Pronalaženje idealnog materijala za zupčanike

Prilikom dizajniranja i proizvodnje zupčanika, korišteni materijali ovisit će o tome koja se vrsta zupčanika izrađuje te kako i gdje će se koristiti.

Postoje mnoge vrste sirovina koje se obično koriste u konstrukcijama zupčanika, a svaki materijal ima svoja najbolja mehanička svojstva i najbolji je izbor.Glavne kategorije materijala su legure bakra, legure gvožđa, legure aluminijuma i termoplasti.

1. Legure bakra

⚙️Kadadizajniranje zupčanikakoja će biti izložena korozivnom okruženju ili mora biti nemagnetna, legura bakra je obično najbolji izbor.

⚙️Tri najčešće legure bakra koje se koriste u zupčanicima su mesing, fosforna bronza i aluminijum bronza.

⚙️Zupčanici su obično napravljeni od legure mesingacilindrični zupčanicii regale i koristit će se u okruženjima sa malim opterećenjem.

⚙️Fosforna bronca poboljšava otpornost na habanje i krutost legure. Veća otpornost na koroziju i habanje čini legure fosforne bronze odličnim izborom za pogonske komponente visokog trenja. primjer:pužni zupčanik

⚙️Aluminijum bronza je treća legura bakra koja se koristi u zupčanicima. Legure aluminijumske bronze imaju veću otpornost na habanje od legura fosforne bronze i takođe imaju superiornu otpornost na koroziju. Tipični zupčanici proizvedeni od legura aluminijske bronze uključuju ukrštene zavojne zupčanike (helikalni zupčanici) i pužne zupčanike.

2. Legure gvožđa

⚙️Kada adizajn zupčanikazahtijeva superiornu čvrstoću materijala, legure željeza su najbolji izbor. U svom sirovom obliku, sivo gvožđe se može liveti i mašinski obrađivati ​​u zupčanike.

⚙️Postoje četiri glavne oznake legure čelika: ugljični čelik, legirani čelik, nehrđajući čelik i alatni čelik. Legure ugljičnog čelika se koriste za gotovo sve vrste zupčanika jer se lako obrađuju, imaju dobru otpornost na habanje, mogu se kaliti, široko su dostupne i relativno su jeftine.

⚙️Legure ugljičnog čelika mogu se dalje klasificirati na čelik od mekog, srednjeg ugljičnog čelika i čelika s visokim udjelom ugljika. Blaga legure čelika imaju manje od 0,30% ugljika. Legure čelika s visokim sadržajem ugljika imaju sadržaj ugljika veći od 0,60%, a čelici srednjeg sadržaja su između. Ovi čelici su dobar izbor zacilindrični zupčanici, spiralni zupčanici, zupčanici,konusnih zupcanika i puza.

3. Legure aluminijuma

⚙️Aluminijske legure su dobra alternativa legurama željeza u aplikacijama koje imaju potrebu za visokim omjerom čvrstoće i težine. Završna obrada površine poznata kao pasivacija štiti legure aluminija od oksidacije i korozije.

⚙️Legura aluminijuma se ne može koristiti u okruženjima sa visokim temperaturama jer počinju da se deformišu na 400°F. Uobičajene legure aluminijuma koje se koriste u zupčanicima su 2024, 6061 i 7075.

⚙️Sve tri ove legure aluminijuma mogu se termički obraditi kako bi se poboljšala njihova tvrdoća. Zupčanici napravljeni od aluminijskih legura uključujucilindrični zupčanici, spiralni zupčanici, zupčanici sa ravnim zubima, i zupčanici.

4. Termoplastika

⚙️Termoplastika je najbolji izbor za zupčanike kod kojih je težina najvažniji kriterijum. Zupčanici napravljeni od plastike mogu se obraditi kao metalni zupčanici; međutim, neki termoplasti su prikladniji za proizvodnju brizganjem. Jedan od najčešćih brizganih termoplasta je acetal. Ovaj materijal je također poznat kao (POM). Zupčanici se mogu napraviti od bilo kojeg polimera. Ovo mogu biticilindrični zupčanici, spiralni zupčanici, pužni točkovi, konusni zupčanici, i zupčanici.