Longsheng

На этапе точной механической трансмиссии шестерни играют ключевую роль благодаря своим крошечным корпусам. Они похожи на ноты в точном механическом движении, и каждое вращение и каждый укус точно передают силу и движение. Однако за этим, казалось бы, простым механическим действием скрывается глубокое понимание и точный выбор материаловедения. Сегодня команда Longsheng проведет вас через обширный мир материаловедения, от традиционных металлических материалов до передовых композитных материалов, и раскроет тайну обработки материалов для обработки шестерен один за другим.

Что такое обработка шестерней?

Значение обработки шестерен относится к использованию сырья (обычно металлов, таких как сталь, чугун, алюминиевые сплавы и т. д.) с помощью ряда механических процессов обработки, таких как резка, шлифование, прокатка и т. д., для точного производства шестерен, отвечающих требованиям конструкции. процесс. Шестерня является важной частью механической трансмиссии. Он передает крутящий момент и вращательное движение через зацепление между зубьями, а также реализует преобразование и передачу механической энергии.

Какие материалы используются при обработке шестерней?

Существует множество материалов, которые можно использовать для производства шестерен с этими ключевыми свойствами. Ниже представлен обзор каждого материала и его уникальных преимуществ.

Чугун

Чугун является идеальным металлом для прецизионного изготовления шестерен благодаря своей превосходной износостойкости. Он может выдерживать многократный и непрерывный износ без повреждений. Еще одним важным преимуществом этого материала является то, что с его помощью можно легко изготавливать шестерни сложной формы и тонкой структуры с помощью методов литья. Хотя чугунные шестерни могут издавать относительно громкие шумы во время работы и имеют высокую шероховатость поверхности, это не влияет на их применение в конкретных областях. Обычно они используются в приложениях, которые меньше ориентированы на бесперебойную работу и больше ориентированы на долговечность и экономичность, например, в тяжелой технике, горнодобывающем оборудовании и т. д.

Сталь

Шестерни из стальных сплавов пользуются популярностью благодаря своей высокой прочности, благодаря процессу термообработки, которому они обычно подвергаются, что значительно повышает ударную вязкость и твердость шестерни, особенно в области зубьев. Шестерни из стальных сплавов выдерживают большие нагрузки и крутящие моменты, поэтому широко используются в различных системах трансмиссии. Среди них углеродистая сталь стала предпочтительным материалом для производства компонентов шестерней, таких как косозубые шестерни, цилиндрические шестерни, конические шестерни, червячные передачи и рейки, благодаря своим хорошим механическим свойствам и технологическим свойствам. Эти компоненты шестерен широко используются в автомобилестроении, машиностроении, аэрокосмической и других областях, обеспечивая стабильную и надежную передачу мощности для различных систем трансмиссии.

Латунь

Латунь представляет собой сплав меди и цинка. Производители могут использовать различные латунные сплавы для варьирования количества цинка в металле. Латунь с низким содержанием цинка более пластична, чем другие материалы, а медная основа делает металл антимикробным и легким в обработке. Латунные шестерни часто используются в цилиндрических шестернях или рейках для работы с малыми нагрузками.

Бронза

Помимо латуни, к другим медным сплавам относятся алюминиевая бронза и фосфористая бронза. Эти немагнитные шестерни лучше всего подходят для агрессивных сред.

Алюминиевая бронза сочетает в себе медь, алюминий, никель, железо и марганец. Этот сплав обладает отличной износостойкостью и коррозионной стойкостью, поэтому его можно использовать в высококоррозионных средах, таких как соленая вода, окисление и воздействие органических кислот. Кроме того, они способны выдерживать высокие нагрузки, что делает их идеальными для использования в червячных и косозубых зубчатых передачах.

