金属齿轮的加工以机加工为主，主要加工方式有滚齿、插齿、剃齿、磨齿等。因此，金属齿轮的相关国内外标准都以此为基础来制定。而塑料齿轮不仅在材料上与金属齿轮不同，而且在制造方法上也有很大差异。塑料齿轮主要以“模塑法”制造，所谓“模塑法”是指以工程塑料为原材料，以模具为成型工具，以注塑机为成型设备，通过注塑工艺成型齿轮产品的生产方法。不同材料与不同加工方法制造出来的齿轮，其设计评价方法是不应该相同的。因此，国外工业发达国家针对塑料齿轮制定了相关的国家标准，用于规范和促进本国塑料齿轮行业的发展。至今，已制定塑料齿轮国家标准的国家主要有三个：美国、日本和德国，这三个国家也是公认的齿轮强国。
1 国外塑料齿轮标准发展现状简析从上述介绍的三个国家发布的塑料齿轮标准来看，塑料齿轮的设计、制造、检测都与金属齿轮存在较多的差异。三个国家发布的文献或标准都是基于本国塑料齿轮行业发展的现状而制定。 1.1美国塑料齿轮标准发展现状美国是塑料齿轮材料——工程塑料的原产地与发源地。美国杜邦公司和泰科纳公司都是全球顶尖的工程塑料制造公司。在塑料齿轮行业中，POM和PA是用量最大的两种工程塑料，而这些原材料的主要产地都在美国。因此，美国发表的塑料齿轮标准或文献多集中在塑料齿轮的原材料和设计方面。 1.2 日本塑料齿轮标准发展现状日本是塑料齿轮用量大国，其小家电、办公自动化等行业中大量使用塑料齿轮替代金属齿轮，而且日本工业界对产品质量要求非常高，因此，日本塑料齿轮的标准首先体现在品质检测——精度领域。这就为本国塑料齿轮制造者与其上游客户提供了评价塑料齿轮品质的标准依据，从而为塑料齿轮行业的健康发展提供了有力的保证，提升了本国产品的竞争力。 1.3 德国塑料齿轮标准发展现状德国塑料齿轮仅有的标准虽然废止，但是德国工程师协会在废止该标准的同时，已经开始着手制定更加完善的标准。因此，德国塑料齿轮标准的发展并没有停止。 2 国外塑料齿轮相关标准发展现状分析
2. 1美国塑料齿轮国家及行业标准美国是世界上最早制定塑料齿轮国家标准的国家之一。从AGMA发布的有关塑料齿轮的国家或行业标准来看，其标准集中在塑料齿轮的设计、检测和材料三个方面。截止目前，AGMA已经发布的有关塑料齿轮的正式标准主要有四个，其中ANSI/AGMA 1006-A97、ANSI/AGMA 1106-A97为同一个标准的不同单位制的版本。这四个标准名称如下： (1) AGMA 909-A06 Specifications forMolded Plastic Gears【模塑制塑料齿轮的规格】 该文献是由美国齿轮协会AGMA发布的AGMA INFORMATION SHEET。该文献主要用于规范塑料齿轮的设计参数规格及表达方式。 (2) ANSI/AGMA 1006-A97、ANSI/AGMA 1106-A97 (Metric Edition)Tooth Proportions for Plastic Gears【美国国家标准/美国齿协标准 塑料齿轮齿形尺寸】 该标准为美国国家标准，主要介绍了塑料齿轮的齿形及设计计算方法。 (3) AGMA 920-A01 Materials forPlastic Gears【塑料齿轮的材料】 该文献是由美国齿轮协会AGMA发布的AGMA INFORMATION SHEET。该文献主要用于介绍塑料齿轮常用的工程塑料性能。 另外，AGMA正在讨论制定或修订的塑料齿轮标准或文献有三个： (1) AGMA 941-AXX Identification ofPlastic Gear Failures 【美国齿协标准 塑料齿轮失效模式鉴别】 (2) AGMA 905-AXX Inspection ofMolded Plastic Gears 【美国齿协标准 模塑制塑料齿轮的检验】 (3) AGMA 6007-AXX Test Methods forPlastic Gears 【美国齿协标准 塑料齿轮测试方法】 2. 2日本塑料齿轮国家标准 日本是世界上公认的塑料齿轮强国，其塑料齿轮的设计、制造、检测技术处于世界领先地位。 日本是世界上第一个制定塑料齿轮精度国家标准的国家。该标准名称是：JIS B 1702-3：2008 圆柱齿轮—精度等级—第3部分：注射成型塑料齿轮的齿面偏差及两齿面啮合误差的定义及精度允许值。该标准属于日本国家标准，是JIS B 1702标准的第3部分，其前两个部分完全等同于ISO1328-1:1995和ISO1328-2:1997。标准规定的偏差数值及圆整规则都不同于前两个标准，是针对塑料齿轮制定的精度规范。 对于塑料齿轮的强度标准，日本也有对应的国家标准：JIS B 1759:2013 Estimationof tooth bending strength of cylindrical plastic gears.该标准基本上是参考金属齿轮弯曲强度校核方法，然后将各种系数进行简化得出的一种基本校核方法。 2.3 德国塑料齿轮行业标准德国是世界公认的齿轮强国，其齿轮国家标准多成为ISO标准的范本。但是，德国并没有发布有关塑料齿轮的国家标准，仅有的一份塑料齿轮行业标准是由德国工程师协会制定并发布的VDI 2545：1981。该标准是关于塑料齿轮强度校核方法的指导标准。此标准提供了三种基础材料POM、PA12和PA66的相关数据用于评估塑料齿轮的强度。由于该算法在强度计算时未考虑温度对塑料强度的影响，因此，该标准目前已经废止。虽然VDI 2545标准已经废止，但由于塑料齿轮的强度校核方法还没有成熟的理论或标准可供参考，VDI 2545标准是目前唯一的一份关于塑料齿轮强度校核的标准，因此，其应用并没有因标准的废止而停止。