CALCULATION OF CONTACT STRESS OF PLASTIC GEARS

A calculation method of contact problem of plastic gears based on three parameter model of viscoelasticity material is presented. In this calculation method, the influence of temperature upon the property of plastics is considered and an iteration process of temperature-elasticity module-friction coefficient is proposed. From the rolling contact problem of two viscoelastic cylinders with parallel axis, a set of normal-tangential contact coupled integral equations is obtained. Through numerical treatment and normal-tangential iteration, the normal contact stress,tangential stress and contact width of plastic gears are acquired.

Numerical Analysis of Plastic Gear Stiffness

This paper established practical 3-D gear models to study the stiffness influe ncing factors of a loaded gear by finite element method, such as friction parameters, material properties, an d gear structures. The research shows that, in elastic deformation, gear stiffness increases when sliding frict ion ability of contact pair decreases; meanwhile, the gear structure, especially asymmetric design in gear’ s shaft direction will also decrease gear stiffness.

Analysis and correction of the machining errors of small plastic helical gears by ball-end milling

Many small-size precise plastic helical involutes gears are used in electrical appliances to transmit rotary movements con- tinuously and smoothly. Ball-end milling is an effective method for trial manufacture or small batch production of this type of gear, but the precision of the gear is usually low. In this research, the main sources of the errors of the gear, machining errors of the tooth profile and trace of the gear obtained were analyzed. The correction amounts for these errors are then determined by using a CNC gear tester. They are used to generate a new 3D-CAD model for gear machining with better nrecision.

齿轮精密塑性成形理论技术装备研究与应用

齿轮是传动系统的核心基础件,被广泛应用于机械、汽车、航空航天装备等领域。齿轮传统制造技术为切削加工,其材料利用率低、加工周期长,特别是金属流线切断,损害齿轮性能,无法满足高端装备发展需求。齿轮精密塑性成形制造技术具有节能、节材、高效和优质等特点,是高性能齿轮技术发展方向。阐述了齿轮精密塑性成形理论方法,分析了国内外圆锥直齿轮、圆柱直齿轮和圆柱螺旋/斜齿轮精密成形技术特点;介绍了齿轮精密成形典型装备及产线,总结了齿轮无切削摆辗精密成形和锻造精密成形应用情况。此外,展示了圆锥螺旋齿轮多自由度包络成形和非圆齿轮锻造成形新方法,为高性能齿轮无切削成形制造技术装备研究与应用提供了参考。

基于GearTrax和SolidWorks的塑料齿轮建模分析

将GearTrax齿轮设计插件应用于塑料齿轮设计中,结合SolidWorks建立齿轮三维实体模型,并做简单的装配和啮合分析。利用SolidWorks及Geartrax齿轮设计软件对基于AGMA PT基本齿条修正设计的塑料齿轮进行建模并装配分析,发现塑料齿轮设计中存在问题并提出改进方法。

塑料机械齿轮及其成型工艺

塑料机械齿轮具有质轻、成本低、易加工、耐磨损等优势,成为金属齿轮的良好替代品。为进一步改善塑料机械齿轮性能及加工工艺,拓宽其在机械设备中的应用范围,文章对塑料齿轮性能及成型工艺进行研究。文章对塑料机械齿轮的特点、材料选择、成型工艺等进行介绍,并结合现代技术对成型工艺进行优化,以最大限度减少成品缺陷。塑料成型工艺及参数设置是影响齿轮精确度的重要因素。随着塑料机械齿轮成型工艺的优化,有望在性能上完全取代金属齿轮。

尿素齿轮泵的塑料齿轮精密切削夹具设计

从尿素齿轮泵齿轮加工工艺的分析入手,基于精密切削原理,设计了一套齿轮成形切削夹具,并介绍了该夹具的工作过程。详细阐述了齿轮精密切削夹具的定位、切削等的结构设计,并对夹具的主要部件进行分析。夹具经使用,切削出的齿轮表面平整、光洁、无毛刺、无开裂,夹具使用寿面高。

