Подбор идеального материала для шестерен

При проектировании и изготовлении зубчатых передач используемые материалы зависят от типа изготавливаемой шестерни, а также от способа и места ее применения.

В конструкциях зубчатых передач обычно используется множество видов сырья, и каждый материал обладает своими наилучшими механическими свойствами и является оптимальным выбором.К основным категориям материалов относятся медные сплавы, железные сплавы, алюминиевые сплавы и термопласты.

1. Медные сплавы

⚙️Когдапроектирование шестерниДля материалов, которые будут подвергаться воздействию агрессивной среды или должны быть немагнитными, медный сплав обычно является наилучшим выбором.

⚙️Три наиболее распространенных медных сплава, используемых в зубчатых передачах, — это латунь, фосфористая бронза и алюминиевая бронза.

⚙️Шестерни, обычно изготавливаемые из латунного сплава,зубчатые колесаа также стеллажи и будут использоваться в условиях низкой нагрузки.

⚙️Фосфористая бронза повышает износостойкость и жесткость сплава. Более высокая коррозионная и износостойкость делают фосфористую бронзу отличным выбором для приводных компонентов с высоким коэффициентом трения. Пример:червячная передача

⚙️Алюминиевая бронза — третий по распространенности медный сплав, используемый в зубчатых передачах. Алюминиевые бронзовые сплавы обладают более высокой износостойкостью, чем фосфористые бронзовые сплавы, а также превосходной коррозионной стойкостью. Типичные зубчатые передачи, изготавливаемые из алюминиевых бронзовых сплавов, включают косозубые шестерни и червячные передачи.

2. Железные сплавы

⚙️Когдаконструкция шестеренЕсли требуется высокая прочность материала, то сплавы железа — лучший выбор. В необработанном виде серый чугун можно отливать и обрабатывать для получения шестерен.

⚙️Существует четыре основных обозначения стальных сплавов: углеродистая сталь, легированная сталь, нержавеющая сталь и инструментальная сталь. Углеродистая сталь используется практически во всех типах зубчатых передач, поскольку она легко поддается обработке, обладает хорошей износостойкостью, может быть закалена, широко доступна и относительно недорога.

⚙️Углеродистая сталь может быть дополнительно классифицирована на низкоуглеродистую, среднеуглеродистую и высокоуглеродистую сталь. Низкоуглеродистая сталь имеет содержание углерода менее 0,30%. Высокоуглеродистая сталь имеет содержание углерода более 0,60%, а среднеуглеродистые стали занимают промежуточное положение. Эти стали являются хорошим выбором длязубчатые колеса, косозубые шестерни, зубчатые рейки,конические шестерни и червячные передачи.

3. Алюминиевые сплавы

⚙️Алюминиевые сплавы являются хорошей альтернативой железным сплавам в тех областях применения, где требуется высокое соотношение прочности к весу. Поверхностная обработка, известная как пассивация, защищает алюминиевые сплавы от окисления и коррозии.

⚙️Алюминиевые сплавы нельзя использовать в условиях высоких температур, так как они начинают деформироваться при 400°F (204°C). Наиболее распространенные алюминиевые сплавы, используемые в зубчатых передачах, — это 2024, 6061 и 7075.

⚙️Все три этих алюминиевых сплава могут быть подвергнуты термообработке для повышения их твердости. Шестерни, изготовленные из алюминиевых сплавов, включают в себя:зубчатые колеса, косозубые шестерни, прямозубые конические шестернии стойки для оборудования.

4. Термопласты

⚙️Термопластики — лучший выбор для изготовления шестерен, где вес является наиболее важным критерием. Шестерни из пластика можно обрабатывать механически, как и металлические шестерни; однако некоторые термопластики лучше подходят для производства методом литья под давлением. Одним из наиболее распространенных термопластиков, используемых для литья под давлением, является ацетал. Этот материал также известен как (ПОМ). Шестерни могут быть изготовлены из любого из этих полимеров.зубчатые колеса, косозубые шестерни, червячные колеса, конические шестернии стойки для оборудования.