由于此時齒輪對的接觸點位于超高分子量
注塑加工聚乙烯齒輪的齒頂、鋼齒輪的齒根附近,因此超高分子量聚乙烯齒輪的齒根應力比鋼齒輪的齒根應力大。超高分子量聚乙烯齒輪的齒根處最大主應力不大于8MPa,而鋼齒輪的齒根最大應力明顯大于8MPa,說明超高分子量聚乙烯齒輪的齒根應力明顯小于鋼齒輪的齒根應力。
隨著科學技術的不斷進步,新材料的不斷出現,制作齒輪的材料不再限于金屬材料,已發(fā)展到塑料齒輪和陶瓷齒輪等。用于塑料齒輪的工程塑料的數量不斷增加,常用的主要有酚醛、尼龍、聚甲醛等,近年來,超高分子量聚乙烯作為一種新型工程塑料以它優(yōu)越的性能已逐漸引起人們的矚目。
由于超高分子量聚乙烯是粘彈性體,在用考慮粘彈性有限元計算分析時要考慮上時間因素,對于齒輪來說應考慮轉速。本計算大齒輪為剛齒輪,小齒輪為超高分子量聚乙烯齒輪。對于動力傳遞用的塑料齒輪,為了有利于塑料齒輪的散熱、提高傳動功率以及減少振動等,一般都采用塑料齒輪與鋼齒輪配對使用。
國內外學者在有關塑料齒輪的應用與理論、試驗、材料等方面,進行了許多研究,從塑料齒輪的傳動效率、振動噪聲、疲勞壽命、齒面磨損、閃溫和本體溫度的測試到塑料齒輪的溫度計算、失效形式和失效機理的分析以及粘彈性滯后能耗產生的機理和計算方法等都有報告。從事超高分子量聚乙烯齒輪的承載能力計算就更有很大的理論意義和應用價值。
齒輪是機械傳動中的重要零件之一,無論是在齒輪的加工、實驗測試方面,還是在理論研究方面都涉及面廣、難度大。鑒于以前在有關塑料齒輪的許多方面已經做了很多研究工作以及考慮到時間的關系。由于超高分子量聚乙烯是高分子聚合物的一種,不是符合胡克定律的彈性體,而是粘彈性體。
齒輪傳動是機械傳動中應用很廣泛的重要傳動之一。齒輪傳動技術的發(fā)展與其所使用
注塑加工材料的發(fā)展是密切相關的。就齒輪的材料來說,從最初的木制齒輪開始,經歷了銅、鑄鐵,發(fā)展到目前應用很廣泛的鋼制齒輪,使齒輪傳動的性能和承載能力大大提高,應用范圍越來越廣泛,這些均離不開所用材料的改進和發(fā)展。
力學模型以及有關力學參數等都與彈性體的金屬不同,因此在對塑料齒輪進行計算分析時,仍然按照彈性體的力學模型處理顯然是不合理的,應該按粘彈性體考慮進行的。ABAQUS軟件在處理接觸問題時,是可以對兩個接觸的物體一并進行考慮計算。就是說,可以先不考慮接觸面之間接觸面積的大小和接觸區(qū)域力的分布狀況,只需給出兩接觸物體各自的所受總力和約束即可。
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