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 tulajdonságokkal 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 foszforbronz ötvözetek, 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 szén-acél 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 vasötvözetekkel szemben azokban az 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.