塑料斜齿轮与金属蜗杆传动机构疲劳寿命分析

高分子材料领域的快速发展,促进了中低载荷齿轮传动中金属齿轮塑料化的趋势。塑料斜齿轮常被用于代替金属蜗轮与金属蜗杆进行啮合传动,但金属与塑料材料的各方面性能差异较大,塑料斜齿轮损伤形式复杂,其疲劳寿命难以预测。针对这一问题,基于Hertz接触理论和航天领域形成的相对坐标法,运用多体动力学软件RecurDyn建立金属蜗杆与塑料斜齿轮的刚柔耦合动力学模型,获得了塑料斜齿轮在对应加载工况下的瞬态应力值,作为Durability模块中塑料斜齿轮的载荷输入值;引用德国塑料齿轮标准VDI 2736中POM齿轮疲劳寿命与接触应力幅值关系,得到塑料斜齿轮材料的S-N曲线,并基于应力时间历程寿命计算准则,对塑料斜齿轮的疲劳寿命进行了分析。通过疲劳台架实验验证了该分析模型的准确性,为后续塑料齿轮疲劳寿命的研究提供了理论依据。

塑料齿轮注塑模具设计概述

塑料齿轮因比强度高、易加工成型、运行平稳、噪声小、成本低等优点,得到广泛的使用,在很多领域逐渐代替金属齿轮使用。注塑是塑料齿轮成型最常用的方法,模具是注塑成型关键装备,模具的质量直接影响齿轮塑件的质量。就目前塑料齿轮常用材料、制品产生的翘曲变形解决方法、模具结构等方面进行了综述。

塑料齿轮的失效形式及影响因素

随着新材料的不断发展,塑料齿轮的整体使用性能得到提高,在保证传动稳定性的同时,实现了轻量化发展。与金属齿轮相比,塑料齿轮更容易发生失效,其失效形式包括齿面划痕、齿面点蚀、塑性变形、齿熔化、齿根裂纹和齿根断裂等,影响了塑料齿轮在运行的过程中的传动稳定性及使用寿命。通过查阅相关文献,阐述了相关塑料齿轮在负载、转速、温度、润滑、齿轮形貌和材料吸水性等因素影响下的主要失效形式及产生原因,重点归纳总结了塑料齿轮啮合过程中产生的弯曲应力、齿面热集聚、应变速率和聚合物分子链变化等,可为新型塑料齿轮的设计开发和加工制造提供参考。

小模数塑料齿轮静态强度试验台研制与实验研究

为获取小模数塑料齿轮的静态强度,研发了小模数塑料齿轮静态强度试验台,可以精准测量出不同模数、转速、材料的塑料齿轮的静态强度。重点介绍了试验台的工作原理、构成和工装零部件的设计。试验台由机械系统、电控系统和测量软件组成,主要采用卧式结构,结构紧凑,占用空间小,工装夹具设计简单,便于测量。进行了静态强度的测试试验,测试了不同材料的静态强度。该试验台的研发,解决了小模数齿轮静态强度测试不准、测试装夹困难的问题。研究对塑料齿轮设计有一定的理论价值与实际应用价值。

基于图像高频增强的塑料齿轮黑点缺陷高精度检测方法

针对现有塑料齿轮端面黑点缺陷检测方法存在对较小黑点识别困难、误检和检测精度不足等问题,提出一种基于图像高频增强的塑料齿轮黑点缺陷高精度检测方法。对塑料齿轮图像的高低频信息进行提取与分离,再将高频信息乘以一定系数与低频信息线性叠加,实现图像高频部分的增强,从而使齿轮黑点更加突出;利用引导滤波进行降噪处理,将与黑点一同增强的其他无关信息(如纹理、噪声等)进行滤除或模糊,避免造成误检;使用LoG_Blob算法对处理后的图像进行斑点检测,进而获取齿轮黑点信息。实验结果表明,该方法能有效提升塑料齿轮黑点缺陷检测的精度。

