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齿轮的强度设计，是齿轮参数设计中的一项重要内容。目前，国外一些知名塑料生产厂商所推出的塑料齿轮的应力分析与强度计算，基本上仍是在沿袭金属齿轮应力分析与强度计算的思路和公式，如路易斯方式和赫兹应力的面压计算式等。在具体计算中，针对某种特定塑料不同于金属材料的主要特点，增加了一些与塑料物性、工作条件和环境相关的修正系数。但由于模塑齿轮的热塑性材料的品种繁多，某些热塑性材料的物性数据还可能很难查到。即使能找到某些材料厂商提供的物性表中的相关数据，这些物性表所提供的数据也都是在特定条件下通过试验取得的，在具体应用上仍有很大的局限性。因此，这些数据仍不能用作质量保证、技术规格和强度计算的依据。 在仿制测绘设计中，产品结构与同类成熟样机大同小异，可以直接借鉴这些样机齿轮轮系的主要参数，没有必要进行烦琐的强度设计。在自主创新设计塑料齿轮轮系中，如果所设计的齿轮是属于传递负荷轻微、速度较低的运动型轮系、可根据刘易斯方式设计计算塑料齿轮强度。如果是传递负荷较大、传动速度较高的动力型轮系，除了采用路易斯方程式进行齿轮切向负载及传动力矩计算外，还要应用赫兹的面压应力式进行齿面疲劳强度计算。但以上这些强度计算，也只能给设计者提供一个评估的信息，还有待于通过实验来作进一步的验证。 对工程技术人员而言，有关塑料齿轮寿命的估算并进行质量分级评定，是一项非常艰难的任务。其中有两个主要原因：一是与钢质齿轮相比，可用的参考文献非常之少；二是唯一被业界普遍公认的方法是德国 VDI 2545标准所提出的准则，但仅适应于三种材料（PA12、PA66和POM）。除此之外，还缺少测量材料特性所需要的计算方法。实践表明，这类实验的成本很高，要耗费大量时间，目前仍处在试验攻关阶段。其根本原因是塑料齿轮的强度计算、精度等级与寿命估算，不仅与材料自身的属性有关，还与工作温度和润滑方式相关。因此，塑料齿轮的计算要比钢质齿轮复杂和困难得多。 当今，应用在汽车等工业中的各种电机驱动器多属于动力型传的轮系。鉴于当前尚无法通过计算获得塑料齿轮强度和使用寿命的可信资讯，因此，这类产品均制定有特性形式试验规范，要求塑料齿轮轮系通过规范所规定的机械强度、耐疲劳和寿命、耐化学和盐雾以及老化等多项特性形式试验。其中，有些诸多极限扭矩等还要求进行低温（-40c°）、中温（23c°）和高温（ 80c°）试验，当载荷增加到规范值大约2倍以上时仍不失效，即可停止试验。只有轮系通过了上述严格的产品特性验证，方可证明所设计制造产品的塑料齿轮系的参数设计和材料选用是可行的。
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发表于 2013-4-1 11:51
发表于 2013-7-21 17:34
