. Также интересны их небольшой вес, бесшумность работы и зацепление без смазки. Однако у них плохая термостойкость и ограничиваются вращательной передачей.Чтобы улучшить поведение шестерен, добавлено стекловолокно. чем тот факт, что оба используют эвольвенту для сопряженного действия.

46 Модель распределения нагрузки для полимерных цилиндрических шестерен (ноябрь / декабрь 2011 г.)

В этой статье представлен оригинальный метод расчета механических характеристик полимерных шестерен под нагрузкой.Полимер шестерни могут использоваться без смазки, имеют более тихое зацепление, более устойчивы к коррозии и легче по весу. Поэтому области их применения постоянно расширяются. Тем не менее, механическое поведение полимерных материалов очень сложно, потому что оно зависит от времени, истории смещения и температуры. Кроме того, для некоторых полимеров еще одним фактором, который следует учитывать, является влажность. В статье исследуется частный случай полиамида 6.6.

47 Эксперты по эффективности (сентябрь / октябрь 2010 г.)

Университет Брэдли и Winzeler Gear совместно работают над проектированием и разработкой городского легкового автомобиля.

48 В PEEK пищевой цепи полимеров (июнь 2010 г.)

В гиперконкурентной гонке за повышение эффективности автомобилей, Компания Metaldyne совместно с Victrex разрабатывает линейку модулей уравновешивающего вала. Полимер PEEK вместо металлических шестерен. Совместная разработка продукта привело к значительному сокращению инерция, вес и потребляемая мощность, а также улучшение характеристик шума, вибрации и резкости (NVH).

49 Исследование корреляции между теоретическими и фактическими данными испытаний на усталость зубчатых колес на полиамиде (июнь 2008 г.)

В последние два года компания DSM проводила испытания на усталость реальных литых зубчатых колес с целью разработки конструкции данные.

50 Инновации в литье под давлением (июнь 2008 г.)

Альтернативные бизнес-стратегии от некоторых альтернативных производителей зубчатых передач.

51 Последнее поколение более тихих пластиковых шестерен, способных выдерживать тепло (ноябрь / декабрь 2005 г.)

Десять лет назад большинство основных производителей зубчатых передач даже не рассматривали пластмассы в качестве опции, особенно в приложениях с более высокой мощностью .

52 Пластиковые шестерни — растущая отрасль по-прежнему требует уважения (март / апрель 2007 г.)

Сорок лет назад промышленность пластмасс находилась практически в зачаточном состоянии …

53 Относительно Характеристики цилиндрических зубчатых колес, изготовленных из стали и PEEK (март / апрель 2012 г.)

В этой статье делается попытка сравнить данные, полученные от энкодеров вала испытательного стенда и датчиков крутящего момента при использовании стали-стали, стали-пластика и пластика-пластика. комбинации шестерен, чтобы понять различия в характеристиках стальных и пластмассовых шестерен.

54 Стандарты пластиковых зубчатых колес: закон о балансировке (март / апрель 2007 г.)

Создание стандартов для пластиковых зубчатых колес требует ловкости. Задача состоит в том, чтобы установить единые руководящие принципы, но при этом не ограничивать творческие решения, предлагаемые разработчиками шестерен из пластика.

55 Эффекты изгиба зубьев в пластиковых цилиндрических зубчатых колесах (сентябрь / октябрь 2007 г.)

В этой статье описывается исследование зубчатой ​​передачи из стали и пластика и представлена ​​новая гипотеза о механизме управления в износ пластиковых шестерен.

56 Несущая способность винтовых цилиндрических зубчатых колес со стальными шестернями и пластиковыми колесами (июль / август 2004 г.)

Все большее значение приобретают винтовые косозубые и червячные передачи, сочетающие в себе использование стали и пластмассы. Об этом свидетельствует разнообразное и постоянно растущее использование в автомобильной и бытовой технике. отрасли. Возрастающие требования к таким зубчатым колесам могут быть объясняется преимуществами такого сочетания материалов по сравнению с традиционным сочетанием стали / бронзы.

57 Разработка и производство механически обработанных пластмассовых шестерен (май / июнь 1985 г.)

Использование пластмассовых зубчатых колес в новых продуктах неуклонно растет. Частично это связано с доступностью последних проектных данных. Усталость напряжение пластмассовых шестерен в зависимости от диаметрального шага, угла давления, Скорость продольного наклона, смазка и жизненный цикл описаны на основе по тестовой информации. Приведены методики расчета пластиковых шестерен.

