Znalezienie idealnego materiału na koła zębate

Przy projektowaniu i produkcji kół zębatych, materiały użyte do ich produkcji zależą od rodzaju koła zębatego, a także sposobu i miejsca jego wykorzystania.

Do budowy przekładni powszechnie stosuje się wiele rodzajów surowców, a każdy materiał charakteryzuje się najlepszymi właściwościami mechanicznymi i stanowi najlepszy wybór.Głównymi kategoriami materiałów są stopy miedzi, stopy żelaza, stopy aluminium i tworzywa termoplastyczne.

1. Stopy miedzi

⚙️Kiedyprojektowanie przekładniJeśli materiał będzie narażony na działanie środowiska korozyjnego lub musi być niemagnetyczny, najlepszym wyborem jest zazwyczaj stop miedzi.

⚙️ Trzy najpopularniejsze stopy miedzi stosowane w przekładniach to mosiądz, brąz fosforowy i brąz aluminiowy.

⚙️Koła zębate wykonane są zazwyczaj ze stopu mosiądzukoła zębate walcowei stojaków i będą stosowane w środowiskach o niskim obciążeniu.

⚙️ Brąz fosforowy poprawia odporność na zużycie i sztywność stopu. Wyższa odporność na korozję i zużycie sprawia, że ​​stopy brązu fosforowego doskonale nadają się do elementów napędowych o wysokim tarciu. Przykład:przekładnia ślimakowa

Brąz aluminiowy to trzeci stop miedzi stosowany w przekładniach. Stopy brązu aluminiowego charakteryzują się wyższą odpornością na zużycie niż stopy brązu fosforowego, a także lepszą odpornością na korozję. Typowe koła zębate wykonane ze stopów brązu aluminiowego to koła zębate o zębach skośnych (koła zębate śrubowe) i koła zębate ślimakowe.

2. Stopy żelaza

⚙️Kiedykonstrukcja przekładniWymagają one wysokiej wytrzymałości materiału, dlatego najlepszym wyborem są stopy żelaza. W stanie surowym żeliwo szare można odlewać i obrabiać mechanicznie na koła zębate.

⚙️ Istnieją cztery główne oznaczenia stali stopowej: stal węglowa, stal stopowa, stal nierdzewna i stal narzędziowa. Stopy stali węglowej są stosowane do niemal wszystkich rodzajów przekładni, ponieważ są łatwe w obróbce skrawaniem, charakteryzują się dobrą odpornością na zużycie, można je hartować, są powszechnie dostępne i stosunkowo niedrogie.

⚙️Stopy stali węglowych można dalej podzielić na stale miękkie, stale średniowęglowe i stale wysokowęglowe. Stopy stali miękkich mają zawartość węgla poniżej 0,30%. Stopy stali wysokowęglowych mają zawartość węgla powyżej 0,60%, a stale o średniej zawartości węgla plasują się pomiędzy nimi. Stale te są dobrym wyborem dokoła zębate walcowe, koła zębate śrubowe, listwy zębate,przekładnie stożkowe i ślimakowe.

3. Stopy aluminium

⚙️Stopy aluminium są dobrą alternatywą dla stopów żelaza w zastosowaniach wymagających wysokiego stosunku wytrzymałości do masy. Wykończenie powierzchni znane jako pasywacja chroni stopy aluminium przed utlenianiem i korozją.

⚙️Stopy aluminium nie mogą być stosowane w środowiskach o wysokiej temperaturze, ponieważ zaczynają się odkształcać w temperaturze 200°C. Najczęściej stosowane stopy aluminium w przekładniach to 2024, 6061 i 7075.

⚙️Wszystkie trzy stopy aluminium można poddać obróbce cieplnej w celu zwiększenia ich twardości. Koła zębate wykonane ze stopów aluminium obejmują:koła zębate walcowe, koła zębate śrubowe, koła zębate stożkowe o zębach prostychi listwy zębate.

4. Tworzywa termoplastyczne

⚙️Termoplasty to najlepszy wybór w przypadku przekładni, w których najważniejszym kryterium jest masa. Koła zębate wykonane z tworzyw sztucznych można obrabiać mechanicznie, podobnie jak koła zębate metalowe; jednak niektóre tworzywa termoplastyczne lepiej nadają się do produkcji metodą formowania wtryskowego. Jednym z najpopularniejszych tworzyw termoplastycznych formowanych wtryskowo jest acetal. Materiał ten jest również znany jako (POM). Koła zębate mogą być wykonane z dowolnego z tych polimerów. Mogą to być:koła zębate walcowe, koła zębate śrubowe, koła ślimakowe, koła zębate stożkowei listwy zębate.