Az ideális anyag megtalálása a fogaskerekekhez

A fogaskerekek tervezése és gyártása során a felhasznált anyagok attól függnek, hogy milyen típusú fogaskerekeket készítenek, és hogyan és hol fogják használni.

A fogaskerekes szerkezetekben általában sokféle nyersanyagot használnak, és mindegyik anyag a legjobb mechanikai tulajdonságaival rendelkezik, és a legjobb választás.A fő anyagkategóriák a rézötvözetek, vasötvözetek, alumíniumötvözetek és hőre lágyuló műanyagok.

1. Rézötvözetek

⚙️ Mikorfogaskerék tervezéseamely korrozív környezetnek van kitéve, vagy nem mágnesesnek kell lennie, általában a rézötvözet a legjobb választás.

⚙️A fogaskerekekben használt három leggyakrabban használt rézötvözet a sárgaréz, a foszforbronz és az alumíniumbronz.

⚙️A fogaskerekek általában sárgarézötvözetből készülnekhomlokkerekes fogaskerekekés állványok, és alacsony terhelésű környezetben használják.

⚙️A foszforbronz javítja az ötvözet kopásállóságát és merevségét. A nagyobb korrózió- és kopásállóság a foszforbronz ötvözeteket kiváló választássá teszi a nagy súrlódású meghajtó alkatrészekhez. Példa:csigakerék

⚙️Az alumíniumbronz a harmadik hajtóműben használt rézötvözet. Az alumínium-bronzötvözetek kopásállósága nagyobb, mint a foszforbronzötvözetek, és kiváló a korrózióállóságuk is. Az alumínium-bronzötvözetekből gyártott tipikus fogaskerekek közé tartoznak a keresztezett spirális fogaskerekek (spirálfogaskerekek) és a csigafogaskerekek.

2. Vasötvözetek

⚙️Amikor ahajtómű kialakításakiváló anyagszilárdságot igényel, a vasötvözetek a legjobb választás. Nyers formájában a szürkevas önthető és fogaskerekekké alakítható.

⚙️Négy fő megnevezése van az acélötvözeteknek: szénacél, ötvözött acél, rozsdamentes acél és szerszámacél. A szénacél ötvözeteket szinte minden hajtóműtípushoz használják, mert könnyen megmunkálhatóak, jó kopásállósággal rendelkeznek, edzhetők, széles körben beszerezhetők, és viszonylag olcsók.

⚙️A szénacél ötvözetek tovább osztályozhatók lágyacélra, közepes széntartalmú acélra és magas széntartalmú acélra. Az enyhe acélötvözetek széntartalma kevesebb, mint 0,30%. A magas széntartalmú acélötvözetek széntartalma meghaladja a 0,60%-ot, és a közepes tartalmú acélok közé esnek. Ezek az acélok jó választáshomlokkerekes fogaskerekek, spirális fogaskerekek, fogaslécek,kúpfogaskerekek és férgek.

3. Alumíniumötvözetek

⚙️Az alumíniumötvözetek jó alternatívát jelentenek a vasötvözetek helyett olyan alkalmazásokban, ahol nagy szilárdság/tömeg arányra van szükség. A passziválásként ismert felületkezelés megvédi az alumíniumötvözeteket az oxidációtól és a korróziótól.

⚙️Az alumíniumötvözetek nem használhatók magas hőmérsékletű környezetben, mivel 400°F-on deformálódni kezdenek. A hajtóműben használt általános alumíniumötvözetek a 2024, 6061 és 7075.

⚙️Mindhárom alumíniumötvözet hőkezelhető a keménységük javítása érdekében. Az alumíniumötvözetből készült fogaskerekek közé tartozikhomlokkerekes fogaskerekek, spirális fogaskerekek, egyenes fogú kúpfogaskerekek, és fogaslécek.

4. Hőre lágyuló műanyagok

⚙️A hőre lágyuló műanyagok a legjobb választás olyan hajtóművekhez, ahol a súly a legfontosabb kritérium. A műanyagból készült fogaskerekek a fém fogaskerekekhez hasonlóan megmunkálhatók; egyes hőre lágyuló műanyagok azonban jobban alkalmasak fröccsöntéssel történő gyártásra. Az egyik leggyakoribb fröccsöntött hőre lágyuló műanyag az acetál. Ez az anyag más néven (POM). A fogaskerekek bármelyik polimerből készülhetnek. Ezek lehetnekhomlokkerekes fogaskerekek, spirális fogaskerekek, csigakerekek, kúpfogaskerekek, és fogaslécek.