58 Разработка и производство пластмассовых шестерен, часть II (июль / август 1985 г.)

Достижения в области механической обработки и сборки зубчатых колес из термопласта наряду с новыми конструктивными данными привели к более широкому использованию полимерных материалов. представлена ​​информация о современных методах изготовления пластмассовых зубчатых передач и важности обсуждается вопрос о правильном допуске люфта при установке. В контролируемых условиях литые нейлоновые шестерни показывают 8–14 дБА.более низкий уровень шума, чем у трех других протестированных материалов для зубчатых передач.

59 Нестандартные цилиндрические шестерни (ноябрь / декабрь 2004 г.)

Цилиндрические зубчатые колеса с криволинейной поверхностью (CFW) не популярны в зубчатой ​​промышленности. Но эти неметаллические шестерни имеют преимущества по сравнению со стандартными цилиндрическими цилиндрическими шестернями: более высокое отношение контакта, более высокая жесткость зубьев и более низкие контактные и изгибающие напряжения.

60 Пластиковая разгрузка шестерен (март / апрель 2012 г.)

Устранение шума, веса и износа оказалось ценным в 2012 году.

61 Максимальная температура поверхности термопластичного зубчатого колеса в зубчатой ​​паре пластик-сталь без смазки (август / сентябрь 1984 г.)

Одной из основных проблем конструкции пластиковых зубчатых колес является знание их рабочей температуры . Особый интерес представляет температура в объеме зуба для прогнозирования усталостной долговечности и пиковая температура на поверхности зуба для предотвращения разрушения поверхности. В данной статье представлены результаты экспериментального метода, в котором используется инфракрасный радиометр для измерения изменения температуры по профилю пластикового зуба шестерни во время работы.Измерения проводились на зубчатых колесах модульной фрезы 5,08, 3,17, 2,54, 2,12 мм, изготовленных из нейлона 6-6, ацеталя и СВМПЭ (сверхвысокомолекулярного полиэтилена). Все испытания проводятся на четырехугольном испытательном стенде с зубчатыми парами из термопласта и стали, где пластиковая шестеренка — это водитель. Кривые прогноза максимальной температуры, полученные в результате статистического анализа результатов, представлены и сравниваются с данными, доступными из литературы.

62 Измерение шестерни (июль 2019)

Пластиковые шестерни по-прежнему нуждаются в исследовании, и вопрос о том, как они соотносятся со своими стальными собратьями, все еще исследуется.

63 Оптимизация геометрии пластиковой шестерни: введение в оптимизацию шестерни (май / июнь 2002 г.)

Существует множество инженерных оценок, необходимых для разработки зубчатых передач, обеспечивающих оптимальную производительность в отношении крутящего момента, шума, размера и Стоимость. Насколько экономия затрат и повышенная производительность редуктора можно получить за счет оптимизации? Экономия от 10% до 30% и 100% добавленная мощность не являются чем-то необычным. Контраст более выражен, если исходная конструкция была склонна к сбоям и не соответствовала функциям.

64 Дизайн пластиковых шестерен остается в стадии разработки (июль 2018)

Несмотря на разработку и доступность ряда новых прочных материалов, предназначенных для пластмассовых шестерен, некоторые инженеры / конструкторы продолжают верить металл лучше.

65 Толкая конверт с пластиком (июнь 2007)

Мы были рады увидеть пластиковую шестеренку, изображенную на обложке вашего мартовского / апрельского выпуска.UFE сыграла ведущую роль в его разработке и производстве.

66 Пластиковые зубчатые колеса продолжают преобразовывать непереоборудованный (март / апрель 2016 г.)

Пластиковые зубчатые колеса повсюду сегодня — по всей машине, в самые низкие глубины океанов, в глубоких Космос. Вопрос, когда это Металлическая шестерня кандидат на пластик преобразование, можно решить в три слова, т.е. что за приложение?

67 Фундаментальное исследование обнаружения признаков неисправности пластиковых шестерен (март / апрель 2015 г.)

В этой статье предлагается новый метод — с использованием нейронных осцилляторов — для фильтрации фонового вибрационного шума при зацеплении пластиковых зубчатых пар в обнаружение признаков выхода из строя редуктора.В этой статье эти ненужные частотные компоненты устраняются с помощью системы управления с прямой связью, в которой работает свойство синхронизации нейронного осциллятора. Каждый нейронный осциллятор предназначен для настройки собственной частоты на конкретный один из компонентов.

