4.2.2几种常用的工程塑料轴承-PTFE
4.2.1工程塑料轴承选材
速度与载荷实际上通过摩擦功转变成热能，导致材 料软化熔融、炭化。塑料轴承的PV值随滑动速度的变化 而异，当滑动速度逐渐增大时，PV值下降。但PPTFE 的情况比较特殊，由于摩擦因数极低，而承载能力也很 小，对滑动速度的变化不敏感，因此，一定范围内随滑 动速度的增快，PV值反而增大。 工程塑料轴承设计时，轴承的长径比与壁厚、润滑 与密封、间隙量与配合是几个主要参数。
用塑料制作齿轮时应注意以下几个问题：
(1)啮合齿轮的选材 一种是塑料与塑料，另一种是金属材料和塑 料。前一种啮合齿轮应用不多。这是因为塑料导热性差，容易 因发热而“咬死”。后一种啮合齿轮应用较多。这是因为其导 热性好(主要靠金属齿轮传热)、摩擦小和磨损小，并能弥补塑 料齿轮精度低等缺点。这种啮合形式能充分发挥塑料齿轮的特 点。 在蜗轮和蜗杆啮合传动中．一般蜗轮为塑料，蜗杆为金 属材料。
工程塑料及其应用
青岛科技大学
塑料工程教研室
目 录
一 二 三 四
第一章 工程塑料性能 第二章 工程塑料成型加工 第三章 工程塑料改性 第四章 工程塑料在机械工程中的应用
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工程塑料在机械工程中的应用
机械传动中许多齿轮、 轴承、涡轮和轴承保持架 是由工程塑料制造的。
4.1工程塑料齿轮
4.1.1工程塑料齿轮的特点与选材
塑料齿轮具有质轻、自润滑、吸振、低噪、耐腐蚀、易加工 等优点； 与金属齿轮相比，工程塑料的强度低、导热性差、热变形 大、承载能力低，并且材料性能容易受温度、湿度、加载方式 等外界条件的影响。 塑料齿轮属于小模数齿轮，在精密机械和精密仪器中应用 较为广泛，现已在纺织、印染、造纸、食品等轻工机械中应用。
4.1.2 工程塑料齿轮应用
汽车起重吊索绞盘传动蜗轮的直径为240mm，模数为 8，齿数为28，螺旋角为35042′38″，齿宽为56mm， 最大起重质3％，使用2年后磨 损很小。
4.1.2 工程塑料齿轮应用
造纸厂干燥机齿轮，外径近2m，以前用金属材料或 酚醛布基板制成。为了实现高速化、无油润滑和降低噪 声，改用了尼龙齿轮。与金属齿轮相比，质量只是原来 的1/6～1/7，并且可以吸收启动和停车时的冲击，防止 了缺齿，降低了驱动功率。速度由原来的3.3m/s提高到 9m/s，寿命比金属齿轮高5倍，比酚醛布基齿轮高4倍， 噪声小。
4.2.1工程塑料轴承选材 由于工程塑料的线膨胀系数比金属大， 由摩擦热引起的内径收缩也较大，所以工 程塑料轴承与轴的配合间隙，一般比金属 轴承与轴的配合间隙大。
4.2.2几种常用的工程塑料轴承
a．PTFE轴承 PTFE是一种摩擦因数极低、耐腐蚀性优异、使用温度范围很宽的自润滑材 料，是制作自润滑轴承的理想材料。 氟塑料摩擦因数小，是现有材料中摩擦因数最小的，它对钢的干静摩擦因 数仅为0.04，干动摩擦因数为0.12-0.20。
注：工程塑料轴承的长度与轴径比(L／D)一般不得超过1.5；1，以1：1为好，此时 摩擦因数最小，利于热量的散发。如果长度过长，可以分成几段。 塑料轴承壁厚不宜过大，壁厚过大不易散热，而且易于蠕变。在保证强度和成型工 艺许可的情况下，壁越薄越好，但壁厚过小，压配时易引起变形，同时在轴承座中的 张紧力也不够。
4.1.1工程塑料齿轮的特点与选材
(2)直齿轮和斜齿轮的选择：载荷较小时用直齿轮，载荷 较大时，尽可能采用斜齿轮。这样可以提高齿轮的强 度和受力的均匀性，但相应地增大了轴向力。
(3)塑料齿轮所能达到的精度：齿形直接成型的精度为8～ 10级。齿形机械加工的精度为7～8级。由于塑料的弹 性变形，塑料齿轮可以满足高一级精度的金属齿轮的 使用要求。
4.2 工程塑料轴承
4.2.1工程塑料轴承选材
塑料取代金属作为轴承材料的优点： 1）摩擦系数小； 2）耐磨性好，具有自润滑性能和良好的耐腐蚀 性能，可以在润滑条件恶劣的情况下工作； 3）噪声小； 4）生产效率高。 其缺点是： 1）受热、受冷以及吸水、吸油后尺寸变化大 （蠕变大）； 2）耐热性差，散热慢，变形后易引起“抱轴 咬死”现象。
注： “模数”是指相邻两轮齿同侧齿廓间的齿距p与圆周率π的比值 (m=p/π)，以毫米为单位。模数越大，轮齿越高也越厚，如果齿轮的齿数一 定，则轮的径向尺寸也越大。
4.1.1工程塑料齿轮的特点与选材
塑料齿轮采用模具注塑，同轴度较难保证，虽 然齿的精度高于金属齿轮，但是会有收缩，应 考虑加以补偿。塑料齿轮的直径公差大于金属 齿轮，强度小于金属齿轮。
4.1.2 工程塑料齿轮应用
MC尼龙具有优良的耐磨性、自润滑性，加工方 便。最大的MC尼龙齿轮，直径达4.27m，由长 约45cm的28个MC尼龙扇面体组成．用于水力发 电站，每小时可过滤10000m3水。
3M4730钢球研磨机的主传动齿轮是模数为8， 齿数为47，螺旋角为350的弧齿锥齿轮。采用 MC尼龙后，经7000kg以上钢球4000h以上的运 转，使用情况良好。
塑料齿轮的失效形式为折损，强度计算应 按弯曲强度来进行。
4.1.1工程塑料齿轮的特点与选材
聚甲醛提供设计所要求的强度， 硬度，尺寸稳定性，润滑性。
4.1.1工程塑料齿轮的特点与选材
精密齿轮为高质量打印提供平稳、 如一的运转，打印机中使用的齿 轮组包含11个由聚甲醛树脂注塑 成型的齿轮。
4.1.1工程塑料齿轮的特点与选材
4.2.1工程塑料轴承选材
塑料轴承使用时载荷越小，轴速度越低，它的优越性 也就越明显。用作轴承材料的耐磨塑料主要有聚四氟 乙烯(PTFE)、聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚砜(PSU)、 聚苯醚(PPO)、聚酰亚胺(PI)及酚醛树脂(PF)等。 塑料轴承所用的材料， 主要应根据各种塑料的摩擦磨损特性和PV极限值（密封 达到失效时的极限值。用以表示密封的水平，单位为 MPa.m/s）等进行选择。塑料轴承的PV值为速度与载 荷的乘积，是衡量塑料轴承性能的重要指标。