Пластиковые зубчатые колеса в первую очередь известны своей бесшумной работой и устойчивостью к ржавчине – качествами, которые важны в пищевой промышленности, медицинском оборудовании и химической промышленности, а также в потребительских приложениях. Но пластиковые зубчатые колеса обладают многими другими преимуществами, а достижения в области материалов и производственных процессов помогают сократить оставшийся разрыв в производительности между пластмассами и металлами в зубчатых передачах.

При определении того, подойдет ли пластиковое зубчатое колесо для конкретного применения, наиболее важным фактором является окружающая среда. Пластмассы менее стабильны по размерам, чем металлы, а их характеристики прочности и жесткости сильно зависят от температуры и могут изменяться при воздействии воды или химических веществ. (Влага вызывает набухание многих пластиковых материалов, а воздействие химических веществ может привести к их усадке или набуханию, в зависимости от химического вещества и пластика.)

Пластиковые и металлические шестерни также испытывают различные типы контакта под нагрузкой. Металлические зубчатые колеса имеют преимущественно линейный контакт, причем один зуб входит в зацепление за раз. Но пластиковые зубья зубчатого колеса имеют эвольвентную поверхность, которая деформируется под нагрузкой, распределяя контактное давление по большей поверхности и обеспечивая контакт между соседними зубьями. Это обеспечивает распределение нагрузки между зубьями и помогает увеличить срок службы пластиковых зубчатых колес в некоторых областях применения, особенно при высоких ударных нагрузках и относительно низких постоянных нагрузках.

Меньший вес пластиковых шестерен означает, что они также обладают меньшей инерцией, чем их металлические аналоги, что важно для аэрокосмического и некоторых военных применений. Большинство пластиковых зубчатых колес способны работать без смазки или могут быть снабжены смазочными материалами (такими как графит, силикон или ПТФЭ). Однако некоторые условия эксплуатации выигрывают от смазки или даже требуют ее. Выбирая смазку для пластиковых шестерен, следует учитывать условия окружающей среды, нагрузки и скорости, в которых будут работать шестерни. Если смазка несовместима с пластиком, это может привести к растрескиванию под напряжением или даже разрушению пластика.

Из-за их преимущественно скользящего контакта, червячные передачи испытайте высокое повышение температуры,что может снизить прочность и увеличить износ пластмассовых материалов. Поэтому скорость вращения пластиковых червячных передач ограничена, и обычно рекомендуется смазка.

Разнообразие пластмасс, подходящих для зубчатых передач, велико, но наиболее распространенный выбор включает нейлон, ацетил, поликарбонат, полифениленсульфид и полиуретан. Добавление стекловолокна может улучшить жесткость и теплопроводность некоторых материалов, хотя и снижает усталостную выносливость материала. Для повышения прочности зубьев и снижения затрат – по сравнению с механической обработкой – пластиковые зубчатые колеса могут быть обработаны методом литья под давлением. Однако обработанные пластиковые шестерни могут быть изготовлены в соответствии с более высокими АГМА уровни качества, превышающие те, которые могут быть достигнуты при использовании версий, отлитых под давлением.

Изображение функции предоставлено: Метрические шестерни QTC