68 Говоря правду о власти: пластиковые шестерни не уступают никому (март / апрель 2013 г.)

Автомобильная промышленность использует проверенные, но постоянно развивающиеся технологии пластиковых шестерен.

69 Новая технология для более прочных пластмассовых шестерен (август 2012 г.)

Gleason-K2 Plastics исключает сварные линии без механической обработки.

70 Механизмы разрушения в пластмассовых зубчатых передачах (январь / февраль 2002 г.)

Пластмассы в качестве материалов для зубчатых передач представляют собой интересную разработку для зубчатых передач, поскольку они обеспечивают высокое отношение прочности к массе, простоту изготовления и отличные трибологические свойства (См.1-7). В частности, есть хорошая перспектива, что пластиковые шестерни могут применяться для передачи мощности до 10 кВт (ссылка 6).

71 Систематический подход к проектированию пластиковых прямозубых и косозубых шестерен (ноябрь / декабрь 1989 г.)

Пластиковые шестерни все чаще используются в таких приложениях, как принтеры, фотоаппараты, мелкая бытовая техника, малые электроинструменты, инструменты , таймеры, счетчики и различные другие товары. Из-за наличия множества переменных, инженер, время от времени проектирующий зубчатые передачи, может найти процесс проектирования несколько утомительным.В этой статье описывается систематический подход к проектированию цилиндрических и косозубых шестерен из пластмассы, изготовленной методом литья под давлением. Использование компьютерной программы для проектирования пластиковых зубчатых колес представляет собой бесценный инструмент проектирования для решения сложных уравнений зубчатых колес.

72 Практическое руководство по формованию более качественных пластиковых трансмиссий с зубчатыми колесами (май / июнь 2000 г.)

Пластиковые шестерни и трансмиссии требуют другого подхода к проектированию, чем металлические трансмиссии.Разработчику пластиковых трансмиссий доступны различные инструменты для оптимизации его редукторного продукта, а также различные требования к проверкам и испытаниям. В этой статье будут представлены некоторые новые технологии, доступные пользователям пластиковых шестерен, в том числе дизайн, изготовление пресс-форм, проверка и тестирование пластмассовых шестерен и трансмиссий.

73 Пластик: не совсем альтернативная технология (июль / август 1998 г.)

«Мы захватываем все», — говорит Арт Милано.Это смелое заявление технического менеджера Seitz Corporation, одного из крупнейших производителей пластиковых шестерен, изготовленных методом литья под давлением, но у Милана есть основания для его оптимизма. Пластиковые шестерни — это большой бизнес, возможно, даже больше, чем думают многие «инсайдеры» в индустрии зубчатых передач.

74 Технические полимеры Hoechst для сбора данных по пластиковым материалам зубчатых передач (июль / август 1997 г.)

Компания Hoechst Technical Polymers расширила свой интерес к пластиковым зубчатым колесам, представив новую машину для оценки и исследования пластиковых зубчатых передач P- Механизм.Эта машина является центральным элементом постоянных усилий компании по продвижению и развитию использования пластиковых шестерен в более мощных устройствах.

75 Снижение шума в редукторах из пластмассы и порошка из металла (июль / август 1996 г.)

Данные, обсуждаемые в этой статье, были получены для вертикального пылесоса. Это был прототип пылесоса с самоходной трансмиссией. Это был первый случай, когда производитель использовал редукторную коробку передач в этом приложении.

76 Влияние толщины стенки и фланца на неметаллические характеристики шестерни (ноябрь / декабрь 1995 г.)

Шестерни изготавливаются с тонкими ободами по нескольким причинам. Стальные шестерни изготавливаются с тонкими ободами и перемычками, где важен малый вес. Неметаллические шестерни, изготовленные методом литья под давлением, имеют тонкие ободки в соответствии с общим правилом проектирования, обеспечивающим равномерную толщину и равномерное охлаждение после формования. Когда зубчатое колесо с тонким ободом выходит из строя, излом считается корнем зубчатого колеса, как показано на рис.1a, а не обычное разрушение галтели, показанное на рис. 1b.

77 Смазки и смазка пластиковых шестерен (сентябрь / октябрь 1993 г.)

Измерение поверхности любой контактной поверхности зуба металлической шестерни покажет некоторую степень пиков и впадин. Когда шестерни входят в зацепление, нерегулярные контактные поверхности сводятся вместе в типичной комбинации качения и скольжения. Вершины или неровности на поверхности одного зуба случайным образом контактируют с неровностями сопрягаемого зуба.В правильных условиях неровности образуют мгновенные сварные швы, которые разрушаются по мере продолжения работы зуба шестерни. Результатом этого действия являются повышенное трение и более высокие температуры, а также частицы износа, попавшие в систему.

