Поиск идеального материала для шестерен

При проектировании и изготовлении зубчатых передач используемые материалы будут зависеть от того, какой тип зубчатой ​​передачи изготавливается, как и где она будет использоваться.

Существует множество видов сырья, обычно используемых в конструкциях зубчатых передач, и каждый материал имеет наилучшие механические свойства и является наилучшим выбором.Основными категориями материалов являются медные сплавы, железные сплавы, алюминиевые сплавы и термопласты.

1. Медные сплавы

⚙️Когдапроектирование шестерниЕсли изделие будет подвергаться воздействию коррозионной среды или должно быть немагнитным, лучшим выбором обычно является медный сплав.

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

⚙️Шестерни обычно изготавливаются из латунного сплава.прямозубые шестернии стеллажи и будут использоваться в условиях низкой нагрузки.

⚙️Фосфорная бронза улучшает износостойкость и жесткость сплава. Более высокая коррозионная и износостойкость делают сплавы фосфорной бронзы отличным выбором для компонентов привода с высоким трением. Пример:червячная передача

⚙️Алюминиевая бронза — третий медный сплав, используемый в зубчатых передачах. Сплавы алюминиевой бронзы обладают более высокой износостойкостью, чем сплавы фосфористой бронзы, а также имеют превосходную коррозионную стойкость. Типичные зубчатые колеса, изготовленные из сплавов алюминиевой бронзы, включают в себя перекрестные косозубые передачи (винтовые передачи) и червячные передачи.

2. Железные сплавы

⚙️Когдаконструкция шестернитребует превосходной прочности материала, лучшим выбором являются железные сплавы. В сыром виде серый чугун можно отливать и обрабатывать в шестерни.

⚙️Существует четыре основных обозначения стальных сплавов: углеродистая сталь, легированная сталь, нержавеющая сталь и инструментальная сталь. Сплавы углеродистой стали используются практически для всех типов зубчатых передач, поскольку они легко обрабатываются, обладают хорошей износостойкостью, их можно закаливать, они широко доступны и относительно недороги.

⚙️Сплавы углеродистой стали можно далее классифицировать на мягкую сталь, среднеуглеродистую сталь и высокоуглеродистую сталь. Сплавы мягкой стали содержат менее 0,30% углерода. Сплавы высокоуглеродистой стали содержат более 0,60% углерода, а стали со средним содержанием углерода находятся между ними. Эти стали являются хорошим выбором дляпрямозубые шестерни, косозубые шестерни, зубчатые рейки,конические шестерни и червяки.

3. Алюминиевые сплавы

⚙️Алюминиевые сплавы являются хорошей альтернативой железным сплавам в тех случаях, когда требуется высокое соотношение прочности и веса. 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 температуре 400°F. Обычные алюминиевые сплавы, используемые в зубчатых передачах, — это 2024, 6061 и 7075.

⚙️Все три из этих алюминиевых сплавов могут быть подвергнуты термической обработке для повышения их твердости. Шестерни, изготовленные из алюминиевых сплавов, включаютпрямозубые шестерни, косозубые шестерни, конические шестерни с прямыми зубьямии зубчатые рейки.

4. Термопласты

⚙️Термопласты — лучший выбор для шестерен, где вес является наиболее важным критерием. Шестерни, изготовленные из пластика, можно обрабатывать так же, как металлические шестерни; однако некоторые термопластики лучше подходят для производства методом литья под давлением. Одним из наиболее распространенных термопластиков, изготовленных методом литья под давлением, является ацеталь. Этот материал также известен как (ПОМ). Шестерни могут быть изготовлены из любого полимера. Они могут бытьпрямозубые шестерни, косозубые шестерни, червячные колеса, конические шестернии зубчатые рейки.