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 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 хорошою альтернативою сплавам заліза в сферах застосування, де потрібне високе співвідношення міцності до ваги. Поверхня, 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 обробити 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.