78 Сравнение видов поверхностного разрушения подшипников и шестерен: внешний вид и механизмы (июль / август 1992 г.)

В 1960-х и начале 1970-х годов была проделана значительная работа по выявлению различных видов повреждений, которые закончились. срок службы подшипников качения.Краткое описание всех видов повреждений, которые могут привести к отказу, приведено в Таблице 1. В подшипниках, в которых используется недостаточное количество или неподходящий смазочный материал, или есть загрязнения (вода, твердые частицы) или плохое уплотнение, отказ, такой как чрезмерный износ или вибрация. или коррозия, а не контактная усталость. Обычно страдают и другие компоненты системы в целом, помимо подшипников. С годами производители трансмиссий, осей и коробок передач, которые включают такие системы, осознали необходимость улучшения условий эксплуатации в таких агрегатах, так что произошли некоторые улучшения срока службы систем.

79 Состояние зубчатой ​​промышленности Special Edition (январь / февраль 2019 г.)

Эксперты зубчатой ​​отрасли высказывают свое мнение о наиболее важных тенденциях, с которыми сегодня сталкиваются производители зубчатых колес.

Проектирование с пластмассовыми зубчатыми колесами и общие соображения относительно пластмассовых зубчатых колес


Общие сведения о пластмассовых зубчатых передачах

Пластиковые шестерни продолжают вытеснять металлические шестерни, находя все более широкое применение.Их уникальные характеристики также улучшаются за счет новых разработок как в материалах, так и в обработке. В этом отношении пластмассы несколько резко контрастируют с металлами, поскольку последние материалы и процессы по существу полностью разработаны и, следовательно, находятся в относительно статичном состоянии развития.

Пластиковые шестерни могут изготавливаться зубофрезерованием или формованием, аналогично металлическим зубчатым колесам или, альтернативно, литьем.

Среди характеристик, обуславливающих значительное увеличение использования пластмассовых шестерен, наиболее важными, вероятно, являются следующие:

  1. Экономическая эффективность процесса литья под давлением.
  2. Исключение операций механической обработки; возможность изготовления со вставками и цельными конструкциями.
  3. Малая плотность: легкий, малоинерционный.
  4. Однородность деталей.
  5. Способность поглощать удары и вибрацию.
  6. Способность работать с минимальным количеством смазки или без нее.
  7. Сравнительно низкий коэффициент трения.
  8. Коррозионная стойкость.
  9. Бесшумность работы.
  10. Допуски часто менее критичны, чем для металлических шестерен, отчасти из-за их большей устойчивости.
  11. Соответствие тенденции к более широкому использованию пластиковых корпусов и других компонентов.
  12. Производство в один этап; никаких предварительных или второстепенных операций.
В то же время инженер-конструктор должен быть знаком с ограничениями пластиковых шестерен по сравнению с металлическими шестернями. Наиболее важными из них являются следующие:
  1. Меньшая грузоподъемность.
  2. Более низкая точность.
  3. Большая нестабильность размеров из-за большего коэффициента теплового расширения и поглощения влаги.
  4. Пониженная способность работать при экстремально высоких и низких температурах.
  5. Первоначальная высокая стоимость пресс-формы для разработки правильной формы и размеров зуба.
  6. Может подвергаться отрицательному воздействию некоторых химикатов и даже некоторых смазочных материалов.
  7. Неправильные инструменты и процесс формования могут вызвать остаточные внутренние напряжения в корнях зуба, что приведет к перенапряжению и / или деформации при старении.
  8. Стоимость пластмасс связана с ценами на нефтехимические продукты, поэтому они более волатильны и могут расти по сравнению с ценами на металлы.

Выбор углов давления и модулей

В пластмассовых зубчатых передачах используются углы давления 14,5 °, 20 ° и 25 °. Угол давления 20 ° обычно предпочтителен из-за более прочного зубца
форма и меньшая подрезка по сравнению с системой с углом давления 14,5 °. Угол давления 25 ° имеет самую высокую грузоподъемность
способна, но более чувствительна к изменению межосевого расстояния и, следовательно, работает менее тихо. Выбор зависит от приложения.

