基于标称齿轮当量载荷的聚合物齿轮齿面承载能力评价方法

目前,聚合物齿轮主要沿用金属齿轮齿面承载能力评价方法,未能综合考虑聚合物齿轮材料属性、润滑状态和应力条件等多因素的影响,导致工程实际中聚合物齿轮材料选择、强度设计和齿面承载能力评估时严重依赖工程经验,限制了高承载精益设计。提出了基于标称齿轮当量载荷的聚合物齿轮齿面承载能力评价方法,获取了不同润滑状态、齿轮材料、加工方式等在内的共169组、6000余小时聚合物齿轮耐久试验数据。研究结果表明,油润滑可显著提高塑料齿轮的齿面承载能力,且油润滑下PEEK(聚醚醚酮)齿轮相比POM(聚甲醛)和PA66(聚酰胺)齿轮的齿面承载能力高30%以上,为聚合物齿轮主动设计和动力传递应用提供了评价方法和基础数据支撑。

聚合物齿轮失效特性综述

聚合物齿轮是一种广泛应用于机械传动系统中的零部件,它们具有重量轻、噪声低、磨损小等优点,因此在汽车、航空航天、医疗设备和家电等领域得到了广泛使用。然而,长期以来,聚合物齿轮的失效问题一直是制约其应用的主要障碍之一。针对些聚合物齿轮失效特性,可以通过材料的改进和优化设计等措施来提高聚合物齿轮的耐久性和可靠性,从而更好地满足工程实际需求。

非对称梯度功能材料聚合物齿轮的瞬态弹流润滑分析

梯度功能材料是一种应用广泛的新型复合材料,其制成的齿轮有着独特的性能。为研究梯度功能材料对齿轮的润滑性能的影响,用多重网格法对非对称聚合物齿轮进行瞬态弹流润滑分析,比较均质复合材料齿轮与梯度功能材料齿轮的润滑性能,分析梯度功能材料齿轮分别作为主动轮与从动轮时的齿轮润滑规律,研究梯度功能材料的热性能对齿轮润滑的影响。结果表明:梯度功能材料能够减小齿轮润滑压力,增大润滑膜厚,从而有效改善齿轮润滑;梯度功能材料齿轮作为从动轮时对齿轮润滑较为有利。热弹流润滑分析表明,梯度功能材料齿轮作为从动轮时齿轮啮入的润滑温度较低,其作为主动轮则相对有利于其后的热弹流润滑。

非对称聚合物齿轮的瞬态弹流润滑分析

聚合物齿轮质轻而耐腐蚀,可降低噪声,提高经济效益。相对地,聚合物轮齿强度低于金属轮齿,故采用非对称设计提高聚合物齿轮的强度。为探究非对称聚合物齿轮的弹流润滑特性,在水润滑条件下,采用多重网格法对非对称聚合物齿轮进行了瞬态弹流润滑分析:对比非对称齿轮与传统对称齿轮的水膜压力与厚度;改变齿轮运行工况及考虑轮齿的表面粗糙度,研究其对齿轮弹流润滑分析的影响。结果表明,非对称齿轮可有效改善弹流润滑,润滑膜的压力和膜厚受齿轮转速和载荷影响较大,表面粗糙度对于非对称聚合物齿轮的弹流润滑有着不利影响,在应用中应保证齿面加工质量。

应用聚合物齿轮对汽车变速箱性能的提升

聚合物(聚醚醚酮、聚甲醛等)齿轮相对传统金属齿轮,具有重量低、噪音低、对润滑的依赖低及制造成本低等优点。本文使用聚合物制造齿轮箱倒挡惰轮,从而降低重量提高效率。由于聚合物齿轮在强度上达不到要求,故通过共混改性、调整齿轮尺寸以及改变齿面形状的方式,使得齿根最大弯曲应力降低至聚合物齿轮可以承受的范围。通过结合理论论述与仿真验证,并通过专用试验台测试齿轮表面的磨损率,对调整过的齿轮箱进行校验,验证聚合物齿轮应用于小汽车变速箱的可行性。经仿真分析,通过合理选择主从齿轮尺寸,最大齿根弯曲应力由500 MPa降低至300 MPa,最大齿面接触应力由1500 MPa降低至800 MPa,达到聚合物齿轮的应用条件。

钢-聚合物直齿轮副的弹流润滑分析

聚合物齿轮具有自润滑性好、生产成本低等优点。受载荷、润滑等影响,聚合物齿轮在传动中易发生点蚀失效。与聚合物-聚合物齿轮副相比,金属-聚合物齿轮副有较长使用寿命。为了探究在润滑条件下金属-聚合物齿轮副弹流润滑性能,在不同工况条件下对钢-聚合物齿轮副进行了弹流润滑分析,通过膜厚比和油膜安全系数判断齿轮副润滑状态以及是否存在微点蚀失效。结果表明,钢-聚甲醛(POM)齿轮副在油润滑下能够形成稳定润滑油膜;压力角、转速、载荷和黏度都会影响齿轮的润滑状态。因此,为避免发生点蚀失效,需要考虑压力角、转速、载荷和润滑油黏度的影响。

非对称聚合物行星齿轮瞬态弹流润滑分析

为满足机械结构紧凑化、轻量化要求,在行星齿轮传动系统中可应用非对称聚合物齿轮。为研究非对称聚合物行星齿轮传动中内啮合轮齿的瞬态弹流润滑性能,建立非对称聚合物行星齿轮内啮合传动的润滑模型,采用多重网格法进行了数值求解与仿真分析;对比分析了行星齿轮内啮合与外啮合几何参数的异同,探讨了齿轮运行工况以及齿轮副材料对非对称聚合物行星齿轮瞬态弹流润滑的影响;考虑热效应的影响,探究了非对称聚合物行星齿轮内啮合最高温升与3个特殊瞬时啮合点的温度分布变化规律,对比分析了等温与热弹流润滑条件下不同齿轮材料的弹流润滑性能。结果表明,由于传动啮合方式的不同,行星齿轮内啮合的几何参数不同于外啮合,齿轮转速和载荷对弹流润滑效果影响显著;使用非对称聚合物齿轮可提高齿轮承载能力和改善齿轮的等温弹流润滑性能;但高温重载时聚合物齿轮材料影响轮齿强度和散热效果,非对称聚合物行星齿轮更适于在低温低速环境中应用。

换向工况下非对称聚合物齿轮瞬态弹流润滑分析

齿轮的换向过程造成齿轮系统工作情况的恶化,不利于齿轮润滑的保持。为探究非对称齿轮在换向工况下的润滑性能,采用多重网格法对非对称聚合物齿轮进行了换向工况下的瞬态弹流润滑分析,比较了非对称齿轮和对称齿轮在换向工况下的弹流润滑特性以及非对称齿轮在正向运行与换向运行情况下的弹流润滑特性,分析了换向过程中不同形式的转速变化以及冲击对非对称聚合物齿轮在换向工况下的瞬态弹流润滑的影响。结果表明,齿轮在换向工况下换向点润滑油膜厚度大幅减小,是齿轮润滑失效的危险点。非对称齿轮能改善换向过程的润滑性能,换向过程中的正弦减速后正弦加速的变速形式对换向工况下的齿轮弹流润滑性能更为有利,冲击会对非对称齿轮换向时的润滑状态造成不利影响。

熔体泵的研究及其在塑料成型中的应用

分析了聚合物熔体齿轮泵的结构 ,研究了聚合物熔体齿轮泵的输送特性和主要性能参数 ,介绍了熔体齿轮泵在塑料挤出成型及微孔塑料加工中的应用。