导图社区 塑胶件设计
这是一篇关于塑胶件设计的思维导图，主要内容包括：塑料制品设计，注塑机和模具，塑料及其性能，常用塑料的特性与应用。
我是一名机械制造及自动化专业的学生，这是我对《机械设计》这门课的学习和考试重点做了整理，所学的课本是西北工大的第十版《机械设计》。先发布前两部份的内容。如果浏览和使用的人数多，我再把这门课的全部内容整理完，再分享其他机械科目的学习笔记。大家也可以提出需求和改进意见，谢谢。
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塑胶件设计
塑料及其性能
塑料概述
基本概念
塑料的组成
主要成分
合成树脂，即聚合物
决定塑料的类型(热塑性/热固性) 和主要性能
添加剂
填充剂/填料
增塑剂
有些树脂的可塑性和柔韧性很差，为了降低树脂的熔融粘度和温度， 改善其成型加工性能，加入增塑剂
着色剂
作用
美观和装饰
稳定剂
种类
光稳定剂
热稳定剂
抗氧化剂
润滑剂
改善塑料熔体的流动性，减少其对模具的摩擦和粘附
改善塑胶件的表面光洁度
分类
按应用领域分
通用塑料
作为非结构性材料使用
举例
PE
聚乙烯
PP
聚丙烯
PVC
聚氯乙烯
PS
聚苯乙烯
PMMA
有机玻璃
工程塑料
7大工程塑料
ABS
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
PC
聚碳酸酯
POM
聚甲醛
PA
尼龙
PET
涤纶树脂
PBT
聚对苯二甲酸丁二酯
主要用于电子电器：连接器、开关零件、家用电器、配件零件
PPO
聚苯醚
按受热时呈现 的基本行为分
热固性塑料
特点
经过一定时间加热、加压或加入硬化剂后，发生化学反应而硬化
如果温度过高，则发生分解
酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂等
主要用于压缩、挤压、压注成型
例如，电插排
热塑性塑料
受热后发生物理变化，由固体软化/熔化为粘流体， 冷却后又变硬成为固体，且过程可多次反复
特性
优点
密度小，大多数塑料的密度在1g/cm3左右
比强度、比刚度高
化学稳定性好
例如硬质聚氯乙烯PVC管道和容器
电绝缘性能好
应用
电线电缆、旋钮插座、电器外壳等
减摩、耐磨 和自润滑性好
齿轮、凸轮和滑轮等零件
成型和着色性好
不易传热、保温性能好
产品制造成本低
缺点
不耐热
一般塑料仅能在100℃以下使用， 少数工程塑料可在200℃左右使用
热稳定性差
塑料的热膨胀系数比金属的大3~10倍
刚性差、不耐压
在载荷作用下，塑料会发生蠕变形象
易于老化、易受损坏和污染
制品精度较低
塑料的成型方法
压注成型
压缩成型
注射成型
热塑性材料最普遍的一种成型方法
设备
注塑机、注塑模具
挤出成型
管材、棒材、板材、薄膜、电线电缆包覆层、异型材
吹塑成型
饮料瓶、日用品的包装容器等
吸塑成型
日用品、食品和玩具类的包装制品
热塑性塑料的性能
收缩性
断裂
流动性
结晶性
热敏性
水敏性
应力开裂
吸湿性
玻璃化温度
流长比和型腔压力
热塑性塑料 的高性能化
定期张紧装置
定期改变中心距
调节带的初拉力
自动张紧装置
采用张紧轮
张紧轮放置在松边的内侧，使得带只受到单向弯曲
张紧轮尽量靠近大带轮，从而减少带在小带轮上的包角
如果中心距过小，可将张紧轮放在带的松边外侧，靠近小带轮
常用塑料的 特性与应用
带传动的 工作过程分析
带传动 受力分析
工作前
传动带以一定的初拉力，张紧在带轮上
初拉力
工作时
带和带轮之间的静摩擦力作用， 导致带的一边拉紧、一边放松
紧边拉力
松边拉力
紧边拉力的增加量=松边拉力的减少量
即：
传动带工作表面上的总摩擦力
有效拉力
有效拉力和带传动所传递 的功率P的关系式
功率单位：kW
有效拉力单位：N
传动带速度单位：m/s
在带速一定时，带传动的功率取决于带传动中的有效拉力， 即带轮和带之间的总摩擦力
受力分析图
带传动的 最大有效拉力
松边和紧边拉力的关系式
可用柔韧体摩擦的欧拉公式表示
摩擦因数
对于V带，用当量摩擦因数
带在带轮上的包角
小带轮 的包角
大带轮 的包角
a是带轮中心距
小带轮的基准直径
最大有效拉力
最大紧边拉力
最大松边拉力
式中
最大有效拉力的 影响因素
初拉力越大，最大有效拉力越大
过大的初拉力，会使得带磨损夹具，缩短带传动的工作寿命
过小的初拉力，运转时容易发生跳动和打滑
包角
包角越大，带和带轮接触面上的总摩擦力就越大，传动能力越高
随着摩擦因数的增大，最大有效拉力会增高
带的应力分析
带工作时，带受到的应力有
拉应力
紧边拉应力
松边拉应力
A是传动带的横截面积
弯曲应力
带在小带轮上的弯曲应力
带在大带轮上的弯曲应力
h是传动带的高度， E是传动带的弹性模量
离心拉应力
当带随着带轮做圆周运动时，带自身的质量将引起离心力，因此在带中产生离心拉力， 并且离心拉力存在于带全长范围内
q是传动带单位长度的质量，kg/m
v是带的线速度，m/s
应力分析图
最大应力
表达式
可能出现的位置
最大应力发生在带的紧边开始绕上小带轮处
带在运转过程中，带上任一点的应力都将发生变化。 变应力会导致带疲劳而发生断裂或塑性变形。
带的弹性滑动 和打滑
带的弹性滑动
定义
由于带的弹性变形而引起的，带与带轮之间的微量滑动
不可避免
滑动率
带轮线速度的相对变化量
带传动的平均传动比
打滑
当传动功率过大时，带与带轮之间发生的显著的相对滑动，即整体打滑
打滑会加剧带的磨损，降低从动带轮的转速，甚至引起传动失效
打滑有过载保护的作用
普通V带传动 的设计计算
设计准则
针对失效类型去提设计要求
失效形式
疲劳失效
塑性变形
在保证带传动不打滑的前提下，使得带具有所需的疲劳强度和寿命
单根V带
基本额定功率
V带的疲劳强度条件
或者
在满足带传动具有一定的疲劳强度和寿命的情况下， 带所允许的最大有效拉应力
单根V带的基本额定功率
额定功率
传动比不等于1时，单根V带额定功率的增量
当包角小于180°时的修正系数
当带长不等与试验规定的特定带长时的修正系数
这些系数，查表得到
带传动的参数选择
中心距
传动比
传动比大，则小带轮的包角将减小，带传动的承载能力降低
推荐的传动比为2~5，一般小于7
带轮的基准直径
查表
带速
一般推荐为5~25m/s
设计流程
确定计算功率
计算功率
工作情况系数
所需传递的额定功率
例如
名义的负载功率
电动机的额定功率
选择V带的带型
计算带轮的基准直径，验算带速
确定中心距，选择V带的基准长度
验算小带轮的包角
确定带的根数
确定带的初拉力
塑料制品设计
子主题
注塑机和模具