Фосфористая бронза содержит комбинацию меди, олова и фосфора. Олово повышает прочность и коррозионную стойкость сплава, а фосфор повышает жесткость и износостойкость сплава. Таким образом, зубчатые колеса из фосфористой бронзы идеально подходят для сред с высоким коэффициентом трения, особенно червячных передач, поскольку материал устойчив как к трению, создаваемому колесом, так и к деградации, вызванной смазкой.

Алюминиевые сплавы

Штифтовые шестерни, изготовленные из алюминиевых сплавов, имеют защитную обработку поверхности, называемую пассивацией, для предотвращения коррозии и окисления. Наиболее распространенные алюминиевые сплавы, используемые для производства шестерней, включают 2024, 6061 и 7075. Независимо от марки, все алюминиевые шестерни лучше всего подходят для применения при низких и средних температурах, так как они начинают разрушаться при температуре около 400 ° F.

Порошковые металлы

Порошковый металл является одним из широко используемых материалов при обработке шестерен с такими преимуществами, как высокая прочность, хорошая износостойкость и высокая пластичность. К распространенным материалам металлического порошка относятся железный порошок, стальной порошок, порошок нержавеющей стали, порошок сплава и т. Д. Порошковый металл может быть переработан в шестерни с определенными формами и свойствами с помощью процесса порошковой металлургии, например, в зубчатых колесах порошковой металлургии. Этот процесс имеет преимущества высокой эффективности производства, высокой коэффициента использования материала и низкой стоимости, поэтому он широко используется в обработке шестерен .

Термопластиков

Термопласты также являются одним из наиболее часто используемых материалов при обработке шестерен с такими преимуществами, как малый вес, низкий уровень шума и отсутствие необходимости в смазке. К распространенным термопластичным материалам относятся полиоксиметилен (POM), нейлон, поли(-фенилентерефталамид) (PPA), жидкокристаллический полимер (LCP) и др. Термопласты могут быть переработаны в шестерни с помощью процессов литья, таких как литье под давлением и экструзия. Эти процессы обладают такими преимуществами, как высокая эффективность производства, низкая стоимость и простота в реализации автоматизированного производства. В то же время термопласты также пригодны для вторичной переработки и разлагаемости, что соответствует требованиям защиты окружающей среды.

Применение различных материалов при обработке шестерен

Выбор материала, являющегося ключевым компонентом системы трансмиссии, напрямую влияет на производительность, надежность и срок службы системы. Вот несколько примеров того, как различные материалы могут быть использованы при обработке шестерней:

1. Аэрокосмическая промышленность

В аэрокосмической промышленности облегчение веса является одной из важных целей проектирования трансмиссии. В результате при изготовлении шестерен широко используются легкие, высокопрочные материалы, такие как титан и композиты из углеродного волокна. Титан обладает отличной коррозионной стойкостью и высокотемпературными свойствами, способен выдерживать большие нагрузки и высокую скорость работы в экстремальных условиях. Композиты из углеродного волокна, с другой стороны, значительно снижают массу трансмиссии и улучшают общие характеристики благодаря своей чрезвычайно высокой удельной прочности и жесткости. Использование этих материалов позволяет аэрокосмическому оборудованию добиться более эффективного использования энергии при сохранении высокой производительности.

2. Промышленное оборудование

В области промышленного оборудования при выборе материалов для шестерен основное внимание уделяется высокой прочности, высокой износостойкости и коррозионной стойкости. Чугун часто используется для изготовления зубчатых колес в высоконагруженных трансмиссионных системах из-за его хороших литейных характеристик и износостойкости. Эти шестерни должны выдерживать большие ударные нагрузки и износ, а чугун может обеспечить хорошую усталостную прочность и износостойкость. Кроме того, нержавеющая сталь также широко используется в системах трансмиссии, которые должны противостоять влиянию агрессивных сред благодаря своей превосходной коррозионной стойкости.