Определение подходящего модуля или диаметрального шага — это компромисс между рядом различных требований к конструкции.
Больший шаг связан с более крупными и прочными зубьями. Однако для данного делительного диаметра это также означает меньшее число
зубы с соответственно большей вероятностью подрезания при очень небольшом количестве зубов. Зубы большего размера обычно вызывают большее скольжение, чем зубы меньшего размера.

С другой стороны, меньшие шаги, которые связаны с меньшими зубьями, как правило, обеспечивают большее распределение нагрузки из-за соответствия
пластиковых шестерен.Однако в конечном итоге будет достигнуто ограничивающее условие, когда возникает механическое вмешательство в результате слишком большой податливости. Маленькие зубы также более чувствительны к зубным ошибкам и могут подвергаться большему стрессу.

Хорошая процедура, вероятно, состоит в том, чтобы сначала определить размер шестерни, поскольку это более нагруженный элемент. Он должен быть такого размера, чтобы выдерживать требуемые нагрузки, но не должен быть чрезмерно рассчитанным.

Прочность пластмассовых цилиндрических зубчатых колес

В следующем тексте основное внимание будет уделено нейлону MC901 и Duracon M90.Однако используемые основные уравнения применимы ко всем другим пластическим материалам, если применяются соответствующие значения коэффициентов.

Прочность на изгиб цилиндрических зубчатых колес

Нейлон MC901 и Duracon M90
Допустимая касательная сила F (кгс) на делительной окружности прямозубой шестерни может быть получена по формуле Льюиса:

Замечания по применению

При разработке пластиковых шестерен необходимо тщательно учитывать воздействие тепла и влаги.Связанные с этим проблемы:
  1. Люфт: Пластиковые шестерни имеют больший коэффициент теплового расширения. Кроме того, они обладают способностью впитывать влагу и набухать. Хорошая конструкция требует учета большего люфта, чем для металлических шестерен.
  2. Смазка: Большинство пластиковых шестерен не требуют смазки. Однако повышение температуры из-за зацепления может контролироваться охлаждающим эффектом смазки, а также снижением трения.Часто в случае высоких скоростей вращения смазка имеет решающее значение.
  3. Пластиковая шестерня с металлической ответной частью: Если одна из шестерен сопряженной пары металлическая, будет установлен радиатор, который предотвращает резкое повышение температуры. Эффективность зависит от конкретного металла, количества металла и скорости вращения.

Поверхностная прочность пластиковых цилиндрических зубчатых колес Duracon M90

Шестерни Duracon имеют меньшее трение и износ в условиях масляной смазки.Однако при расчете прочности необходимо учитывать отсутствие смазки. Поверхностная прочность с использованием контактного напряжения Герца, S C , рассчитывается по формуле (18-3) .

Если значение контактного напряжения в Герцах, S C , рассчитывается по формуле (18-3) , и значение падает ниже кривой Рисунок 18-6 ,
тогда он напрямую применим как безопасный дизайн. Если расчетное значение оказывается выше кривой, передача Duracon небезопасна.

Прочность на изгиб пластиковых конических шестерен Nylon MC901 и Duracon M90

Допустимая касательная сила на делительной окружности рассчитывается по формуле (18-4) .

Остальные переменные можно рассчитать так же, как и для цилиндрических зубчатых колес.

Прочность на изгиб пластиковых червячных передач Нейлон MC901

Как правило, червяк намного сильнее червячной передачи. Следовательно, необходимо рассчитывать на прочность только червячную передачу. Допустимая касательная сила F (кгс) на делительной окружности червячной передачи получается из Уравнение (18-7) .

Червячные сетки имеют относительно высокие скорости скольжения, что приводит к сильному повышению температуры.
Это вызывает резкое снижение прочности и аномальный износ от трения. Это особенно верно для пластиковой сетки.
Следовательно, скорости скольжения должны соответствовать рекомендациям Таблица 18-6 .

Смазка пластиковых червяков имеет жизненно важное значение, особенно при высоких нагрузках и непрерывной работе.

Прочность пластмассового шпоночного паза

Крепление пластмассовой шестерни к валу часто осуществляется с помощью шпонки и шпоночного паза.
Тогда критичным является уровень напряжений, приложенных к сторонам шпоночной канавки. Это рассчитывается по формуле (18-9) .

Максимально допустимое поверхностное давление для MC901 составляет 200 кгс / см2, и его нельзя превышать. Кроме того, угол шпоночной канавки должен иметь подходящий радиус, чтобы избежать концентрации напряжений. Расстояние от хвостовика шестерни до дна шпоночной канавки должно быть как минимум вдвое больше всей глубины зуба, h .

