塑料的強度計算方法綜述

1、塑料的強度計算方法綜述塑料齒輪常見的強度計算方法我所知的范圍內(nèi)有三種：杜邦公司的強度計算方法，寶理塑料公司的強度計算方法，尼曼的強度計算方法。如果大家知道還有其他的比較著名的計算方法，請站內(nèi)短信聯(lián)系告知，我們可以詳細討論一下。1)杜邦的強度計算方法杜邦的強度計算有直齒輪強度計算，蝸輪蝸桿強度計算等。其中，直齒輪的強度計算僅僅有彎曲強度計算，并未列出接觸強度計算和靜強度計算的方法。 蝸輪蝸桿的計算僅僅有靜強度的計算方法，而未發(fā)現(xiàn)有彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度的計算。杜邦認為：因為塑料的磨損較快，塑料來不及發(fā)生接觸破壞就已經(jīng)被磨損掉，因此，接觸疲勞破壞的幾率很小。而材料的彎曲斷裂才是齒輪斷裂的根本原

2、因。杜邦認為，塑料斜齒輪跟直齒輪相比，強度提高有限，強度提高僅僅是提供了一個小的安全系數(shù)。（如果大家認為需要，我可以把原文摘錄上來。）因此，斜齒輪可以按照直齒輪的強度進行計算。2)寶理公司的塑料齒輪強度計算寶理公司的齒輪強度計算含有彎曲疲勞和接觸疲勞的計算。斜齒輪，蝸輪蝸桿都有單獨的強度算法。寶理公司的計算過程中，需要查閱大量的圖表，選擇相關的修正系數(shù)。3)尼曼的強度計算未看見明確的計算公式，據(jù)說在機械零件這本術(shù)上有，如果那位有這樣的強度計算方法，來信告知，不勝感激。個人感受：杜邦的強度計算偏于保守，它計算出的需用應力值相當?shù)牡?，事實上，它的材料的性能相當?shù)暮谩毨淼膹姸扔嬎愎究紤]相當全面，

3、但是許用應力值似乎偏大。寶理的強度計算見“塑料齒輪設計精要”。聚甲醛塑料（POM）聚甲醛是指大分子鏈中含有氧化亞甲基重復結(jié)構(gòu)單元的一類聚合物，學名為“聚氧化亞甲基”，英文簡稱POM。POM為第三大通用工程塑料。POM依結(jié)構(gòu)不同可分為“均聚POM”和“共聚POM”兩種。由于結(jié)構(gòu)不同，兩種POM在性能上存在一定的差異，如均聚POM的密度、結(jié)晶度和力學性能稍高一些，而共聚POM的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性及加工性較好。共聚POM的用途較均聚POM廣泛。POM的突出性能為：力學性能和剛性好，接近金屬材料，是替代銅、鑄鋅、鋁等金屬材料的理想材料；耐疲勞性和耐蠕變性極好；耐磨損、自潤性和摩擦性好，與UHMWPE

4、、PA、F4一起稱為四大耐磨塑料材料；熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性高，電絕緣性優(yōu)良。POM的缺點為密度大，耐酸及耐燃性不好，后收縮大且不穩(wěn)定，尺寸穩(wěn)定性差，耐候性不高。POM廣泛用于電子電器、機械、汽車、儀器儀表、建筑和日用品領域。日本40%用于電子電器、27%用于汽車；美國45%用于電子電器、17.5%用于汽車；西歐39%用于汽車。1、聚甲醛塑料的性能（1）一般性能      POM的外觀為淡黃色或白色半透明或不透明的粉狀或粒狀，制品表面光滑并有光澤，硬而質(zhì)密，與象牙相似。成型收縮率高達3.5%。易燃，其氧指數(shù)僅為1416，火焰上端為黃色、下端為藍色，熔融滴落，有刺激性

5、甲醛味和魚腥味。POM透氣性小，僅為PE的幾分之一。（2）力學性能      POM的力學性能優(yōu)異，比強度可達50.5Mpa，比剛度達2650Mpa，與金屬十分接近。POM的力學性能隨溫度變化小，共聚比均聚稍大一些。POM的沖擊強度較高，但常規(guī)沖擊不及ABS和PC；POM對缺口敏感，有缺口可使沖擊強度下降90%。POM的疲勞強度十分突出，104交變載荷作用后，疲勞強度可達35MPa，而PA和PC僅為28MPa。POM的耐蠕變性與PA相似，在20、21MPa、3000h時僅為2.3%，而且受溫度影響小。POM的摩擦系數(shù)小，耐磨性好（POMPA66PA6PCABSHP

6、VCPS），極限PV值很大，自潤滑性好，適用于受力摩擦制品如齒輪和軸承的生產(chǎn)。（3）熱學性能      POM的長期耐熱性不高，但短期可耐160，均聚POM短期耐熱比共聚高10以上，但長期耐熱共聚POM反而比均聚高10左右。（4）電學性能      POM的電絕緣性較好，幾乎不受溫度和濕度的影響；介電常數(shù)和介電損耗角正切值在很寬的溫度、濕度和頻率范圍內(nèi)變化很小；耐電弧性極好，并可在高溫下保持。POM的介電強度與厚度有關，厚度0.127時為82.7Kv/，厚度1.88時為23.6Kv/。（5）環(huán)境性能    

7、0; POM不耐強酸和氧化劑，對稀酸及弱酸有一定的穩(wěn)定性。POM的耐溶劑性良好，可耐烴類、醇類、醛類、醚類、汽油、潤滑油及弱堿等，并可在高溫下保持相當?shù)姆€(wěn)定性能。POM的耐候性不好，長期在紫外光作用下，力學性能下降，表面發(fā)生粉化和龜裂。2、聚甲醛塑料的成型加工（1）加工特性POM熔體的流變性呈非牛頓型，其熔體的粘度對溫度不敏感；對注塑而言，要增加流動性，可以從增加注塑速率、減小噴嘴尺寸等方面入手。POM結(jié)晶度大，熔程窄，成型收縮大（可達3.5%）。對注塑厚制品，要注意保壓和補料，以免造成收縮孔太大而報廢。POM的熱穩(wěn)定性差，溫度過高或時間過長均會引起分解。特別是溫度超過250，分解速度會加快，

8、并溢出強烈刺激眼睛的甲醛氣體，嚴重時制品會產(chǎn)生氣泡或變色，甚至引起爆炸。因此，必須嚴格控制加工溫度和停留時間，另外，還需加入抗氧化劑和雙氰胺甲醛吸收劑。POM的冷凝速度快，制品易產(chǎn)生表面缺陷如折皺、斑紋及熔接痕等。為此可用提高注射速度和提高模具溫度等方法解決。POM制品易產(chǎn)生內(nèi)應力，后收縮也較大，需進行后處理。后處理的條件為：厚度6以下，溫度100，時間0.251h；厚度6以上，溫度120130，46h。POM吸水率不高，但干燥處理可提高制品表面的光澤度。干燥的條件為：溫度110120，時間35h。（2）POM可用注塑、擠出、吹塑及二次成型等方法加工，并以注塑加工為主。3、聚甲醛塑料的改性品種（1）增強POM主要增強材料為玻璃纖維、玻璃微珠和碳纖維等，并以玻璃纖維最常用。增強后的力學性能可提高23倍，熱變形溫度提高50以上。（2）高潤滑POM在POM中加入F4、石墨、二硫化鉬、潤滑油及低分子量PE等，可提高其潤滑性能。例如，在POM中加入5份F4，可降低摩擦系數(shù)60%，耐磨性提高12倍；在POM中加入液體潤滑油，可大幅度提高耐磨性