Nalezení ideálního materiálu pro ozubená kola

Při navrhování a výrobě ozubených kol budou použité materiály záviset na tom, jaký typ ozubeného kola se vyrábí a jak a kde bude použito.

V konstrukcích ozubených kol se běžně používá mnoho druhů surovin a každý materiál má své nejlepší mechanické vlastnosti a je tou nejlepší volbou.Hlavní kategorie materiálů jsou slitiny mědi, slitiny železa, slitiny hliníku a termoplasty.

1. Slitiny mědi

⚙️Kdynavrhování ozubeného kolakterý bude vystaven korozivnímu prostředí nebo musí být nemagnetický, je obvykle nejlepší volbou slitina mědi.

⚙️Tři nejběžnější slitiny mědi používané v ozubených kolech jsou mosaz, fosforový bronz a hliníkový bronz.

⚙️Ozubená kola jsou obvykle vyrobena z mosazné slitinyčelní ozubená kolaa stojany a budou použity v prostředích s nízkým zatížením.

⚙️Fosforový bronz zlepšuje odolnost proti opotřebení a tuhost slitiny. Vyšší odolnost proti korozi a opotřebení činí ze slitin fosforového bronzu vynikající volbu pro komponenty pohonů s vysokým třením. Příklad:šnekový převod

⚙️Hliníkový bronz je třetí slitina mědi používaná v ozubených kolech. Slitiny hliníkového bronzu mají vyšší odolnost proti opotřebení než slitiny fosforového bronzu a také vynikající odolnost proti korozi. Mezi typická ozubená kola vyrobená ze slitin hliníkového bronzu patří zkřížená šikmá ozubená kola (šikmá ozubená kola) a šneková ozubená kola.

2. Slitiny železa

⚙️Kdyžkonstrukce ozubeného kolavyžaduje vynikající pevnost materiálu, nejlepší volbou jsou slitiny železa. V surové formě lze šedou litinu odlévat a obrábět do ozubených kol.

⚙️Existují čtyři hlavní označení ocelových slitin: uhlíková ocel, legovaná ocel, nerezová ocel a nástrojová ocel. Slitiny uhlíkové oceli se používají téměř pro všechny typy ozubených kol, protože se snadno obrábějí, mají dobrou odolnost proti opotřebení, lze je kalit, jsou široce dostupné a jsou relativně levné.

⚙️Slitiny uhlíkové oceli lze dále rozdělit na nízkouhlíkovou ocel, středněuhlíkovou ocel a vysokouhlíkovou ocel. Nízkouhlíkové slitiny mají obsah uhlíku méně než 0,30 %. Vysokouhlíkové slitiny mají obsah uhlíku vyšší než 0,60 % a oceli se středním obsahem uhlíku spadají mezi ně. Tyto oceli jsou dobrou volbou pročelní ozubená kola, šikmá ozubená kola, ozubené tyče,kuželová ozubená kola a šneky.

3. Hliníkové slitiny

⚙️Hliníkové slitiny jsou dobrou alternativou ke slitinám železa v aplikacích, které vyžadují vysoký poměr pevnosti k hmotnosti. Povrchová úprava známá jako pasivace chrání hliníkové slitiny před oxidací a korozí.

⚙️Hliníkové slitiny nelze používat v prostředí s vysokými teplotami, protože se začínají deformovat při 400 °F. Běžné hliníkové slitiny používané v ozubení jsou 2024, 6061 a 7075.

⚙️Všechny tři tyto hliníkové slitiny lze tepelně zpracovat pro zlepšení jejich tvrdosti. Mezi ozubená kola vyrobená z hliníkových slitin patříčelní ozubená kola, šikmá ozubená kola, kuželová ozubená kola s přímými zubya ozubené tyče.

4. Termoplasty

⚙️Termoplasty jsou nejlepší volbou pro ozubená kola, u kterých je hmotnost nejdůležitějším kritériem. Ozubená kola vyrobená z plastů lze obrábět jako kovová ozubená kola; některé termoplasty se však lépe hodí pro výrobu vstřikováním plastů. Jedním z nejběžnějších vstřikovaných termoplastů je acetal. Tento materiál je také známý jako (POM). Ozubená kola mohou být vyrobena z obou polymerů. Ty mohou býtčelní ozubená kola, šikmá ozubená kola, šneková kola, kuželová ozubená kolaa ozubené tyče.