Longsheng

Передачаявляется широко используемым компонентом трансмиссии вмеханическое оборудование, а эксплуатационные характеристики снаряжения тесно связаны с выбранными материалами. При изготовлении зубчатых колес на заказ выбор материалов имеет решающее значение, поскольку он не только определяет механические характеристики и срок службы зубчатых колес, но и напрямую влияет на общую производительность и эксплуатационную эффективность оборудования.

Поэтому мы должны не только соответствовать основным требованиям высокой прочности, высокой износостойкости и высокой усталостной прочности, но и учитывать обрабатываемость и экономичность материала. Поэтому важно изучить наиболее подходящие материалы для нестандартных зубчатых колес, чтобы оптимизировать производительность оборудования, снизить затраты и повысить эффективность производства.

Из каких материалов изготовлено оборудование?

1.сталь

• Кованая сталь: обычно используются углеродистые или легированные стали с содержанием углерода от 0,15% до 0,6%. Для зубчатых колес, требующих меньшей прочности, скорости и точности, используйте мягкую поверхность зубьев (твердость ≤ 350HBS) для удобстваЗуборезкаШестерни, требующие прецизионной механической обработки, обычно изготавливаются из легированной стали для повышения твердости и износостойкости поверхности зуба.
• Литая сталь: хорошая износостойкость и прочность. Когда конструкция зубчатого колеса больше, обычно используется литая сталь.

2.чугун

Чугунные шестерни в основном используются в ситуациях, когда прочность и износостойкость не требуются. Серый чугун обладает хорошей адгезией и коррозионной стойкостью. Серый чугун или чугун с шаровидным графитом является распространенным выбором для открытых низкоскоростных приводных механизмов.

 3.Медные сплавы

• Латунь (H62): Хорошая электропроводность, умеренная износостойкость, низкая стоимость.
• Бериллиевая бронза (C17000): сверхвысокий модуль упругости (125 ГПа) с отличной усталостной прочностью.

4.Неметаллические материалы

Для высокоскоростного, легкого и низкоточного зубчатого привода шестерни обычно изготавливаются из неметаллических материалов, таких как ткань, пластик и нейлон, для снижения шума.

Каковы свойства материалов зубчатых колес?

1. Механические свойства

• Прочность: Шестерня должна выдерживать большую нагрузку во время использования, поэтому материал должен обладать высокой прочностью, включая прочность на разрыв, предел текучести и т. Д., Чтобы гарантировать, что шестерня не будет легко деформироваться и сломаться при длительном использовании.
• Твердость: Твердость поверхности зубьев является ключевым фактором, влияющим на износостойкость и срок службы зубчатой передачи. Надлежащая твердость может повысить износостойкость и продлить срок службы зубчатых колес.
• Упругость: способность материала сопротивляться разрушению при ударе. Шестерни могут подвергаться различным ударамНагрузка во время использования, поэтому материал должен быть гибким, чтобы зубчатая передача не была склонна к растрескиванию при ударе.

2. Производительность процесса

Хорошая производительность обработки может снизить производственные затраты и повысить эффективность производства. Например, серый чугун легко отливать и резать, поэтому его часто используютДля изготовления требуется шестерня, не требующая высокой прочности.

3. Экологические показатели

• Стойкость к истиранию: Стойкость к истиранию составляетМатериал зубчатых колесШестерни часто изнашиваются парами во время использования, поэтому материал должен быть износостойким, чтобы уменьшить износ и продлить срок службы. Например, полиамидные (нейлоновые) шестерни обладают износостойкостью, и только металлические шестерни 1/5-1/10 обладают хорошей износостойкостью после длительных пробегов.
• Коррозионная стойкость: он может поддерживать хорошие рабочие характеристики при высокой температуре, высокой влажности и других условиях, а также обладает отличной химической коррозионной стойкостью, которая подходит для систем передачи в агрессивных средах.

4. Характеристики термической обработки

Термическая обработка улучшает механические свойства и твердость твердости поверхности зуба. ТермообработкиВключая закалку, отпуск, цементацию и азотирование.

В каких отраслях промышленности нужны специальные зубчатые колеса?

• Промышленные машины и оборудование:Станки, краны, печатные машины и другое промышленное оборудование. Оборудование предъявляет различные требования к точности, износостойкости и грузоподъемности зубчатых колес, поэтому зубчатые колеса должны быть настроены в соответствии с конкретными требованиями.

• В автомобильном секторе:Чтобы добиться передачи мощности и регулирования скорости, необходимо использовать высокоточные передачи для трансмиссии и дифференциала скоростей. Специализированные решения по коробке передач могут обеспечить передачи, отвечающие конкретным требованиям, для повышения эффективности трансмиссии автомобиля и устойчивости при движении.

