Het ideale materiaal voor tandwielen vinden

Bij het ontwerpen en produceren van tandwielen hangen de gebruikte materialen af ​​van het type tandwiel dat wordt gemaakt en hoe en waar het zal worden gebruikt.

Er worden veel soorten grondstoffen gebruikt voor tandwielconstructies. Elk materiaal heeft zijn eigen beste mechanische eigenschappen en is daarom de beste keuze.De belangrijkste materiaalcategorieën zijn koperlegeringen, ijzerlegeringen, aluminiumlegeringen en thermoplasten.

1. Koperlegeringen

⚙️Wanneereen tandwiel ontwerpenAls het materiaal aan een corrosieve omgeving wordt blootgesteld of niet-magnetisch moet zijn, is een koperlegering doorgaans de beste keuze.

⚙️De drie meest voorkomende koperlegeringen die in tandwielen worden gebruikt, zijn messing, fosforbrons en aluminiumbrons.

⚙️De tandwielen zijn meestal gemaakt van messinglegeringtandwielenen rekken en worden gebruikt in omgevingen met een lage belasting.

⚙️Fosforbrons verbetert de slijtvastheid en stijfheid van de legering. Hogere corrosie- en slijtvastheid maken fosforbronslegeringen een uitstekende keuze voor aandrijfcomponenten met hoge wrijving. Voorbeeld:wormwieloverbrenging

⚙️Aluminiumbrons is de derde koperlegering die in tandwielen wordt gebruikt. Aluminiumbronslegeringen hebben een hogere slijtvastheid dan fosforbronslegeringen en bieden ook een superieure corrosiebestendigheid. Typische tandwielen die van aluminiumbronslegeringen worden gemaakt, zijn onder andere gekruiste schroefvormige tandwielen (helische tandwielen) en wormwielen.

2. IJzerlegeringen

⚙️Wanneer eentandwielontwerpVereist een superieure materiaalsterkte, dan zijn ijzerlegeringen de beste keuze. In ruwe vorm kan grijs gietijzer worden gegoten en tot tandwielen worden verwerkt.

⚙️Er zijn vier belangrijke benamingen voor staallegeringen: koolstofstaal, gelegeerd staal, roestvrij staal en gereedschapsstaal. Koolstofstaallegeringen worden gebruikt voor bijna alle soorten tandwielen omdat ze gemakkelijk te bewerken zijn, een goede slijtvastheid hebben, gehard kunnen worden, breed verkrijgbaar zijn en relatief goedkoop zijn.

⚙️Koolstofstaallegeringen kunnen verder worden onderverdeeld in zacht staal, staal met een gemiddeld koolstofgehalte en staal met een hoog koolstofgehalte. Zacht staal heeft een koolstofgehalte van minder dan 0,30%. Legeringen met een hoog koolstofgehalte hebben een koolstofgehalte van meer dan 0,60% en staal met een gemiddeld koolstofgehalte valt daartussenin. Deze staalsoorten zijn een goede keuze voortandwielen, schroefvormige tandwielen, tandheugels,kegelwielen en wormen.

3. Aluminiumlegeringen

⚙️Aluminiumlegeringen vormen een goed alternatief voor ijzerlegeringen in toepassingen waarbij een hoge sterkte-gewichtsverhouding vereist is. Een oppervlakteafwerking die passivering wordt genoemd, beschermt aluminiumlegeringen tegen oxidatie en corrosie.

⚙️Aluminiumlegeringen kunnen niet worden gebruikt in omgevingen met hoge temperaturen, omdat ze bij 204 °C beginnen te vervormen. De meest voorkomende aluminiumlegeringen voor tandwielen zijn 2024, 6061 en 7075.

⚙️Al deze drie aluminiumlegeringen kunnen warmtebehandeld worden om hun hardheid te verbeteren. Tandwielen van aluminiumlegeringen omvatten:tandwielen, schroefvormige tandwielen, rechte tandwielen met schuine vertanding, en tandheugels.

4. Thermoplasten

⚙️Thermoplasten zijn de beste keuze voor tandwielen waarbij gewicht het belangrijkste criterium is. Tandwielen van kunststof kunnen net als metalen tandwielen worden bewerkt; sommige thermoplasten zijn echter beter geschikt voor productie via spuitgieten. Een van de meest voorkomende spuitgegoten thermoplasten is acetaal. Dit materiaal staat ook bekend als (POM). Tandwielen kunnen van beide polymeren worden gemaakt. Deze kunnentandwielen, schroefvormige tandwielen, wormwielen, kegelwielen, en tandheugels.