Att hitta det perfekta materialet för växlar

När man designar och tillverkar kugghjul beror de material som används på vilken typ av redskap som tillverkas och hur och var den kommer att användas.

Det finns många typer av råmaterial som vanligtvis används i växelkonstruktioner, och varje material har sina bästa mekaniska egenskaper och är det bästa valet.Huvudkategorierna av material är kopparlegeringar, järnlegeringar, aluminiumlegeringar och termoplaster.

1. Kopparlegeringar

⚙️Närdesigna ett redskapsom kommer att utsättas för en korrosiv miljö eller behöver vara icke-magnetisk, är en kopparlegering vanligtvis det bästa valet.

⚙️De tre vanligaste kopparlegeringarna som används i kugghjul är mässing, fosforbrons och aluminiumbrons.

⚙️Kugghjulen som vanligtvis är gjorda av mässingslegering ärcylindriska kugghjuloch ställ och kommer att användas i lågbelastningsmiljöer.

⚙️Fosforbrons förbättrar legeringens slitstyrka och styvhet.Högre korrosions- och slitstyrka gör fosforbronslegeringar till ett utmärkt val för drivkomponenter med hög friktion.Exempel:snäckväxel

⚙️Aluminiumbrons är den tredje kopparlegeringen som används i växlar.Aluminiumbronslegeringar har högre slitstyrka än fosforbronslegeringar och har även överlägsen korrosionsbeständighet.Typiska kugghjul tillverkade av aluminiumbronslegeringar inkluderar korsade spiralformade kugghjul (skruvade kugghjul) och snäckväxlar.

2. Järnlegeringar

⚙️När enväxeldesignkräver en överlägsen materialstyrka, järnlegeringar är det bästa valet.I sin råa form kan gråjärn gjutas och bearbetas till kugghjul.

⚙️Det finns fyra huvudbeteckningar för stållegering: kolstål, legerat stål, rostfritt stål och verktygsstål.Kolstållegeringar används för nästan alla typer av växellådor eftersom de är lätta att bearbeta, de har god slitstyrka, de kan härdas, de är allmänt tillgängliga och de är relativt billiga.

⚙️Kolstållegeringar kan ytterligare klassificeras i mjukt stål, medelkolstål och stål med hög kolhalt.Milda stållegeringar har mindre än 0,30 % kolhalt.Högkolhaltiga stållegeringar har en kolhalt som är större än 0,60 %, och de medelhaltiga stålen hamnar däremellan.Dessa stål är ett bra val förcylindriska kugghjul, spiralformade kugghjul, växellådor,koniska kugghjul och maskar.

3. Aluminiumlegeringar

⚙️Aluminiumlegeringar är ett bra alternativ till järnlegeringar i applikationer som har ett behov av ett högt hållfasthets-till-viktförhållande. En ytfinish som kallas passivering skyddar aluminiumlegeringar från oxidation och korrosion.

⚙️Aluminiumlegeringar kan inte användas i miljöer med hög värme eftersom de börjar deformeras vid 400°F.De vanliga aluminiumlegeringarna som används vid växling är 2024, 6061 och 7075.

⚙️Alla tre av dessa aluminiumlegeringar kan värmebehandlas för att förbättra deras hårdhet.Kugghjul tillverkade av aluminiumlegeringar inkluderarcylindriska kugghjul, spiralformade kugghjul, koniska kugghjul med raka kuggar, och redskapsställ.

4. Termoplaster

⚙️Termoplast är det bästa valet för växlar där vikt är det viktigaste kriteriet.Kugghjul tillverkade av plast kan bearbetas som metalliska kugghjul;vissa termoplaster är dock bättre lämpade för tillverkning via formsprutning.En av de vanligaste formsprutade termoplasterna är acetal.Detta material är också känt som (POM).Kugghjul kan tillverkas av båda polymererna.Dessa kan varacylindriska kugghjul, spiralformade kugghjul, snäckhjul, koniska växlar, och redskapsställ.