塑料的强度计算方法综述

1、塑料的强度计算方法综述塑料齿轮常见的强度计算方法我所知的范围内有三种：杜邦公司的强度计算方法，宝理塑料公司的强度计算方法，尼曼的强度计算方法。如果大家知道还有其他的比较著名的计算方法，请站内短信联系告知，我们可以详细讨论一下。1)杜邦的强度计算方法杜邦的强度计算有直齿轮强度计算，蜗轮蜗杆强度计算等。其中，直齿轮的强度计算仅仅有弯曲强度计算，并未列出接触强度计算和静强度计算的方法。 蜗轮蜗杆的计算仅仅有静强度的计算方法，而未发现有弯曲疲劳强度和接触疲劳强度的计算。杜邦认为：因为塑料的磨损较快，塑料来不及发生接触破坏就已经被磨损掉，因此，接触疲劳破坏的几率很小。而材料的弯曲断裂才是齿轮断裂的根本原

2、因。杜邦认为，塑料斜齿轮跟直齿轮相比，强度提高有限，强度提高仅仅是提供了一个小的安全系数。（如果大家认为需要，我可以把原文摘录上来。）因此，斜齿轮可以按照直齿轮的强度进行计算。2)宝理公司的塑料齿轮强度计算宝理公司的齿轮强度计算含有弯曲疲劳和接触疲劳的计算。斜齿轮，蜗轮蜗杆都有单独的强度算法。宝理公司的计算过程中，需要查阅大量的图表，选择相关的修正系数。3)尼曼的强度计算未看见明确的计算公式，据说在机械零件这本术上有，如果那位有这样的强度计算方法，来信告知，不胜感激。个人感受：杜邦的强度计算偏于保守，它计算出的需用应力值相当的低，事实上，它的材料的性能相当的好。宝理的强度计算公司考虑相当全面，

3、但是许用应力值似乎偏大。宝理的强度计算见“塑料齿轮设计精要”。聚甲醛塑料（POM）聚甲醛是指大分子链中含有氧化亚甲基重复结构单元的一类聚合物，学名为“聚氧化亚甲基”，英文简称POM。POM为第三大通用工程塑料。POM依结构不同可分为“均聚POM”和“共聚POM”两种。由于结构不同，两种POM在性能上存在一定的差异，如均聚POM的密度、结晶度和力学性能稍高一些，而共聚POM的热稳定性、化学稳定性及加工性较好。共聚POM的用途较均聚POM广泛。POM的突出性能为：力学性能和刚性好，接近金属材料，是替代铜、铸锌、铝等金属材料的理想材料；耐疲劳性和耐蠕变性极好；耐磨损、自润性和摩擦性好，与UHMWPE

4、、PA、F4一起称为四大耐磨塑料材料；热稳定性和化学稳定性高，电绝缘性优良。POM的缺点为密度大，耐酸及耐燃性不好，后收缩大且不稳定，尺寸稳定性差，耐候性不高。POM广泛用于电子电器、机械、汽车、仪器仪表、建筑和日用品领域。日本40%用于电子电器、27%用于汽车；美国45%用于电子电器、17.5%用于汽车；西欧39%用于汽车。1、聚甲醛塑料的性能（1）一般性能 POM的外观为淡黄色或白色半透明或不透明的粉状或粒状，制品表面光滑并有光泽，硬而质密，与象牙相似。成型收缩率高达3.5%。易燃，其氧指数仅为1416，火焰上端为黄色、下端为蓝色，熔融滴落，有刺激性甲醛味和鱼腥味。POM透气性小，仅为PE

5、的几分之一。（2）力学性能 POM的力学性能优异，比强度可达50.5Mpa，比刚度达2650Mpa，与金属十分接近。POM的力学性能随温度变化小，共聚比均聚稍大一些。POM的冲击强度较高，但常规冲击不及ABS和PC；POM对缺口敏感，有缺口可使冲击强度下降90%。POM的疲劳强度十分突出，104交变载荷作用后，疲劳强度可达35MPa，而PA和PC仅为28MPa。POM的耐蠕变性与PA相似，在20、21MPa、3000h时仅为2.3%，而且受温度影响小。POM的摩擦系数小，耐磨性好（POMPA66PA6PCABSHPVCPS），极限PV值很大，自润滑性好，适用于受力摩擦制品如齿轮和轴承的生产。（

6、3）热学性能 POM的长期耐热性不高，但短期可耐160，均聚POM短期耐热比共聚高10以上，但长期耐热共聚POM反而比均聚高10左右。（4）电学性能 POM的电绝缘性较好，几乎不受温度和湿度的影响；介电常数和介电损耗角正切值在很宽的温度、湿度和频率范围内变化很小；耐电弧性极好，并可在高温下保持。POM的介电强度与厚度有关，厚度0.127时为82.7Kv/，厚度1.88时为23.6Kv/。（5）环境性能 POM不耐强酸和氧化剂，对稀酸及弱酸有一定的稳定性。POM的耐溶剂性良好，可耐烃类、醇类、醛类、醚类、汽油、润滑油及弱碱等，并可在高温下保持相当的稳定性能。POM的耐候性不好，长期在紫外光作用下

7、，力学性能下降，表面发生粉化和龟裂。2、聚甲醛塑料的成型加工（1）加工特性POM熔体的流变性呈非牛顿型，其熔体的粘度对温度不敏感；对注塑而言，要增加流动性，可以从增加注塑速率、减小喷嘴尺寸等方面入手。POM结晶度大，熔程窄，成型收缩大（可达3.5%）。对注塑厚制品，要注意保压和补料，以免造成收缩孔太大而报废。POM的热稳定性差，温度过高或时间过长均会引起分解。特别是温度超过250，分解速度会加快，并溢出强烈刺激眼睛的甲醛气体，严重时制品会产生气泡或变色，甚至引起爆炸。因此，必须严格控制加工温度和停留时间，另外，还需加入抗氧化剂和双氰胺甲醛吸收剂。POM的冷凝速度快，制品易产生表面缺陷如折皱、斑

8、纹及熔接痕等。为此可用提高注射速度和提高模具温度等方法解决。POM制品易产生内应力，后收缩也较大，需进行后处理。后处理的条件为：厚度6以下，温度100，时间0.251h；厚度6以上，温度120130，46h。POM吸水率不高，但干燥处理可提高制品表面的光泽度。干燥的条件为：温度110120，时间35h。（2）POM可用注塑、挤出、吹塑及二次成型等方法加工，并以注塑加工为主。3、聚甲醛塑料的改性品种（1）增强POM主要增强材料为玻璃纤维、玻璃微珠和碳纤维等，并以玻璃纤维最常用。增强后的力学性能可提高23倍，热变形温度提高50以上。（2）高润滑POM在POM中加入F4、石墨、二硫化钼、润滑油及低分子量PE等，可提高其润滑性能。例如，在POM中加入5份F4，可降低摩擦系数60%，耐磨性提高12倍；在POM中加入液体润滑油，可大幅