• Аэрокосмическая отрасль:Существуют чрезвычайно высокие требования к точности, материалу, обработке поверхности и так далее зубчатого колеса. Индивидуальные решения по редукторам могут удовлетворить эти особые потребности и обеспечить стабильность и надежность системы трансмиссии самолета.

• Робототехника и автоматизация:Шарниры роботов, трансмиссии и другие компоненты требуют высокоточных передач для точного управления движением. Специализированные зубчатые колеса могут удовлетворить особые требования робота с точки зрения размера зубчатого колеса, веса и точности.

Какие методы обработки задействованы в процессе изготовления зубчатых колес?

Заготовка сырья

1. Ковка/литье

• Ковка: Используется для высоконагруженных шестерен (например, автомобильных трансмиссий) для выдавливания металлических заготовок через матрицу для увеличения плотности материала.
• Литье в песчаные формы:Экономично подходит для чугунных зубчатых колес малого и среднего размера (например, редукторов).
• Прецизионное литье (например, EPC-литье): используется для зубчатых колес со сложной структурой или тонкими стенками для уменьшения постобработки.

2. Прокатка/экструзия

• Черновая обработка зубчатых колес горячей прокатки: черновая обработка длинных валовых зубчатых колес (например, железнодорожных колес) производится путем непрерывной прокатки.
• Холодная экструзия: подходит для:Шестерни из алюминиевого сплава, что позволяет повысить прочность материала и уменьшить количество резания.

3. Порошковая металлургия

Компрессионное спекание: используется для обработки огнеупорных материалов (например, зубчатых колес из титанового сплава) или зубчатых колес сложной формы, с коэффициентом использования материала более 95%.

Обработка зубьев (черновая и полупрецизионная обработка)

1. Формовка и обработка

• Варочная панель: Вращающаяся варочная поверхность непрерывно входит в зацепление с заготовкой, чтобы вырезать эвольвентную форму зуба. Высокая эффективность (для массового производства), точность IT7~IT9, шероховатость поверхности Ra 3,2~6,3 μ м.
• Вид:Возвратно-поступательный зубофрезерный инструмент для зацепления заготовки, подходит для обработки внутренних зубчатых колес или нестандартных профилей зубьев. Высокая гибкость, но менее эффективна, чем зубофрезерование.
• Измельчение:Многолезвийная фреза режет в соответствии с профилем зуба и подходит для единичного или мелкосерийного производства. Тем не менее, он легко вибрирует и не очень точен (IT9 ~ IT10).

2 Специальное обращение

• Разрядные провода: Сложные внутренние отверстия или нестандартные зубчатые колеса, используемые для обработки материалов с высокой твердостью, таких как закаленная сталь.
• 3D-печать(Аддитивное производство): плавление в порошковом слое (SLS/DLP) или струя металлического связующего. Возможность быстрого изготовления облегченных прототипов (более чем на 50% уменьшение решетчатой структуры).

Прецизионная обработка и обработка поверхности

1. Технология прецизионной обработки

• Шлифование: шлифование заготовки шлифовальным кругом для коррекции деформации термообработки и улучшения гладкости поверхности.
• Хонингование: Мягкий хонинговальный круг находится в незначительном контакте с твердой поверхностью для устранения микрошероховатости и снижения шума. Улучшите контакт зубов на 10-15 децибел.
• Бритвы: бритвы с тонким лезвием микрорезают незакаленные шестерни для коррекции зазора между боковыми зубьями. Однако он подходит только для мягких поверхностей зубьев (например, закаленных и отпущенных сталей).

2.Процесс обработки поверхности

• Термообработки

Науглероживание и закалка: Повышает твердость поверхности (HRC58-62) и продлевает износостойкость.

Азот: низкотемпературная обработка (500-550°C), твердость поверхности HV800-1000.

Закалка и отпуск: Закалка + высокотемпературный отпуск для улучшения ударной вязкости ядра.

• Технология нанесения покрытий

Физическое осаждение из газовой фазы (PVD): Например, для покрытий TiN, коэффициент трения снижается до 0,1-0,15.

Термическое напыление: покрытие WC Co повышает стойкость к истиранию в 5-10 раз.

• Химическая обработка

Фосфатирование/воронение: Повышает коррозионную стойкость редукторов с малой нагрузкой.

Постобработка и контроль

1. Отделка и полировка

Используйте щетку или химический растворитель для удаления остатков обработки и улучшения гладкости поверхности.