Шпоночные пазы нельзя использовать при следующих условиях:

    Чрезмерное напряжение шпоночной канавки
    Высокая температура окружающей среды
    Ударопрочный
    Шестерни большого наружного диаметра
Когда преобладают вышеуказанные условия, целесообразно использовать в передаче металлическую ступицу.Затем в металлической ступице можно прорезать шпоночный паз. Металлическую ступицу можно закрепить в пластмассовой шестерне несколькими способами:
    Вдавите металлическую ступицу в пластиковую шестерню, зафиксировав ее накаткой или винтом.
    Закрепите винтами металлические диски с каждой стороны пластмассовой шестерни.
    Металлическая втулка термически закреплена на шестерне.

Влияние усадки детали на конструкцию пластмассовой шестерни

Характер детали и операция формования в значительной степени влияют на формованную шестерню.С точки зрения конструкции наиболее важным эффектом является усадка шестерни относительно размера полости формы.

Усадка шестерни зависит от пропорций формы, геометрии шестерни, материала, температуры окружающей среды и времени. Усадка обычно выражается в миллиметрах на миллиметр. Например, если пластиковая шестерня со степенью усадки 0,022 мм / мм имеет шаговый диаметр 50 мм в пресс-форме, шаговый диаметр после формования будет уменьшен на (50) (0,022) или 1,1 мм и станет равным 48. .9 мм до окончательного размера после охлаждения.

В зависимости от материала и процесса формования, степень усадки пластиковых шестерен может составлять от 0,001 мм / мм до 0,030 мм / мм (см. Таблица 18-1 и Рисунок 18-7 ). Иногда степень усадки выражается в процентах. Например, степень усадки 0,0025 мм / мм может быть указана как степень усадки 0,25%.

Эффект усадки должен учитываться при проектировании пресс-формы и требует специальных знаний.Точное и специфическое лечение этого явления является результатом многолетнего опыта в создании форм для зубчатых колес; следовательно, подробности выходят за рамки данной презентации. Как правило, окончательный размер литой шестерни зависит от следующих факторов:

    1. Формованный пластиковый материал.
    2. Давление впрыска.
    3. Температура впрыска.
    4. Время выдержки впрыска.
    5. Время отверждения формы и температура формы.
    6. Конфигурация детали (наличие перемычки, вставки, спиц, ребер и т. Д.).).
    7. Расположение, количество и размер ворот.
    8. Обработка детали после литья.
Из вышесказанного становится очевидным, что с помощью одной и той же формы — путем изменения параметров формования — можно изготавливать детали разных размеров.

Форма самого зуба шестерни изменяется в результате усадки, независимо от его усадки от формы, как показано на Рисунок 18-8 . Полученная шестерня будет слишком тонкой вверху и слишком толстой у основания. Угол давления увеличится, что приведет к возможности заедания, а также к большему износу.

Чтобы получить представление о влиянии усадки детали после формования, представлены следующие уравнения, где штрихи относятся к количеству после того, как произошла усадка:

Отсюда следует, что варочная панель, генерирующая электрод для Полость, которая будет производить стандартную шестерню после усадки, должна иметь нестандартную конфигурацию.

Процесс усадки может вызвать остаточные напряжения в зубчатом колесе, особенно если оно имеет участки разной толщины.По этой причине менее вероятно, что шестерня со ступицей будет деформирована, чем шестерня со ступицей.

При необходимости шестерню после формования можно отжечь для снятия остаточных напряжений.
Однако, поскольку это добавляет еще одну операцию при изготовлении шестерни, отжиг следует рассматривать только при следующих обстоятельствах:

    1. Если необходима максимальная стабильность размеров.
    2. Если в противном случае напряжения в зубчатом колесе превысят расчетный предел.
    3. Если жесткие допуски и высокотемпературная эксплуатация требуют отжига.
Отжиг добавляет небольшое количество смазки в область поверхности шестерни.
Это может быть полезно, если предыдущая смазка зубчатой ​​передачи незначительна.

Правильное использование пластиковых шестерен Люфт

Из-за теплового расширения пластмассовых шестерен, которое значительно больше, чем у металлических шестерен, и влияния допусков, необходимо следить за тем, чтобы зацепляющие шестерни не заедали в процессе эксплуатации.Существует несколько способов создания люфта в системе. Возможно, самое простое — увеличить межосевое расстояние. Однако необходимо следить за тем, чтобы соотношение контактов оставалось адекватным.

