Het vinden van het ideale materiaal voor tandwielen

Bij het ontwerpen en vervaardigen van tandwielen zullen de gebruikte materialen afhangen van het type tandwiel dat wordt gemaakt en hoe en waar het zal worden gebruikt.

Er worden veel soorten grondstoffen gebruikt in tandwielconstructies, en elk materiaal heeft zijn beste mechanische eigenschappen en is de beste keuze.De belangrijkste materiaalcategorieën zijn koperlegeringen, ijzerlegeringen, aluminiumlegeringen en thermoplastische materialen.

1. Koperlegeringen

⚙️Wanneerhet ontwerpen van een tandwieldie wordt blootgesteld aan een corrosieve omgeving of niet-magnetisch moet zijn, is een koperlegering meestal de beste keuze.

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

⚙️De tandwielen zijn meestal gemaakt van een messinglegeringtandwielenen rekken en zal worden gebruikt in omgevingen met 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:wormwiel

⚙️Aluminiumbrons is de derde koperlegering die in tandwielen wordt gebruikt. Aluminiumbronslegeringen hebben een hogere slijtvastheid dan fosforbronslegeringen en hebben ook een superieure corrosieweerstand. Typische tandwielen geproduceerd uit aluminiumbronslegeringen zijn onder meer gekruiste tandwielen (spiraalvormige tandwielen) en wormwielen.

2. IJzerlegeringen

⚙️Wanneer eentandwiel ontwerpvereist een superieure materiaalsterkte, ijzerlegeringen zijn de beste keuze. In zijn ruwe vorm kan grijs ijzer worden gegoten en tot tandwielen worden bewerkt.

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

⚙️Koolstofstaallegeringen kunnen verder worden geclassificeerd in zacht staal, middelmatig koolstofstaal en koolstofstaal. Milde staallegeringen hebben een koolstofgehalte van minder dan 0,30%. Staallegeringen met een hoog koolstofgehalte hebben een koolstofgehalte van meer dan 0,60%, en staalsoorten met een gemiddeld gehalte liggen daartussenin. Deze staalsoorten zijn hiervoor een goede keuzetandwielen, spiraalvormige tandwielen, tandheugels,kegeltandwielen en wormen.

3. Aluminiumlegeringen

⚙️Aluminiumlegeringen zijn een goed alternatief voor ijzerlegeringen in toepassingen die behoefte hebben aan een hoge sterkte-gewichtsverhouding. Een oppervlakteafwerking, bekend als passivatie, beschermt aluminiumlegeringen tegen oxidatie en corrosie.

⚙️Aluminiumlegeringen kunnen niet worden gebruikt in omgevingen met hoge temperaturen, omdat ze beginnen te vervormen bij 400°F. De gebruikelijke aluminiumlegeringen die in tandwieloverbrengingen worden gebruikt, zijn 2024, 6061 en 7075.

⚙️Alle drie deze aluminiumlegeringen kunnen een warmtebehandeling ondergaan om hun hardheid te verbeteren. Tandwielen gemaakt van aluminiumlegeringen omvattentandwielen, spiraalvormige tandwielen, kegelvormige tandwielen met rechte tandenen tandheugels.

4. Thermoplastische kunststoffen

⚙️Thermoplastieken zijn de beste keuze voor tandwielen waarbij gewicht het belangrijkste criterium is. Tandwielen gemaakt van kunststof kunnen worden bewerkt als metalen tandwielen; Sommige thermoplastische kunststoffen zijn echter beter geschikt voor productie via spuitgieten. Een van de meest voorkomende spuitgegoten thermoplastische materialen is acetaal. Dit materiaal wordt ook wel (POM) genoemd. Tandwielen kunnen van beide polymeren worden gemaakt. Dit kunnen zijntandwielen, spiraalvormige tandwielen, wormwielen, kegelvormige tandwielenen tandheugels.