3. Автомобильная промышленность

В автомобильной промышленности выбор шестерни очень важен, потому что он напрямую связан с эффективностью трансмиссии, топливной экономичностью и надежностью автомобиля. Благодаря своей высокой прочности, хорошей износостойкости и ударной вязкости, легированная сталь часто используется при изготовлении обычных шестерен и шестерен трансмиссионного вала в автомобильных трансмиссионных системах. Эти шестерни должны выдерживать высокие крутящие моменты и скорости, и в то же время обладать хорошей усталостной прочностью. Кроме того, с развитием тенденций легкого веса, легкие металлические материалы, такие как алюминиевые сплавы, постепенно используются в производстве автомобильных шестерен для снижения веса и расхода топлива всего автомобиля.

4. Бытовая электроника

В бытовой электронике зубчатые системы передачи небольших моторов и бытовой техники требуют небольших размеров, небольшого веса и низкого уровня шума. Поэтому пластиковые шестерни широко используются в этих устройствах благодаря своему легкому весу, низкой стоимости, простоте обработки и самосмазке. Пластиковые шестерни не только отвечают потребностям миниатюризации и легкого веса, но и снижают шум и вибрацию за счет специальной конструкции и оптимизации, а также улучшают общую производительность оборудования.

Каковы принципы выбора материалов для обработки зубчатых колес?

При выборе материалов для шестерен мы должны следовать следующим основным принципам, чтобы обеспечить наилучший баланс между производительностью шестерни, стоимостью, эффективностью производства и защитой окружающей среды:

• Чтобы соответствовать требованиям использования:Это требует от нас тщательного отбора материалов в соответствии с конкретными условиями работы шестерни, такими как скорость шестерни, размер груза и рабочая среда (например, температура, влажность, коррозионные газы и т. д.). Например, для шестерен с высокими скоростями следует выбирать материалы с отличной усталостной прочностью и износостойкостью; В случае тяжелых или ударных нагрузок прочность и ударная вязкость материала становятся основными факторами.
• Экономично и разумно:Исходя из предпосылки обеспечения того, чтобы производительность шестерни соответствовала требованиям использования, мы должны попытаться снизить стоимость производства для повышения конкурентоспособности продукта на рынке. Это включает в себя выбор доступных по цене и простых в доставке материалов, а также оптимизацию количества используемых материалов, чтобы избежать ненужных отходов.
• Простота обработки:Выбор материалов, которые легко обрабатывают и формуют, может не только повысить эффективность производства, но и еще больше снизить затраты. Например, некоторые материалы могут обладать хорошими режущими свойствами, что делает процесс обработки более плавным для шестерен, снижает износ инструмента и время обработки.
• Экологичность:При выборе материала для обработки шестерен мы должны полностью учитывать защиту окружающей среды и экологичность материала. Это означает, что мы должны отдавать предпочтение материалам, которые оказывают меньшее воздействие на окружающую среду, например, тем, которые подлежат переработке, разложению или имеют более низкое энергопотребление в производственном процессе. Это не только способствует снижению загрязнения окружающей среды, но и способствует «зеленому» развитию и социальной ответственности предприятий.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

1. Из каких материалов изготавливается шестерня?

К распространенным материалам для шестерен относятся сталь, чугун, цветные металлы (например, медные сплавы, алюминиевые сплавы и т. д.) и неметаллические материалы (такие как пластик, нейлон, смолы и т. д.). Выбор конкретного материала зависит от таких факторов, как условия работы, требования к производительности и стоимость шестерни.

2. Какие материалы используются для изготовления валов?