Можно также утонить профиль зуба во время изготовления, но это требует тщательного учета геометрии зуба.

В некоторой степени гибкость подшипников и зазоров может компенсировать тепловое расширение. Если небольшое изменение межосевого расстояния необходимо и возможно, оно, вероятно, представляет собой лучший и наименее затратный компромисс.

Окружающая среда и допуски

При любом обсуждении допусков для пластиковых шестерен необходимо различать производственные допуски и изменения размеров из-за условий окружающей среды.

Что касается производства, при желании пластиковые шестерни могут быть изготовлены с высокой точностью. Для зубчатых колес, изготовленных литьем под давлением, общая суммарная погрешность легко удерживается в диапазоне примерно 0,075–0,125 мм с соответствующей композитной погрешностью от зуба до зуба примерно 0,025–0.050 мм. Более высокую точность можно получить, если использовать более дорогие наполненные материалы, конструкцию пресс-формы, инструменты и контроль качества.

Помимо изменений теплового расширения, существуют постоянные изменения размеров в результате поглощения влаги. Коэффициент теплового расширения пластмасс в четыре-десять раз больше, чем у металлов (см. таблицы 18-3 и 18-10 ), а некоторые пластмассы гигроскопичны. При достаточной влажности со временем могут развиться изменения размеров порядка 0,1% или более.В результате следует попытаться убедиться, что указанный допуск не меньше неизбежных изменений размеров, которые возникают в результате условий окружающей среды. В то же время большая податливость пластмассовых шестерен по сравнению с металлическими шестернями предполагает, что необходимость в жестких допусках не всегда должна быть такой же высокой, как те, которые требуются для металлических шестерен.

Предотвращение концентрации стресса

Чтобы свести к минимуму концентрацию напряжений и максимально продлить срок службы пластмассовой шестерни, радиус галтели корня должен быть как можно большим, в соответствии с сопряженным действием шестерни.Следует избегать резких изменений поперечного сечения и острых углов, особенно с учетом возможности дополнительных остаточных напряжений, которые могли возникнуть в ходе операции формования.

Металлические вставки

Металлические вставки, изготовленные литьем под давлением, используются в пластмассовых зубчатых колесах по разным причинам:
    1. Чтобы избежать лишней чистовой операции.
    2. Для достижения большей стабильности размеров, поскольку металл меньше усаживается и не чувствителен к влаге;
    это также лучший радиатор.
    3. Обеспечить большую грузоподъемность.
    4. Обеспечить повышенную жесткость.
    5. Разрешить повторную сборку и разборку.
    6. Для обеспечения более точной посадки отверстия под вал.
    7. В качестве прочной опоры для крепежных деталей, таких как установочные винты для крепления шестерни к валу.

Вставки могут быть отформованы в деталь или впоследствии собраны. В случае последующей сборки могут присутствовать концентрации напряжений, которые могут привести к растрескиванию деталей.Пределы натяжения для прессовой посадки должны соблюдаться в зависимости от используемого материала; Кроме того, необходимо соблюдать минимальную толщину стенок вокруг вставок. Вставка вставок может быть выполнена с помощью ультразвукового воздействия на вставку. В этом случае материал фактически плавится до накатки на периферии вставки.

Пластины обычно изготавливаются на винтовых станках из алюминия или латуни. Целесообразно попытаться согласовать коэффициент теплового расширения пластика с материалами, используемыми для вставок.Это снизит остаточные напряжения в пластмассовой части шестерни во время сжатия при охлаждении после формования.

Крепление пластмассовых шестерен к валам

Часто используются несколько методов крепления шестерен к валам. К ним относятся шлицы, шпонки, встроенные валы, установочные винты, а также прессовые посадки с гладкой и рифленой головками. Таблица 18-7 перечисляет некоторые основные характеристики каждого из этих способов крепления.

