Пошук ідеального матеріалу для шестерень

При проектуванні та виготовленні механізмів використовувані матеріали залежатимуть від того, який тип механізму виготовляється, як і де він буде використовуватися.

Існує багато видів сировини, яка зазвичай використовується в конструкціях передач, і кожен матеріал має свої найкращі механічні властивості та є найкращим вибором.Основними категоріями матеріалів є сплави міді, сплави заліза, сплави алюмінію та термопласти.

1. Мідні сплави

⚙️Колипроектування шестерніякий буде піддаватися корозійному середовищу або повинен бути немагнітним, мідний сплав зазвичай є найкращим вибором.

⚙️Три найпоширеніші мідні сплави, які використовуються в шестернях, це латунь, фосфориста бронза та алюмінієва бронза.

⚙️Шестерні, як правило, виготовлені зі сплаву латуніпрямозубі шестерніі стелажі та використовуватимуться в середовищах із низьким навантаженням.

⚙️Фосфорна бронза покращує зносостійкість і жорсткість сплаву. Вища стійкість до корозії та зносу робить сплави фосфористої бронзи чудовим вибором для компонентів приводу з високим коефіцієнтом тертя. приклад:черв'ячна передача

⚙️Алюмінієва бронза - це третій мідний сплав, який використовується в зубчастих передачах. Алюмінієві бронзові сплави мають вищу зносостійкість, ніж фосфористі бронзові сплави, а також мають кращу стійкість до корозії. Типові зубчасті колеса, виготовлені зі сплавів алюмінієвої бронзи, включають перехресні гвинтові (гвинтові) і черв'ячні передачі.

2. Сплави заліза

⚙️Коли aконструкція передачпотрібна висока міцність матеріалу, найкращим вибором є сплави заліза. У сирому вигляді сірий чавун можна відливати та обробити на зубчасті колеса.

⚙️Є чотири основних позначення сталевого сплаву: вуглецева сталь, легована сталь, нержавіюча сталь та інструментальна сталь. Сплави з вуглецевої сталі використовуються майже для всіх типів зубчастих передач, тому що їх легко обробляти, вони мають добру зносостійкість, їх можна гартувати, вони широко доступні та відносно недорогі.

⚙️Сплави вуглецевої сталі можна додатково класифікувати на м’яку сталь, середньовуглецеву сталь і високовуглецеву сталь. М'які сталеві сплави містять менше 0,30% вуглецю. Сталі з високим вмістом вуглецю мають вміст вуглецю понад 0,60%, а сталі з середнім вмістом займають проміжне положення. Ці сталі є хорошим вибором дляпрямозубі шестерні, косозубі шестерні, зубчасті рейки,конічні шестерні та черв'яки.

3. Алюмінієві сплави

⚙️Алюмінієві сплави є гарною альтернативою сплавам заліза в сферах застосування, де потрібне високе співвідношення міцності до ваги. Поверхнева обробка, відома як пасивація, захищає алюмінієві сплави від окислення та корозії.

⚙️Алюмінієві сплави не можна використовувати в умовах високої температури, оскільки вони починають деформуватися при 400°F. Звичайні алюмінієві сплави, що використовуються в зубчастих передачах: 2024, 6061 і 7075.

⚙️Усі три алюмінієві сплави можна піддавати термічній обробці для підвищення їх твердості. До шестерень із алюмінієвих сплавів відносятьсяпрямозубі шестерні, косозубі шестерні, прямозубі конічні шестерні, і зубчасті рейки.

4. Термопласти

⚙️Термопластики є найкращим вибором для передач, де вага є найважливішим критерієм. Зубчасті шестерні, виготовлені з пластмаси, можна обробляти як металеві; однак деякі термопласти краще підходять для виробництва за допомогою лиття під тиском. Одним із найпоширеніших термопластів, отриманих під тиском, є ацеталь. Цей матеріал також відомий як (POM). Шестерні можуть бути виготовлені з будь-якого полімеру. Це можуть бутипрямозубі шестерні, косозубі шестерні, черв'ячні колеса, конічні шестерні, і зубчасті рейки.