Pronalaženje idealnog materijala za zupčanike

Prilikom projektiranja i proizvodnje zupčanika, korišteni materijali ovisit će o vrsti zupčanika koji se izrađuje te o tome kako i gdje će se koristiti.

Postoji mnogo vrsta 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 željeza, legure aluminija i termoplastika.

1. Bakrene legure

⚙️Kadadizajniranje zupčanikakoji će biti izložen korozivnom okruženju ili mora biti nemagnetičan, legura bakra je obično najbolji izbor.

⚙️Tri najčešće bakrene legure koje se koriste u zupčanicima su mesing, fosforna bronca i aluminijska bronca.

⚙️ Zupčanici su obično izrađeni od mesingane legurezupčanici s cilindričnim zubimai regali te će se koristiti u okruženjima s niskim opterećenjem.

⚙️Fosforna bronca poboljšava otpornost na habanje i krutost legure. Veća otpornost na koroziju i habanje čini legure fosforne bronce izvrsnim izborom za pogonske komponente visokog trenja. Primjer:pužni prijenosnik

⚙️Aluminijska bronca je treća legura bakra koja se koristi u zupčanicima. Legure aluminijske bronce imaju veću otpornost na habanje od legura fosforne bronce, a također imaju i superiorniju otpornost na koroziju. Tipični zupčanici proizvedeni od legura aluminijske bronce uključuju križne spiralne zupčanike (spiralne zupčanike) i pužne zupčanike.

2. Željezne legure

⚙️Kadadizajn zupčanikazahtijeva vrhunsku čvrstoću materijala, željezne legure su najbolji izbor. U sirovom obliku, sivo lijevano željezo može se lijevati i obrađivati ​​u zupčanike.

⚙️Postoje četiri glavne oznake čeličnih legura: ugljični čelik, legirani čelik, nehrđajući čelik i alatni čelik. Legure ugljičnog čelika koriste se 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 blagi čelik, srednje ugljični čelik i visoko ugljični čelik. Legure blagog čelika imaju manje od 0,30% udjela ugljika. Legure visoko ugljičnog čelika imaju udio ugljika veći od 0,60%, a čelici sa srednjim udjelom ugljika nalaze se između. Ovi čelici su dobar izbor zazupčanici s cilindričnim zubima, spiralni zupčanici, zupčaste letve,konusni zupčanici i puževi.

3. Aluminijske legure

⚙️Aluminijske legure dobra su alternativa željeznim legurama u primjenama koje zahtijevaju visok omjer čvrstoće i težine. Površinska završna obrada poznata kao pasivizacija štiti aluminijske legure od oksidacije i korozije.

⚙️Aluminijske legure ne mogu se koristiti u okruženjima s visokim temperaturama jer se počinju deformirati na 400°F. Uobičajene aluminijske legure koje se koriste u zupčanicima su 2024, 6061 i 7075.

⚙️Sve tri aluminijske legure mogu se toplinski obraditi kako bi se poboljšala njihova tvrdoća. Zupčanici izrađeni od aluminijskih legura uključujuzupčanici s cilindričnim zubima, spiralni zupčanici, konusni zupčanici s ravnim zubima, i zupčaste letve.

4. Termoplasti

⚙️Termoplastika je najbolji izbor za zupčanike gdje je težina najvažniji kriterij. Zupčanici izrađeni od plastike mogu se obrađivati ​​poput metalnih zupčanika; međutim, neke termoplastike su prikladnije za proizvodnju putem injekcijskog prešanja. Jedna od najčešćih termoplastika za injekcijsko prešanje je acetal. Ovaj materijal je također poznat kao (POM). Zupčanici mogu biti izrađeni od bilo kojeg polimera. To mogu bitizupčanici s cilindričnim zubima, spiralni zupčanici, pužni kotači, konusni zupčanici, i zupčaste letve.