یافتن مواد ایده آل برای چرخ دنده ها

هنگام طراحی و ساخت چرخ دنده، مواد مورد استفاده بستگی به نوع چرخ دنده و نحوه و مکان استفاده از آن دارد.

انواع مختلفی از مواد اولیه معمولاً در سازه های چرخ دنده ای استفاده می شود و هر ماده بهترین خواص مکانیکی خود را دارد و بهترین انتخاب است.دسته های اصلی مواد آلیاژهای مس، آلیاژهای آهن، آلیاژهای آلومینیوم و ترموپلاستیک ها هستند.

1. آلیاژهای مس

⚙️چه زمانیطراحی یک چرخ دندهکه قرار است در معرض یک محیط خورنده قرار گیرد یا باید غیر مغناطیسی باشد، آلیاژ مس معمولا بهترین انتخاب است.

⚙️سه آلیاژ مس رایج مورد استفاده در چرخ دنده ها برنج، برنز فسفر و برنز آلومینیوم هستند.

⚙️دنده ها معمولا از آلیاژ برنج ساخته می شوندچرخ دنده هاو قفسه ها و در محیط های کم بار استفاده خواهد شد.

⚙️برنز فسفر مقاومت در برابر سایش و استحکام آلیاژ را بهبود می بخشد.مقاومت در برابر خوردگی و سایش بالاتر، آلیاژهای برنز فسفر را به گزینه ای عالی برای قطعات محرکه با اصطکاک بالا تبدیل می کند.مثال:چرخ دنده کرم

⚙️آلومینیوم برنز سومین آلیاژ مس مورد استفاده در چرخ دنده است.آلیاژهای برنز آلومینیوم مقاومت سایش بالاتری نسبت به آلیاژهای برنز فسفر دارند و همچنین مقاومت به خوردگی بالایی دارند.چرخ دنده های معمولی تولید شده از آلیاژهای برنز آلومینیوم شامل چرخ دنده های مارپیچ متقاطع (دنده های حلزونی) و چرخ دنده های حلزونی هستند.

2. آلیاژهای آهن

⚙️زمانی که یکطراحی دندهنیاز به استحکام مواد برتر دارد، آلیاژهای آهن بهترین انتخاب هستند.به صورت خام، آهن خاکستری را می توان ریخته گری و به چرخ دنده تبدیل کرد.

⚙️چهار نام اصلی آلیاژ فولاد وجود دارد: فولاد کربنی، فولاد آلیاژی، فولاد ضد زنگ و فولاد ابزار.آلیاژهای کربن-فولاد تقریباً برای همه انواع چرخ دنده استفاده می شوند زیرا ماشینکاری آنها آسان است، مقاومت در برابر سایش خوبی دارند، می توانند سخت شوند، به طور گسترده در دسترس هستند و نسبتاً ارزان هستند.

⚙️آلیاژهای فولاد کربنی را می توان بیشتر به فولاد ملایم، فولاد با کربن متوسط ​​و فولاد پرکربن طبقه بندی کرد.آلیاژهای فولادی ملایم کمتر از 0.30 درصد کربن دارند.آلیاژهای فولادی با کربن بالا دارای محتوای کربن بیش از 0.60٪ هستند و فولادهای با محتوای متوسط ​​در بین آنها قرار می گیرند.این فولادها انتخاب خوبی برایچرخ دنده ها, چرخ دنده های مارپیچ، قفسه دنده،چرخ دنده های مخروطی و کرم ها.

3. آلیاژهای آلومینیوم

⚙️آلیاژهای آلومینیوم جایگزین خوبی برای آلیاژهای آهن در کاربردهایی هستند که نیاز به نسبت استحکام به وزن بالایی دارند. پرداخت سطحی که به نام غیرفعال‌سازی شناخته می‌شود از آلیاژهای آلومینیوم در برابر اکسیداسیون و خوردگی محافظت می‌کند.

⚙️آلیاژهای آلومینیوم را نمی توان در محیط های با حرارت بالا استفاده کرد زیرا در دمای 400 درجه فارنهایت شروع به تغییر شکل می کنند.آلیاژهای متداول آلومینیوم مورد استفاده در چرخ دنده ها 2024، 6061 و 7075 هستند.

⚙️هر سه این آلیاژهای آلومینیوم را می توان برای بهبود سختی آنها تحت عملیات حرارتی قرار داد.چرخ دنده های ساخته شده از آلیاژهای آلومینیوم شاملچرخ دنده ها, چرخ دنده های مارپیچ, چرخ دنده های مخروطی دندانه دار، و قفسه دنده.

4. ترموپلاستیک ها

⚙️ترموپلاستیک ها بهترین انتخاب برای دنده هایی هستند که وزن آن ها مهمترین معیار است.چرخ دنده های ساخته شده از پلاستیک را می توان مانند چرخ دنده های فلزی ماشین کاری کرد.با این حال، برخی از ترموپلاستیک ها برای تولید از طریق قالب گیری تزریقی مناسب تر هستند.یکی از رایج ترین ترموپلاستیک های قالب گیری تزریقی، استال است.این ماده با نام (POM) نیز شناخته می شود.چرخ دنده ها را می توان از هر یک از پلیمرها ساخت.اینها می توانند باشندچرخ دنده ها, چرخ دنده های مارپیچ, چرخ های کرمی, چرخ دنده های اریب، و قفسه دنده.