商品代碼:3331159

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    專業生產優質耐磨尼龍齒輪,滑輪,量大從優/運前
    商品代碼: 3331159
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    商品詳細說明

     

    MC尼龍齒輪的設計

     

    1.MC尼龍齒輪是金屬等齒輪的替代品
      MC尼龍兼有耐疲勞、抗沖擊和耐磨等性質,使其在齒輪應用上極受歡迎,已成功地應用在直齒輪、蝸輪、斜齒輪和螺旋齒輪上有25年的歷史。今天在各行業,MC尼龍齒輪正不斷地替代鋼材、木材、銅材、鑄鐵、酚醛。
      MC尼龍齒輪有如下優點;
       ◆ 運行噪音低
       ◆ 無潤滑運行
       ◆ 比傳統的金屬齒輪慣性低
       ◆ 耐腐蝕性
      盡管MC尼龍齒輪的強度明顯比相應的金屬齒輪低,由於它的低摩擦性和低慣性,以及熱塑性塑料齒輪輪齒的彈性(彎曲),在很多應用上可以直接替代金屬--尤其是非鐵金屬、鑄鐵和未經淬硬處理的鋼材。
       ◆ 材料強度和是否需要潤滑?
       ◆ 節圓的線速率?
       ◆ 所需的服務時間?
       ◆ 工作條件下的環境溫度?

    2.直齒輪的設計
    步驟1
      獲得需要的應用數據
      模數,P
      齒數,N
      壓力角,PA
      齒寬,f (英寸)
      輸入速度,n (RPM)
      輸入扭矩,TI
      或 輸入馬力,HPI
    步驟2
      獲得推導數據和修正系數
      節圓直徑,DP=N/P
      齒形系數,y
      屈服應力,Sb
      工作壽命系數,CS
      速率因素,CV
      材料強度因素,Cm
      溫度修正系數,CT
      ◆ 環境溫度〈100oF, CT=1
      ◆ 100oF<環境溫度<200oF
          CT=1/1(1+α(T-100oF))
      這裡, α=0.022 對應 MC尼龍
          α=0.004 對應尼龍101
          α=0.010 對應聚甲醛

     

    步驟3
      用公式(1)和(2)計算最大扭矩或馬力

         TMAX= DPSbfyCsCvCmCT/2P          (1)

         HPMAX= DPSbfyn CSCVCm CT/ 126000 P    (2)
    步驟4
      將最大力矩(TMAX)和最大馬力(HMAX)與已知塑料齒輪的輸入力矩(Ti)和馬力(Hi)比較。
       Ti 必須小於或等於TMAX
       Hi 必須小於或等於HMAX
      如塑料齒輪的Hi 和TI超過TMAX和 HMAX,選另外一種材料或另一分度圓直徑和齒厚,按照新的材料修正系數重新計算。

    3.螺旋齒輪的設計
      為確定作用在塑料螺旋齒輪所受的應力,需要修改直齒輪設計公式1和2,以補償二者之間齒形不同而所受的接觸壓力不同。齒形系數Y是按可成形齒數計算,而不是按實際齒數計算。計算公式:
      Nf = N /(cosU)3
      這裡:
        Nf =可成形的齒數
        N =實際齒數
        U =螺旋角(度數)
      另外,螺旋齒輪模數的計算也不能按直齒輪設計公式(1)和(2),而是:
         PN = P/ cosU
      這裡:PN=模數
      從這公式發現螺旋角增加對齒輪的影響是很大的。金屬螺旋齒輪通常特點是能降低噪聲和振動;值得註意的是,等效的塑料直齒輪可以更有效地降低噪聲和振動。

    4.斜 齒 輪
      斜齒輪齒形系數y的計算采用下列公式:
          Nf = N/cosφ
      這裡:φ=分度角(度數)
      值得註意的是對於斜齒輪而言,公式(1)和(2)中的模數和分度圓直徑所對應的齒形更大。


     

    MC尼龍齒輪的設計

     