值得一提的是，瑞士KISSsoft公司开发的齿轮设计软件中不仅提供了VDI 2545标准计算塑料齿轮的强度的方法；而且还进一步修正了该标准的缺陷，提供了对VDI2545标准修正后的方法，来评估塑料齿轮的强度。 自2014开始，到2016年止，德国VDI对塑料齿轮的强度校核标准进行了更新，发布了4份塑料齿轮的强度标准，分别是： (1) VDI 2736-1：2016 Thermoplastic gear wheels —Materials, material selection, production methods, productiontolerances, form design Abstract: The standard describesspecific characteristics of polymeric gear materials as well as manufacture,testing and design of thermoplastic gear wheels. The most important propertiesof polymer materials are presented in an executive summary. In addition toinformation on the microstructure, typical material and physicalcharacteristics, additional reference values are given for the thermallimitations of use. (2) VDI 2736-2：2014 Thermoplastic gear wheels —Cylindrical gears Calculation of the load-carrying capacity. Abstract: This standard describes theload-carrying capacity calculation for cylindrical gear teeth made ofthermoplastics. Based on temperature calculation, safety values are determinedwith regard to tooth base break, tooth flank damage and tooth distortion. Forthe first time, an additional wear calculation is described. This allows asound life span prediction for the described machine elements. (3) VDI 2736-3:2014 Thermoplastic gear wheels — Mating cylindrical worm withhelical gear Calculation of the load-carrying capacity. Abstract: The standard describes thecalculation of the load-carrying capacity for crossed helical gears or snailgears with the materials pairing metal/plastic and a shaft angle of 90°. For thecalculation of the load-carrying capacity the standard covers for the specialproperties of plastics. The calculation of the tooth root and tooth flank isbased on the design calculation. Since in some cases only a few or even nocharacteristic values at all are as yet available, this standard will form thebasis for determining permissible values. (4) VDI 2736-4:2016 Thermoplastic gear wheels — Determination of strengthparameters on gears.
Abstract: The standard describes thedetermination of load-capacity relevant characteristic values, temperatures andthe degree of efficiency for spur wheels and crossed helical gears. It definesa uniform method for the statistical evaluation of results from differentseries of experiments.
| 
[复制链接]
发表于 2023-3-14 14:07
楼主
发表于 2023-5-4 13:24
