了解齿轮传动的尺寸稳定性

温度和湿度如何影响齿轮使用的材料。

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在零售界,术语“缩水”的定义是库存实物价值减去库存预期库存或账面价值之间的差额。在计算添加到库存中的库存并减去售出的库存后,商店中缺少的是收缩。在齿轮传动中,收缩也是一个问题,因为每种材料都是其独特热膨胀系数的受害者。

为了理解这一现象,我们需要回到基础物理课上。每一种材料的构造都是元素的分子同质化。这些分子中的每一个都是由原子组成的。每个原子由一个原子核和一定数量的电子组成。电子围绕原子核不断地运动。如果我们固定温度,电子将以恒定的速度运动。然而,如果我们让温度上升,电子将吸收这些热量作为动能,它们将以更高的速度运动。相反,如果我们降低温度,动能就会从电子中流出,从而使它们减速。这个激发态使原子稍微膨胀,而去能态使原子的大小稍微减小。这种膨胀或收缩随后在分子水平上在整个材料中持续存在。

虽然在尺度上是微观的,但这些尺寸偏差加起来会影响某些产品的尺寸稳定性。

(本条余额中讨论的所有值的单位为10。)-6毫米/毫米°K 1

一些材料,如玻璃、云母和钼,具有非常低的系数,可以认为是尺寸稳定的。玻璃的值是4。云母的值为3。钼的值为5。

金属材料的数值从6到29。例如,铸铁值为10.8,铝合金值为21至24,镍值为13,金值为14.2,碳钢值为10.8。

另一方面,塑料材料的系数在31到200之间。最抗膨胀的材料是那些添加了填料的材料。例如,填充玻璃纤维的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)值为31,但未填充的ABS值为72 - 108。另一个例子是用玻璃纤维增强的缩醛,它的值是39,但它的非增强品种的范围是85到110。

根据结构的不同,尼龙树脂从50到90不等。如果添加增强纤维,则值可能更低。简单铸造尼龙6的值为85,而玻璃纤维增强尼龙的值为23。

让我们检查下面的示例情况。一家齿轮公司生产一种铸造尼龙6齿轮齿条,长度为一米。出厂温度为20℃,机架长度为1000mm。安装地点温度为40℃。

由于温差为20°,机架长度偏差为:

85×10-6毫米/毫米°K 1x 1000mm x 20°K = 1.7mm

尽管与总长度相比较小,但如果用于绝对定位应用,由于温度导致的长度差异可能会导致机架被视为不符合规格。

另一个影响尺寸稳定性的问题是由于吸水引起的膨胀。普通铸造尼龙6被命名为MC901,在室温下浸入水中24小时,吸湿率为0.8%。在相同条件下,玻璃纤维增强尼龙MC602st的吸湿率为0.72%。在Duracon®品牌下销售的缩醛吸湿率为0.22%。

让我们检查下面的示例情况。一家齿轮公司生产一种铸造尼龙6齿轮齿条,长度为一米。工厂在检查时确定水分含量为1%,这导致尺寸膨胀0.2%,如图1所示。在安装的地方,水分含量被测量为3%,因此导致空间膨胀0.75 %。

图1:MC901的含水量与尺寸变化。

由于尺寸膨胀增量为0.55%(0.75%-0.2%),机架长度偏差为:

1000mm x 0.55% = 5.5mm

这是一个明显的偏差,将影响安装和运行的齿条和配合小齿轮。

这两个环境因素往往没有考虑到大多数齿轮用户,并可能导致制造商和最终用户之间的挫折。幸运的是,这些膨胀可以通过降低温度和/或湿度到产品生产时测量的条件来逆转。

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他是KHK USA Inc的总经理,该公司是Kohara Gear Industry的子公司,在工业自动化行业有24爱游戏中心官网年的工作历史。他擅长协助工程师选择用于工业设备和自动化的动力传输元件。邓格尔是PTDA的成员,并被纽约州指定为实习工程师。他毕业于霍夫斯特拉大学,获得结构工程学士学位。