הילוכים פלסטיים בעלי ביצועים גבוהים מחליפים יותר ויותר הילוכים מתכתיים בכמה יישומים בגלל היתרונות הרבים שהם מציגים. העיקריים העיקריים הם משקל נמוך יותר, אין צורך בשימון, ייצור מסה זול יותר, התנהגות רעש טוב יותר, רטט וקשיחות (NVH) ועמידות כימית/קורוזיה. מרבית הילוכים הפלסטיים מיוצרים על ידי דפוס הזרקה, המאפשר גמישות עיצובית רבה, למשל, ומצטרפים למספר אלמנטים של מכונה לחלק אחד מעוצב, ואילו ניתן גם שינויים בגיאומטריה של הילוכים כמו עיגול שורש מוגדל או צורות פרופיל שהשתנו (ראו 1).

הילוכים פלסטיים שימשו מאז שנות השישים, אז שימשו בתחילה ליישומי העברת תנועה פשוטים. במהלך השנים, עם פיתוח חומרים פלסטיים חדשים ומשופרים, הטכנולוגיה החלה לפלס את דרכה ליישומי העברת חשמל. עד לאחרונה הועסקו כונני הילוכים מפלסטיק ליישומים עם חשמל עד 1 קילוואט; עם זאת, לאחרונה היו ניסיונות להשתמש בפלסטיק בעל ביצועים גבוהים בכונני הילוכים העולים על סימן 10- kw.

יחד עם דרישות הלקוח ההולכות וגוברות, גם התנהגות ה- NVH של הילוכים פולימרים צוברת חשיבות. אחד המחקרים המוקדמים על הביצועים האקוסטיים של הילוכים פולימריים בוצע על ידי Hoskins et al. (ש '2), בו החוקרים בדקו את השפעתם של חומרים מגוונים המשמשים בהילוכים פולימריים ונסיבות תפעוליות שונות על ספקטרום תדרי הקול. פרמטרים כמו מרקם פני השטח, השחיקה והטמפרטורה, הנובעים מהאינטראקציה בין משטחי השיניים, הוכרו כגורמים המשפיעים על עוצמת אנרגיית הקול. Trobentar et al. (ש '3) השווה את ההתנהגות האקוסטית של הילוכים פולימריים עם פרופילי שיניים שונים, כלומר, מעורבים ו- S-Gears. לפרופיל השיניים של ה- S-Gears היה תוספת קמורה ודרדום קעור, שהביאו לעוקב בהדרגה (בצורת האות) נתיב מגע. המחברים מצאו כי S-Gears מציגים רעש נמוך יותר מאשר הילוכים מעורבים, אותם ניתן לייחס לתנאי המגע החיוביים יותר. Polanec et al. (ש '4) בחן את הרעש של הילוכים פולימרים מצופים POM. נבדקו שלושה ציפויים לתצהיר אדים פיזי (PVD), כלומר, אלומיניום, כרום וכרום ניטריט. המחקר גילה כי הילוכים פולימריים לא מצופים הציגו את רמת לחץ הקול הנמוכה ביותר, ומכאן שלא ניתן לאשר השפעה חיובית של הציפוי על הרעש המופחת. יתר על כן, הציפוי החל להתקלף במהלך הניתוח, וגרם להפרעות חיכוך מוגברות והפרעות הרס, מה שהביא לעלייה ברמת לחץ קול.

ניתן היה להקל על האימוץ הרחב יותר של הילוכים פולימריים אם נקבעו מתודולוגיות תכנון סטנדרטיות ומידע חומרי רלוונטי היה נגיש. נכון לעכשיו, יש חוסר נורמה עולמית שתמסדר את החישובים, עקרונות העיצוב וההמלצות הספציפיות להילוכים פולימריים. סטנדרטים לאומיים מסוימים בנושא זה קיימים, למשל, BS 6168: 1987 (ש '5), כמו גם התקן היפני JIS B 1759: 2013 (ש' 6). האחרון שואב מ- ISO 6336: 2006 (Ref. 7) עם כמה עיבודים המפורטים במחקר של Moriwaki et al. (Ref. 8). בנוסף, הנחיות של עמותות הנדסיות מגוונות עומדות לרשותו. VDI 2376: 2014 (ש '9), ממשיך דרכו של VDI 2545 (ש '10), פורסם בשנת 2014, מהווה את המסגרת המקיפה והנפוצה ביותר לעיצוב ציוד פולימרים. זה מקיף טכניקות הערכה עבור מצבי הכישלון החוזרים ביותר בהילוכים פולימריים. גם נתוני חומר יסודיים לחומרים כמו POM ו- PA 66. AGMA (Refs. 11,12) פרסמה גם הנחיות תכנון, אם כי אלה מתמקדים אך ורק בתצורות חומרים פוטנציאליים ותצורות הילוכים, והזניחת דגמי עיצוב ונתוני חומרים חיוניים חיוניים לתכנון ציוד פולימרים. Tavčar et al. (ש '13) הציג אופטימיזציה של תכנון הוליסטי להילוכים פולימריים המקיפים את כל מצבי הכישלון המתקבלים על הדעת. כמו כן, נעשו מאמצים לשלב אלגוריתמים ללימוד מכונה בעיצוב הילוכים (Refs. 14,15), שהוכיחו כי מועילים להערכת עיצובים של הילוכים לא סטנדרטיים. עם זאת, מסד נתונים משמעותי של מקרים קיימים נדרש כדי להכשיר כראוי דגמים כאלה.

בהשוואה להילוך פלדה, גם לפולימר יש כמה חסרונות. החשובים ביותר הם יכולת נושאת עומס נמוכה יותר, מוליכות תרמית ירודה יותר, פחות יציבות טמפרטורה ודיוק ייצור ירוד יותר. בעוד שקיבולת נושאת העומס היא הנכס החשוב ביותר, נערכו מספר מחקרים הקשורים לשיפורו, בין אם עם תכנון הילוכים מיוחד (שופטים 1,16,17) או שיפור חומרים (שופטים 18,19,20). משערים כי ניתן ליישם תרומה משמעותית ליכולת הנושא העומס גם באיכות מספקת של ההילוכים המעוצבים. אמנם קיימים מחקרים שזמינים הדנים בהשפעות של פרמטרי עיבוד (Ref. 21) ותכנון כלים על האיכות הגיאומטרית של הילוכים מעוצבים בהזרקה, אך חוסר במחקרים שיטתיים העוסקים בהשפעות אלה על התגובות המכניות והתרמיות של הילוכים פולימריים.

כיום ניתן להשיג מבחר רחב במיוחד של חומרי פלסטיק שונים. עם זאת, מגבלה משמעותית היא פער עצום בנתוני חומר ספציפיים להילוך על חומרים אלה, וזו בעיה שנמשכת כבר עשרות שנים. מתן צעד לעבר פיתרון הוא ההנחיה הגרמנית VDI 2736, המציעה שיטות דירוג תכנון (ש '9) יחד עם נהלי הבדיקה (ש '22) שיש לעקוב אחריהם כדי ליצור נתונים אמינים הנדרשים בתהליך דירוג ההילוכים. מאמר זה מתעמק במצב הנוכחי של האמנות בבדיקת הילוכים מפלסטיק, ומספק סקירה מקיפה של שיטות בדיקה ונוספים למחקרי מקרה.