基于机器视觉的彩色塑料齿轮缺陷检测系统设计

【目的】彩色塑料齿轮受设计、制造等因素影响,可能会出现缺齿、短齿、披峰等缺陷,引起设备故障或局部失效。因此,对彩色塑料齿轮的品质进行检测显得尤为重要。【方法】本研究设计的彩色塑料齿轮自动检测系统包括硬件平台与软件系统,硬件平台可实现齿轮采样、定位及图像采集等功能,软件系统对采集到的图像进行处理与分析。【结果】经过试验测试与数据分析表明,该系统能有效检测齿轮品质,大幅度提高生产效率,降低生产成本。【结论】检测系统与产品的自动化流水线加工设备配套,可及时发现产品缺陷,最大限度减少经济损失,整个系统可实现高度自动化。

基于UG和Ansys的塑料齿轮动态啮合分析

采用UG软件建立包含齿侧间隙的塑料齿轮模型,将其导入Ansys Workbench进行瞬态动力学分析,模拟塑料齿轮的动态啮合过程.通过设定齿面摩擦和啮合刚度参数,计算并分析塑料齿轮动态啮合过程中的应力分布和齿面变形情况.结果表明:塑料齿轮的主要失效形式是因为齿根应力集中的轮齿折断,啮合齿轮在进入或退出单(双)啮合区时,易发生齿面冲击现象.在啮合过程中轴向(Z向)变形最小,可以忽略轴向振动对齿轮啮合的影响.

塑料与钢制齿轮啮合的弹流润滑研究

在油润滑条件下, 对改性聚醚醚酮塑料齿轮与钢制齿轮啮合时的弹流润滑机理进行了数值模拟研究, 并将计算结果与钢制齿轮副的接触点压力、润滑膜厚等进行了对比。结果表明, 塑料与钢制齿轮的啮合点处存在弹流润滑油膜, 且油膜要比钢制齿轮间的啮合油膜要厚; 塑料对钢齿轮啮合点处的最大和中心油膜压力都比钢对钢齿轮的啮合压力明显降低。

基于图像识别的微小塑料齿轮检测研究

采用图像识别技术对微小塑料齿轮进行质量检测,针对缺齿、齿歪、披峰等齿形误差的随机性,从计算机视觉系统的构成、数字图像采集、图像预处理和图像分割理论与技术等方面进行深入研究,提出迭代阈值与最大类间方差区域切割综合法,解决了双联齿轮的图像分割难题,其算法适应在线实时检测的速度要求。提出虚拟圆扫描法,实现双联齿轮齿形的缺陷检测。结果表明,该检测技术的缺陷识别率达95%。

钢/塑齿轮组合行星传动的振动特性

为了深入了解钢质行星齿轮传动系统引入塑料齿轮后的振动特性,建立钢/塑齿轮组合行星传动的动力学分析模型和试验模型,对SNS、SSS、SSN和NSS四种钢/塑齿轮组合行星传动的振动特性进行理论分析与试验研究,分析组合方式对行星传动振动特性的影响。数值仿真与试验研究结果表明:塑料齿轮的引入对行星齿轮传动的振动特性影响很大,显著地减小了太阳轮与行星轮和内齿圈与行星轮的啮合动载荷;有效地抑制了行星齿轮传动的齿轮啮合频带振动和高频带振动;组合方式对行星齿轮传动的振动特性影响显著,合理地采用钢/塑齿轮组合行星传动结构可以极大地降低啮合动载荷,从而有效地抑制传动系统的振动和噪声。

塑料齿轮材料的改性研究

用碳纤维和聚四氟乙烯 (PTFE)填料对几种常用的塑料齿轮材料进行了改性。经碳纤维填充了的塑料材料的抗拉强度和弯曲弹性模量增大 ,工作温度提高 ,热膨胀系数降低 ;PTFE则显著改善了塑料的摩擦磨损性能。改善后性能可与铸铁、铝合金和铜合金制造的齿轮媲美。对填料在聚合物中的作用机理进行了分析 ,为塑料齿轮的进一步改性提供依据。