    5.裝 配
      MC尼龍非常適合制造批量比較小例如500件)的大型齒輪。首先澆鑄成毛坯件,然後機械加工成制品,其過程與金屬齒輪的加工相似。
      這裡提供改進MC尼龍直齒輪適用性的方法,通常采用一系列的技術來保證齒輪與軸之間的固定,包括:
      ◆ 傳遞的力矩較低時,通過開鍵槽或滾花軸進行壓配;
      ◆ 對於較便宜的低力矩齒輪,可用螺絲固定;
      ◆ 對於數量較少的驅動齒輪,通過螺栓沿齒寬連接一個金屬輪轂固定;
      ◆ 傳遞的力矩較大時,采用機械式開鍵槽固定。鍵槽倒圓角後要比方形更好地消除拐角處的應力集中。最小的拐角鍵槽麵積計算公式如下:
         A = 63000H/nrSk
      這裡:A=鍵槽麵積
         H=傳遞馬力
         n=齒速(rpm’s)
         r=平均鍵槽半徑
         Sk=最大允許的鍵槽應力,見表15。

    表15. 連續工作齒輪的最大允許鍵槽應力Sk

    材 料

    Sk(㎏/㎝2)

    MC尼龍+二硫化鉬

    105.6

    MC尼龍

    140.8

    尼龍6/6

    105.6

    酚醛塑料

    140.8

    UHMW-PE

    21.1

     

     

      如果從上麵公式確定的鍵槽尺寸不實用,那麼應采用帶鍵的法蘭式輪轂和檢查板,檢查板用螺栓連接在齒輪上,螺栓處於特別的節圓半徑上。所需螺栓數量及其直徑按下麵公式計算:

      最少螺栓數目= 63000HP/ n r1A1Sk

      r1=螺栓的節圓半徑
      A1=螺栓的投影麵積(螺栓直徑X與螺栓接觸的齒寬)
      在裝齒輪時不要過度擰緊螺栓,以免齒輪在正常運轉狀況下,因材料膨脹導致齒輪破裂或者螺栓被剪斷。而且,盡管尼龍墊圈的使用效果較滿意,但我們推薦使用杯形墊圈或相似產品。

     

    設計要點

     

      在設計MC尼龍齒輪時,不僅要考慮材料的許用應力,還要考慮它的形變因素。
    ◆ 塑料齒輪和金屬齒輪相配合時,散熱性和其他性能最理想。當全為塑料齒輪系統運
      行時,建議使用不相同的材料(如尼龍和酚醛塑料)。
    ◆ 因磨擦熱和環境條件的變化,塑料比金屬熱膨脹系數高許多,塑料齒輪需要足夠的
      齒隙,建議齒隙的大小用下列公式計算:

        當齒數為35以下時,齒隙= (0.06~0.1) P (模數)
        當齒數為35以上時,齒隙按照HACHMAN提出的實驗公式計算。

    ◆ 整個齒根都倒圓角、壓力角200 的齒輪,其屈服強度比14.50壓力角的齒輪得到極大
      提高,其負荷能力比後者增加15%,或者在同等條件下延長其使用壽命3.5倍。
    ◆ 在滿足負荷情況下,考慮選擇最小齒的設計,這樣使高速運行產生的齒熱最少。
    ◆ 為瞭使齒輪具有更高的扭矩,可以考慮將機械加工的鋼件直接鑄造在齒輪裡。
    ◆ 在所提供的環境因素諸如溫度、濕度和化學條件下,MC尼龍齒輪通常優於其它工程
      塑料。材料的選擇既取決於環境也取決於操作運行條件。
    ◆ MC尼龍的使用溫度極限約120℃,當摩擦熱引起的溫度上升超過此極限時,齒輪將無
      法正常工作;如負載不變時,摩擦熱隨著齒輪轉速的增高而增大,極限情況下甚至
      導致齒牙表麵熔融。因此,我們建議MC尼龍齒輪的最大線速度應該限制在25 m/s以
      內。

     

    運前尼龍塑料

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