В поисках идеального материала для шестерен

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

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

1. Медные сплавы

⚙️Когдапроектирование шестерникоторый будет подвергаться воздействию агрессивной среды или должен быть немагнитным, лучшим выбором обычно является медный сплав.

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

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

⚙️Фосфористая бронза повышает износостойкость и жесткость сплава. Более высокая коррозионная и износостойкость делают сплавы фосфористой бронзы отличным выбором для компонентов приводов с высоким коэффициентом трения. Пример:червячная передача

⚙️Алюминиевая бронза — третий медный сплав, используемый в шестернях. Сплавы алюминиевой бронзы имеют более высокую износостойкость, чем сплавы фосфористой бронзы, а также превосходную коррозионную стойкость. К типичным передачам, изготавливаемым из сплавов алюминиевой бронзы, относятся скрещенные косозубые передачи (косозубые передачи) и червячные передачи.

2. Сплавы железа

⚙️Когдадизайн шестернитребует превосходной прочности материала, лучшим выбором являются сплавы железа. В необработанном виде серый чугун можно отливать и превращать 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 их легко обрабатывать, они обладают хорошей износостойкостью, поддаются закалке, широко доступны и относительно недороги.

⚙️Сплавы углеродистой стали можно разделить на мягкие стали, среднеуглеродистые стали и высокоуглеродистые стали. Сплавы мягкой стали имеют содержание углерода менее 0,30%. Сплавы высокоуглеродистых сталей имеют содержание углерода более 0,60%, а стали со средним содержанием 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 к весу. Поверхностная обработка, известная как пассивация, защищает алюминиевые сплавы от окисления и коррозии.

⚙️Алюминиевые сплавы нельзя использовать в условиях высоких температур, поскольку они начинают деформироваться при температуре 400°F. Обычно в зубчатых передачах используются алюминиевые сплавы 2024, 6061 и 7075.

⚙️Все три алюминиевых сплава можно подвергать термообработке для повышения их твердости. К шестерням из алюминиевых сплавов относятсяпрямозубые шестерни, косозубые шестерни, конические шестерни с прямыми зубьямии зубчатые рейки.

4. Термопласты

⚙️Термопластики – лучший выбор для шестерен, где вес является наиболее важным критерием. Шестерни из пластмассы можно обрабатывать как металлические; однако некоторые термопласты лучше подходят для производства методом литья под давлением. Одним из наиболее распространенных термопластов, полученных литьем под давлением, является ацеталь. Этот материал также известен как (ПОМ). Шестерни могут быть изготовлены из любого полимера. Это могут бытьпрямозубые шестерни, косозубые шестерни, червячные колеса, конические шестернии зубчатые рейки.