Обычно используемые материалы для валов включают сталь, чугун, алюминиевый сплав и неметаллические материалы. Сталь: высокая прочность, высокая твердость, высокая износостойкость, подходит для передачи вала в суровых условиях работы, таких как большая нагрузка, высокая скорость, высокая температура и т. Д. К распространенным сталям относятся сталь 45#, сталь 40Cr и т. Д. Чугун: низкая стоимость, хорошая износостойкость, хорошая ударопрочность, но низкая прочность, подходит для передачи вала в таких условиях, как низкая скорость, малая нагрузка и низкая температура. К распространенным чугунам относятся серый чугун, высокопрочный чугун и т. Д. Алюминиевый сплав: легкий, высокопрочный, устойчивый к коррозии, подходит для передачи на валу, требующей легкости в таких условиях, как высокая скорость, низкая нагрузка и низкая температура. К распространенным алюминиевым сплавам относятся 6061-Т6, 7075-Т6 и др. Неметаллические материалы: такие как композитные материалы из углеродного волокна, керамика и т. Д., Обладают такими преимуществами, как легкий вес, высокая твердость, сильная коррозионная стойкость и хорошая виброустойчивость, но стоимость высока и легко подвержена влиянию теплового расширения, и подходит для передачи вала с особыми высокими требованиями к производительности.

3. Из каких материалов изготовлена рейка и шестерня?

Выбор материала для реечной передачи обычно аналогичен выбору шестерен и также зависит от таких факторов, как условия работы, требования к производительности и стоимость. Обычно используемые материалы включают сталь, чугун, цветные металлы и неметаллические материалы.

4. Из каких 4 компонентов состоит рейка и шестерня?

Рейки и шестерни обычно состоят из следующих четырех основных частей: (1) Поверхность зубьев: ключевая часть рейки и шестерни, форма зубьев и зацепление которой определяют эффективность и плавность передачи. (2) Обод: часть наружного диаметра рейки и шестерни, обычно используемая для повышения жесткости и несущей способности шестерни. (3) Ступица: Для шестерни ступица является основной частью шестерни, обычно состоящей из корпуса ступицы и посадочного места подшипника. (4) Другие вспомогательные детали: такие как подшипники, валы, уплотнения и т. д., эти детали также имеют решающее значение для передачи реек и шестерен. Подшипники являются важными компонентами, которые поддерживают вал шестерни и снижают влияние осевых и радиальных сил на шестерню; вал – это деталь, которая соединяет ступицу шестерни и трансмиссионное устройство, передает мощность и несет осевые и радиальные силы; Уплотнения используются для предотвращения утечки смазки и попадания примесей в систему зубчатой передачи.

Сводка

К распространенным материалам для шестерен относятся сталь, чугун, цветные металлы (например, медные сплавы, алюминиевые сплавы и т. д.) и неметаллические материалы (такие как пластик, нейлон, смолы и т. д.). Выбор конкретного материала зависит от таких факторов, как условия работы, требования к производительности и стоимость шестерни. Материал обработки шестерни должен быть выбран в соответствии с конкретными условиями использования и требованиями к производительности. Сталь является одним из наиболее часто используемых материалов благодаря своим хорошим комплексным эксплуатационным характеристикам; Неметаллические материалы, такие как пластмассы и композитные материалы, обладают уникальными преимуществами в определенных конкретных случаях; Материалы из специальных сплавов подходят для использования в экстремальных условиях. Разумно подбирая материалы, можно гарантировать, что шестерня будет иметь хорошие характеристики трансмиссии и срок службы.

Отказ

Содержание этой страницы носит справочный характер.Луншэнне дает никаких явных или подразумеваемых заверений или гарантий в отношении точности, полноты или действительности информации. Никакие эксплуатационные параметры, геометрические допуски, специфические конструктивные особенности, качество и тип материала или качество изготовления не должны подразумевать то, что сторонний поставщик или производитель будет поставлять через сеть Longsheng. Это ответственность покупателяПоиск коммерческого предложения на запчастидля определения конкретных требований к этим деталям.ПожалуйстаСвяжитесь с намидля получения дополнительной информацииинформация.

Команда LS

Эта статья была написана несколькими авторами Longsheng. Longsheng является ведущим ресурсом в производственном секторе, сОбработка с ЧПУ,Изготовление листового металла,3D-печать,литье под давлением,Штамповкии многое другое.