Tìm kiếm vật liệu lý tưởng cho bánh răng

Khi thiết kế và chế tạo bánh răng, vật liệu sử dụng sẽ phụ thuộc vào loại bánh răng đang được chế tạo cũng như cách thức và vị trí sử dụng của nó.

Có rất nhiều loại nguyên vật liệu thường được sử dụng trong cấu trúc bánh răng, và mỗi loại vật liệu đều có những đặc tính cơ học tốt nhất và là sự lựa chọn tối ưu.Các loại vật liệu chính bao gồm hợp kim đồng, hợp kim sắt, hợp kim nhôm và nhựa nhiệt dẻo.

1. Hợp kim đồng

⚙️Khi nàothiết kế một bánh răngĐối với những vật liệu sẽ phải hoạt động trong môi trường ăn mòn hoặc cần có tính chất không nhiễm từ, hợp kim đồng thường là lựa chọn tốt nhất.

⚙️Ba loại hợp kim đồng phổ biến nhất được sử dụng trong bánh răng là đồng thau, đồng phốt pho và đồng nhôm.

⚙️Các bánh răng thường được làm bằng hợp kim đồng thau làbánh răng trụvà giá đỡ, và sẽ được sử dụng trong môi trường tải trọng thấp.

⚙️Đồng phosphor giúp cải thiện khả năng chống mài mòn và độ cứng của hợp kim. Khả năng chống ăn mòn và mài mòn cao hơn làm cho hợp kim đồng phosphor trở thành lựa chọn tuyệt vời cho các bộ phận truyền động có ma sát cao. Ví dụ:bánh răng trục vít

⚙️Đồng nhôm là hợp kim đồng thứ ba được sử dụng trong sản xuất bánh răng. Hợp kim đồng nhôm có khả năng chống mài mòn cao hơn so với hợp kim đồng phốt pho và cũng có khả năng chống ăn mòn vượt trội. Các loại bánh răng điển hình được sản xuất từ ​​hợp kim đồng nhôm bao gồm bánh răng xoắn chéo (bánh răng xoắn ốc) và bánh răng trục vít.

2. Hợp kim sắt

⚙️Khi mộtthiết kế bánh răngVì cần độ bền vật liệu vượt trội, hợp kim sắt là lựa chọn tốt nhất. Ở dạng thô, gang xám có thể được đúc và gia công thành bánh răng.

⚙️Có bốn loại hợp kim thép chính: thép cacbon, thép hợp kim, thép không gỉ và thép dụng cụ. Hợp kim thép cacbon được sử dụng cho hầu hết các loại bánh răng vì chúng dễ gia công, có khả năng chống mài mòn tốt, có thể tôi cứng, dễ tìm mua và tương đối rẻ.

⚙️Hợp kim thép cacbon có thể được phân loại tiếp thành thép cacbon thấp, thép cacbon trung bình và thép cacbon cao. Hợp kim thép cacbon thấp có hàm lượng cacbon dưới 0,30%. Hợp kim thép cacbon cao có hàm lượng cacbon lớn hơn 0,60%, và thép cacbon trung bình nằm ở giữa. Những loại thép này là lựa chọn tốt chobánh răng trụ, bánh răng xoắn ốc, giá đỡ bánh răng,bánh răng côn và trục vít.

3. Hợp kim nhôm

⚙️Hợp kim nhôm là một lựa chọn thay thế tốt cho hợp kim sắt trong các ứng dụng cần tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao. Lớp phủ bề mặt được gọi là thụ động hóa bảo vệ hợp kim nhôm khỏi quá trình oxy hóa và ăn mòn.

⚙️Hợp kim nhôm không thể sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao vì chúng bắt đầu biến dạng ở 400°F (khoảng 200°C). Các hợp kim nhôm thông dụng được sử dụng trong bánh răng là 2024, 6061 và 7075.

⚙️Cả ba hợp kim nhôm này đều có thể được xử lý nhiệt để tăng độ cứng. Các bánh răng làm từ hợp kim nhôm bao gồm:bánh răng trụ, bánh răng xoắn ốc, bánh răng côn thẳngvà giá để đồ.

4. Nhựa nhiệt dẻo

⚙️Nhựa nhiệt dẻo là lựa chọn tốt nhất cho các bánh răng khi trọng lượng là tiêu chí quan trọng nhất. Bánh răng làm từ nhựa có thể được gia công như bánh răng kim loại; tuy nhiên, một số loại nhựa nhiệt dẻo phù hợp hơn cho việc sản xuất bằng phương pháp ép phun. Một trong những loại nhựa nhiệt dẻo được ép phun phổ biến nhất là acetal. Vật liệu này còn được gọi là (POM). Bánh răng có thể được làm từ cả hai loại polymer này. Chúng có thể làbánh răng trụ, bánh răng xoắn ốc, bánh răng trục vít, bánh răng cônvà giá để đồ.