Găsirea materialului ideal pentru angrenaje

La proiectarea și fabricarea angrenajelor, materialele folosite vor depinde de ce tip de angrenaj este fabricat și de cum și unde va fi folosit.

Există multe tipuri de materii prime utilizate în mod obișnuit în structurile angrenajului, iar fiecare material are cele mai bune proprietăți mecanice și este cea mai bună alegere.Principalele categorii de materiale sunt aliajele de cupru, aliajele de fier, aliajele de aluminiu și materialele termoplastice.

1. Aliaje de cupru

⚙️Cândproiectarea unui angrenajcare va fi supus unui mediu corosiv sau trebuie să fie nemagnetic, un aliaj de cupru este de obicei cea mai bună alegere.

⚙️Cele trei aliaje de cupru cele mai comune utilizate în angrenaje sunt alama, bronzul fosforat și bronzul aluminiu.

⚙️Roțile dințate de obicei realizate din aliaj de alamă suntroți dințate drepteși rafturi și vor fi utilizate în medii cu încărcare redusă.

⚙️Bronzul fosforic îmbunătățește rezistența la uzură și rigiditatea aliajului. Rezistența mai mare la coroziune și uzură fac din aliajele de bronz fosforat o alegere excelentă pentru componentele de antrenare cu frecare mare. Exemplu:unelte melcate

⚙️Bronzul de aluminiu este al treilea aliaj de cupru folosit la angrenaje. Aliajele de bronz aluminiu au o rezistență mai mare la uzură decât aliajele de bronz fosforat și au, de asemenea, o rezistență superioară la coroziune. Angrenajele tipice produse din aliaje de aluminiu-bronz includ roți dințate elicoidale încrucișate (dințate elicoidale) și roți dințate melcate.

2. Aliaje de fier

⚙️Când aproiectarea angrenajuluinecesită o rezistență superioară a materialului, aliajele de fier sunt cea mai bună alegere. În forma sa brută, fierul gri poate fi turnat și prelucrat în roți dințate.

⚙️Există patru denumiri majore de aliaj de oțel: oțel carbon, oțel aliat, oțel inoxidabil și oțel pentru scule. Aliajele din oțel carbon sunt folosite pentru aproape toate tipurile de angrenaje deoarece sunt ușor de prelucrat, au o rezistență bună la uzură, pot fi întărite, sunt disponibile pe scară largă și sunt relativ ieftine.

⚙️ Aliajele de oțel carbon pot fi clasificate în continuare în oțel moale, oțel cu carbon mediu și oțel cu conținut ridicat de carbon. Aliajele de oțel moale au un conținut de carbon mai mic de 0,30%. Aliajele de oțel cu conținut ridicat de carbon au un conținut de carbon mai mare de 0,60%, iar oțelurile cu conținut mediu se află între ele. Aceste oțeluri sunt o alegere bună pentruroți dințate drepte, angrenaje elicoidale, rafturi de viteze,angrenaje conice și viermi.

3. Aliaje de aluminiu

⚙️ Aliajele de aluminiu sunt o alternativă bună la aliajele de fier în aplicațiile care au nevoie de un raport mare rezistență-greutate. Un finisaj de suprafață cunoscut sub numele de pasivare protejează aliajele de aluminiu de oxidare și coroziune.

⚙️ Aliajele de aluminiu nu pot fi folosite în medii cu căldură ridicată, deoarece încep să se deformeze la 400°F. Aliajele comune de aluminiu utilizate în angrenaje sunt 2024, 6061 și 7075.

⚙️Toate aceste trei aliaje de aluminiu pot fi tratate termic pentru a le îmbunătăți duritatea. Angrenajele din aliaje de aluminiu includroți dințate drepte, angrenaje elicoidale, angrenaje conice cu dinți drepti, și rafturi de viteze.

4. Termoplastice

⚙️Termoplastele sunt cea mai bună alegere pentru angrenajele unde greutatea este cel mai important criteriu. Angrenajele din materiale plastice pot fi prelucrate ca angrenajele metalice; cu toate acestea, unele materiale termoplastice sunt mai potrivite pentru fabricare prin turnare prin injecție. Unul dintre cele mai comune termoplastice turnate prin injecție este acetalul. Acest material este cunoscut și sub numele de (POM). Angrenajele pot fi fabricate din oricare polimer. Acestea pot firoți dințate drepte, angrenaje elicoidale, roți melcate, angrenaje conice, și rafturi de viteze.