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我有个头疼问题,在线等,关于塑料POM资料上的最大容许弯曲应力

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发表于 2022-4-20 16:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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宝里经典塑料齿轮计算上,那个图2-2,“夺钢”齿轮的最大许用弯曲应力,模数越大,为啥容许的弯曲应力越小?是因为齿高较大,影响弯曲损坏?
企业微信截图_16504431286766.png
发表于 2022-4-25 10:09 | 显示全部楼层
是不是因为模数越大,壁厚不均匀,内部有气孔缺陷,影响了齿强度
发表于 2022-5-17 08:45 | 显示全部楼层
以下是我的看法
模數愈大,全齒高愈高
就好像懸臂樑,扭矩T=F(施力)*r(半徑),在力量固定的情況下,施力點距離支點的位置愈遠(r愈大),所產生的扭矩(T)就愈大

齒根彎取應力,支點是齒根,模數0.8的情況下,節點距離齒根的位置為1.25(理論的齒根係數)*0.8(模數)=1 (半徑r);當模數為2的情況下,節點距離齒根的位置為1.25(理論的齒根係數)*2(模數)=2.5 (半徑r)
我們假設施力F=10kg
模數0.8→T=10kg*1mm=10 kg.mm
模數2.0→T=10kg*2.5mm=25 kg.mm
從這邊我們知道,模數愈大,相同施力下,所承受的扭矩也會愈大

上述我們知道齒根彎曲應力的大小差異,接著我們再思考,齒根『容許』彎曲應力的影響因素,分別為齒厚、材料、熱處理、組裝公差、溫度等等,而其中,又以材料與熱處理影響最甚
換句話說,當我們在相同的材料與熱處理條件下,模數愈大,齒輪所能承受的容許彎取應力也就愈低
发表于 2022-5-24 11:43 | 显示全部楼层
Jimmy_Tsai 发表于 2022-5-17 08:45
以下是我的看法
模數愈大,全齒高愈高
就好像懸臂樑,扭矩T=F(施力)*r(半徑),在力量固定的情況下,施力 ...

2楼说的正确,应力是单位面积的力,你说的模数大,齿高是高了,但齿厚也大了啊。主要是齿厚了注塑缺陷大了
发表于 2022-5-25 16:58 | 显示全部楼层
Jimmy_Tsai 发表于 2022-5-17 08:45
以下是我的看法
模數愈大,全齒高愈高
就好像懸臂樑,扭矩T=F(施力)*r(半徑),在力量固定的情況下,施力 ...

先看一下ISO 6336 中关于齿轮弯曲强度的计算公式再回复比较好!

不能只是猜!
许用齿根应力是根据公式计算的,这个公式中考虑了很多的因素。
发表于 2022-5-26 10:42 | 显示全部楼层
mrmrw 发表于 2022-5-25 16:58
先看一下ISO 6336 中关于齿轮弯曲强度的计算公式再回复比较好!

不能只是猜!


這是我計算的容許彎曲應力,由公式的結果看模數與許用應力是成反比,所以我才說模數上升許用應力會下降
如果有錯,再麻煩前輩們指教 301669.jpg

我想是這樣,實務上能夠花時間在計算齒輪的機會其實並不多,也沒有這麼多專業人員,很多東西最快的方法就是實作來測試,或者用最簡化的方式來表達給客戶或主管們知道

要計算得詳細當然沒問題,公式前人們都推算好了,問題是相關的係數有時候根本沒辦法拿到,就算有也只是經驗公式或曾經的實驗數值,在不同領域不同行業都有各自設計的係數與參數,這還得要客戶有觀念懂得相關的係數含意才有辦法提供,至於熱處理的變化更是影響甚大且不好掌握

既然願意回覆,我想都是出於好意想協助解決問題,那何不貼心一點把事情做好,丟出標準人人都會,但似乎不太負責任,不是每位都向您具有齒輪專業能供輕鬆的去閱讀那些標準,給釣竿,又教釣魚,教學相長大家都能提升起來,也不枉前人創建此論壇的初衷不是嗎?

发表于 2022-5-27 08:06 | 显示全部楼层
再補充
2樓和4樓說的製程缺陷一說,我是同意的,但樓主的資料寫明是『標準條件下』,因此不應該考慮生產缺陷,書本的理論標準,都不會把生產或組裝的缺陷考慮進去的,否則影響因素太大,會找不出規律
发表于 2022-5-30 10:23 | 显示全部楼层
Jimmy_Tsai 发表于 2022-5-27 08:06
再補充
2樓和4樓說的製程缺陷一說,我是同意的,但樓主的資料寫明是『標準條件下』,因此不應該考慮生產缺 ...

你可以看下标准原文,标准条件是指试验条件。而且许用弯曲应力都是实际件试验得到的,会考虑制造方面影响。
发表于 2022-5-31 14:42 | 显示全部楼层
您好
請教所謂製造方面的影響是包含哪些
我理解的製造方面影響,是公差、變形量、偏擺這些,而這些影響是全面的齒輪都要會被影響,可大可小而已
就好像一支圓軸,長度100mm和1000mm的偏擺一定會不一樣,但是都會偏擺

我可能表達不夠清楚,我知道理論跟實務上有差距,且這些外在的影響因素我也都同意,而且一定會發生
但當我們今天在探討的是一個標準狀況下的圖形,那麼就應該把這些外在影響因素降到最低
好比說,今天生產的塑齒,內部有氣孔,那就是全部都拿有氣孔的齒輪下去實測
設計一樣,要負轉位,就是全部負轉位,所有的比較才會在同一條基準線上
否則今天設計模數0.8 正轉位,模數2根切,然後結論是模數上升強度下降,然後模數5射出不良,有氣孔嚴重翹取變形,很快就齒崩,所以強度最低
如此一來,不就每本書每次實驗的結果都不一樣了嗎
发表于 2022-6-1 16:49 | 显示全部楼层
Jimmy_Tsai 发表于 2022-5-31 14:42
您好
請教所謂製造方面的影響是包含哪些
我理解的製造方面影響,是公差、變形量、偏擺這些,而這些影響是 ...

首先,假设受力相同这点就不存在。

其次,许用弯曲应力都是实际试验齿轮得到的,具体怎么试验您可以参考齿轮接触或弯曲疲劳试验方法标准,需要多少样件,怎么取上面都有说明和方法。
最后,这个许用弯曲应力并不是实际测量齿根部分的到的力,而是根据计算公式得到的。
总之,齿轮的疲劳强度校核的思路就是:试验得到标准齿轮的S/N曲线,然后计算齿轮相对于标准齿轮不同地方使用影响因子考虑,最后得到计算齿轮在实际工况下的寿命或者安全系数。
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