Смазка

В зависимости от области применения пластиковые шестерни могут работать с непрерывной смазкой, начальной смазкой или без смазки.По словам Л. Мартин («Пластиковые шестерни, изготовленные литьем под давлением», «Пластмассовый дизайн и производство», 1968;
Часть 1, август, стр. 38-45; Часть 2, сентябрь, стр. 33-35):
    1. Все шестерни работают более эффективно благодаря смазке и имеют более длительный срок службы.
    2. Как правило, рекомендуется легкое веретенное масло (SAE 10), как и обычные смазочные материалы; к ним относятся силикон и углеводород
    масла, а в некоторых случаях также допустима холодная вода.
    3. При определенных условиях можно использовать сухие смазочные материалы, такие как дисульфид молибдена, для уменьшения трения зубьев.
Имеется обширный опыт и доказательства, подтверждающие, что пластиковые шестерни могут работать с металлическими сопряжениями без необходимости в смазке, если не превышаются уровни напряжений. Верно также и то, что в случае умеренного уровня напряжений по сравнению с классом материалов пластиковые шестерни могут быть соединены вместе без смазки. Однако по мере увеличения уровня напряжения возникает тенденция к локализованной сварке пластика с пластиком, что увеличивает трение и износ. Уровень этой проблемы зависит от типа пластика.

Ключевым преимуществом пластиковых зубчатых передач является то, что для многих применений достаточно работы всухую. Когда уровень стресса и удара неизвестен, использование подходящей смазки обеспечит запас прочности и, безусловно, не причинит вреда. Главное внимание следует уделить выбору химической совместимости смазки с конкретным пластиком. Наименее вероятно возникновение проблем с типичными трансмиссионными маслами и консистентными смазками: нейлон, дельрин (ацетали), фенольные смолы, полиэтилен и полипропилен.Материалы, требующие осторожности: полистирол, поликарбонаты, поливинилхлорид и смолы АБС.

Альтернативой внешней смазке является использование пластмасс, обогащенных твердотельной смазкой. Обычно используются дисульфид молибдена в нейлоне и ацетале. Также в качестве наполнителей используются графит, коллоидный уголь и силикон.

Ни при каких обстоятельствах не должно быть необходимости в сложной сложной системе смазки, например, для металлических зубчатых передач. Если предполагается такая система, то выбор пластиковой шестерни находится под вопросом.Простота — неотъемлемая черта пластиковых шестеренок.

Устранение шума зубчатых передач

Неполное сопряженное действие и / или чрезмерный люфт обычно являются источником шума. Пластиковые шестерни, как правило, менее точны, чем их металлические аналоги. Кроме того, из-за наличия большей общей суммарной ошибки в зубчатой ​​передаче имеется больший люфт. Чтобы избежать шума, можно использовать более гибкий материал, например уретан.

Plastic Gear — обзор

1.4.3 Неметаллы

Пластмассы , включая нейлон, полиацеталь, полиамид, поликарбонат, полиуретан, фенольные ламинаты и т. Д., Широко используются для производства шестерен. Пластиковые шестерни отличаются легкостью, плавностью и бесшумностью, износостойкостью и устойчивостью к коррозии и могут изготавливаться по относительно низкой цене. В определенных сферах применения они могут быть экономически выгодными заменителями металлических шестерен, поскольку они проще в изготовлении, требуют минимальной обработки или не требуют дополнительной обработки, могут работать с минимальной смазкой или без нее и обычно имеют увеличенный срок службы.Зубофрезеровка, литье под давлением и быстрое прототипирование — самые популярные методы изготовления пластиковых шестерен. Пластмассы особенно предпочтительны для изготовления миниатюрных зубчатых колес, требующих точности и тихой работы. Во многих случаях они могут работать заметно лучше своих металлических эквивалентов.

Две широкие категории пластмассовых материалов доступны для производства зубчатых передач, а именно термореактивные (полиуретаны, полиамиды, фенолы и слоистые фенолы) и термопласты (нейлоны, ацетали, полиэфиры, поликарбонаты, фторполимеры, такие как политетрафторэтилен и т. Д.).). Полиамиды и поликарбонаты широко используются в селективном лазерном спекании, стереолитографии и технологиях аддитивного производства 3D-печати для быстрого создания прототипов зубчатых колес.

Добавки, такие как слюда, углеродные порошки, кевлар, стеклянные шарики и волокна, графит, этиленвинилацетат, акрил и т. Д., Вводятся в пластмассы с целью улучшения их характеристик. Пластиковые шестерни используются в различных приложениях, включая принтеры, компьютерные запоминающие устройства, роботов, игрушки, электронные устройства, микродвигатели, часы, малые электроинструменты, приборы, спидометры, автомобильные приводы, медицинские инструменты и т. Д.

Достижения в области материаловедения расширили использование пластиковых шестерен в области высокоскоростных передач и передач с большим крутящим моментом для определенных приложений.

Керамика , такая как порошок диоксида циркония (ZrO 2 ), оксид алюминия (Al 2 O 3 ) и т.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *