塑料的強(qiáng)度計算方法綜述

1、塑料的強(qiáng)度計算方法綜述塑料齒輪常見的強(qiáng)度計算方法我所知的范圍內(nèi)有三種：杜邦公司的強(qiáng)度計算方法，寶理塑料公司的強(qiáng)度計算方法，尼曼的強(qiáng)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(xì)討論一下。1)杜邦的強(qiáng)度計算方法杜邦的強(qiáng)度計算有直齒輪強(qiáng)度計算，蝸輪蝸桿強(qiáng)度計算等。其中，直齒輪的強(qiáng)度計算僅僅有彎曲強(qiáng)度計算，并未列出接觸強(qiáng)度計算和靜強(qiáng)度計算的方法。 蝸輪蝸桿的計算僅僅有靜強(qiáng)度的計算方法，而未發(fā)現(xiàn)有彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度的計算。杜邦認(rèn)為：因?yàn)樗芰系哪p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(rèn)為，塑料斜齒輪跟直齒輪相比，強(qiáng)度提高有限，強(qiáng)度提高僅僅是提供了一個小的安全系數(shù)。（如果大家認(rèn)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(qiáng)度進(jìn)行計算。2)寶理公司的塑料齒輪強(qiáng)度計算寶理公司的齒輪強(qiáng)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(dú)的強(qiáng)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(guān)的修正系數(shù)。3)尼曼的強(qiáng)度計算未看見明確的計算公式，據(jù)說在機(jī)械零件這本術(shù)上有，如果那位有這樣的強(qiáng)度計算方法，來信告知，不勝感激。個人感受：杜邦的強(qiáng)度計算偏于保守，它計算出的需用應(yīng)力值相當(dāng)?shù)牡?，事?shí)上，它的材料的性能相當(dāng)?shù)暮?。寶理的?qiáng)度計算公司考慮相當(dāng)全面，

3、但是許用應(yīng)力值似乎偏大。寶理的強(qiáng)度計算見“塑料齒輪設(shè)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(fù)結(jié)構(gòu)單元的一類聚合物，學(xué)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(xué)性能稍高一些，而共聚POM的熱穩(wěn)定性、化學(xué)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(xué)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(xué)穩(wěn)定性高，電絕緣性優(yōu)良。POM的缺點(diǎn)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(jī)械、汽車、儀器儀表、建筑和日用品領(lǐng)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(dá)3.5%。易燃，其氧指數(shù)僅為1416，火焰上端為黃色、下端為藍(lán)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(xué)性能      POM的力學(xué)性能優(yōu)異，比強(qiáng)度可達(dá)50.5Mpa，比剛度達(dá)2650Mpa，與金屬十分接近。POM的力學(xué)性能隨溫度變化小，共聚比均聚稍大一些。POM的沖擊強(qiáng)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(qiáng)度下降90%。POM的疲勞強(qiáng)度十分突出，104交變載荷作用后，疲勞強(qiáng)度可達(dá)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(xué)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(xué)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(qiáng)度與厚度有關(guān)，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(qiáng)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(dāng)?shù)姆€(wěn)定性能。POM的耐候性不好，長期在紫外光作用下，力學(xué)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(dá)3.5%）。對注塑厚制品，要注意保壓和補(bǔ)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(qiáng)烈刺激眼睛的甲醛氣體，嚴(yán)重時制品會產(chǎn)生氣泡或變色，甚至引起爆炸。因此，必須嚴(yán)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(yīng)力，后收縮也較大，需進(jìn)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(qiáng)POM主要增強(qiáng)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(qiáng)后的力學(xué)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