Hledání 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 použit.

Existuje mnoho druhů surovin běžně používaných v převodových konstrukcích 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 kolakterá bude vystavena korozivnímu prostředí nebo musí být nemagnetická, je obvykle nejlepší volbou slitina mědi.

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

⚙️Ozubená kola jsou obvykle vyrobena ze slitiny mosazičelní ozubená kolaa stojany a budou používány v prostředí s nízkou zátěží.

⚙️Fosforový bronz zlepšuje odolnost proti opotřebení a tuhost slitiny. Díky vyšší odolnosti proti korozi a opotřebení jsou slitiny fosforového bronzu vynikající volbou pro komponenty pohonu s vysokým třením. Příklad:šnekový převod

⚙️Hliník bronz je třetí slitina mědi používaná v převodech. Slitiny hliníkového bronzu mají vyšší odolnost proti opotřebení než slitiny fosforového bronzu a také mají vynikající odolnost proti korozi. Typická ozubená kola vyrobená ze slitin hliníku a bronzu zahrnují zkřížená šroubová kola (helical gears) a šneková kola.

2. Slitiny železa

⚙️Když adesign převodovkyvyžaduje vynikající pevnost materiálu, slitiny železa jsou nejlepší volbou. Ve své surové formě lze šedou litinu odlévat a obrábět na ozubená kola.

⚙️Existují čtyři hlavní označení slitiny oceli: uhlíková ocel, legovaná ocel, nerezová ocel a nástrojová ocel. Slitiny uhlíkové oceli se používají pro téměř všechny typy ozubení, 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 měkkou ocel, středně uhlíkovou ocel a vysokouhlíkovou ocel. Slitiny měkké oceli mají méně než 0,30 % obsahu uhlíku. Slitiny oceli s vysokým obsahem uhlíku mají obsah uhlíku větší než 0,60 % a oceli se středním obsahem spadají mezi. Tyto oceli jsou dobrou volbou pročelní ozubená kola, spirálová ozubená kola, ozubené tyče,kuželová kola a šneky.

3. Slitiny hliníku

⚙️Slitiny hliníku jsou dobrou alternativou slitin železa v aplikacích, které vyžadují vysoký poměr pevnosti k hmotnosti. Povrchová úprava známá jako pasivace chrání slitiny hliníku před oxidací a korozí.

⚙️Slitiny hliníku nelze používat v prostředí s vysokou teplotou, 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. Ozubená kola vyrobená z hliníkových slitin zahrnujíčelní ozubená kola, spirálová ozubená kola, kuželová kola s přímými zubya ozubené hřebeny.

4. Termoplasty

⚙️Termoplasty jsou nejlepší volbou pro převody, kde je hmotnost nejdůležitějším kritériem. Ozubená kola vyrobená z plastů lze obrábět jako kovová ozubená kola; některé termoplasty jsou však vhodnější pro výrobu vstřikováním. Jedním z nejběžnějších vstřikovaných termoplastů je acetal. Tento materiál je také známý jako (POM). Ozubená kola mohou být vyrobena z obou polymerů. Tyto mohou býtčelní ozubená kola, spirálová ozubená kola, šneková kola, kuželová kolaa ozubené hřebeny.