2. Обнаружение вибрации и динамическая балансировка

• Тест на динамическую балансировку: Коррекция высокоскоростных вращающихся шестерен, например, дисбаланса ступичных шестерен.
• Проверка зубов: использованиеКИМ или тестер зубчатых колес.

3. Покраска и упаковка

Антикоррозийная обработка: покраска, гальванизация или фосфатирование для продления срока службы.

Какие факторы следует учитывать при выборе материала для кастомной передачи?

1. Основные технические факторы

Требования к эксплуатационным характеристикам

• Механические свойства: прочность на разрыв, предел текучести, усталостный предел (например, науглероженная сталь для тяжелых нагрузок,нейлондля легких нагрузок), ударопрочность (например, горнодобывающее оборудование, требующее материалов с высокой прочностью).
• Стойкость к истиранию: твердость поверхности (HRC58 или выше) и покрытия (например, WC Co) могут продлить срок службы.
• Коррозионная стойкость: Коррозионностойкие материалы, такие как нержавеющая сталь (316L) или PEEK, требуются во влажных/химических средах.

Совместимость с процессом

• Трудности обработки: сталь может бытьПрокатка/шлифовка, но деформацию нужно контролировать с помощью термической обработки. Нейлон должен быть отлит под давлением и контролировать усадку.
• Обработка поверхности: науглероживание и закалка, PVD-покрытие и другие технологии предъявляют высокие требования к материалам.

2. Экономические и стоимостные факторы

• Стоимость: Стоимость различных материалов сильно варьируется, и вам нужно выбрать правильный материал в соответствии с вашими фактическими потребностями и бюджетом. Минимизируйте затраты на материалы, обеспечивая при этом высокую производительность.
• Производительность: Разные материалы имеют разную сложность обработки и эффективность. Например, точность обработки твердых зубчатых колес очень высока, а такие методы прецизионной обработки, как:Шлифовка зубьев, что приведет к увеличению производственных затрат и циклов. Поэтому при выборе материалов необходимо учитывать их влияние на продуктивность.

3. Факторы сценария применения

Тип сценария	Выбор критически важных материаловпринцип	Типичные материалы
Высокоскоростная прецизионная коробка передач	Высокая твердость и низкий коэффициент трения	Дышащая углеродистая сталь, покрытие POM+
Условия удара при тяжелых нагрузках	Высокая ударная вязкость и усталостная прочность	Легированная сталь (38CrMoAl), чугун
Требования к легкости	Низкая плотность, высокий модуль упругости	Алюминиевый сплав, композитные материалы из углеродного волокна
Недорогое массовое производство	Простые процессы и стабильная цепочка поставок	HT250 серый чугун PA6

Тематические исследования.

Актуальность: Кастомизация редукторов RV для промышленных роботов.

Компании, производящей промышленных роботов, необходимо кастомизировать планетыРедуктор RV в комплекте(модуль 2 мм, внешний диаметр Φ 12 мм, массовое производство 10 000 штук) имеет следующие основные требования:

• Высокая точность: зазор зацепления зубчатой пары составляет ≤ 5 μ м (допуск уровня IT5).
• Малый вес: одиночная передача ≤ 8 грамм.
• Низкая стоимость: 500 000 долларов США общая стоимость ≤ (включая материалы, обработку и тестирование).

Выбор материала:

1. Сравнение материалов сердцевины

материал	Плотность (г/см³)	Прочность на разрыв (МПа)	Стоимость ($/кг)	Сложность обработки
Науглероженная сталь 20CrMnTi	7.85	1080	120	★★★
Алюминиевый сплав 7075-T6	2.8	570	60	★★★★
Армированный пластик POM-CF30	1.4	160	80	★★

2. Окончательный план выбора материала

• Основные материалы:Алюминиевый сплав 7075-T6(Имеет очевидные преимущества в легком весе, а плотность составляет всего 1/3 от стали);
• Обработка поверхности: Покрытие из углеродистой стали (толщина 0,05 мм, повышение износостойкости и контактной твердости до HRC60).
• Критерии выбора: алюминиевый сплав соответствует требованиям легкого веса (одинарный вес ≤ 7,5 г), науглероживающий слой для обеспечения износостойкости, стоимость материала на 40% ниже, чем у чистой стали, эффективность обработки с ЧПУ выше (скорость резки увеличена на 30%).

Обработка на станках с ЧПУ:

1. Структурное проектирование

• Топологическое снижение веса: производство сотовых полых конструкций с уменьшением расхода материала на 20% и снижением веса с 12 грамм до 7,5 грамм;
• Управление цепью допусков: погрешность формы зубьев контролируется с точностью до ± 1,2 мкм с помощью многоосевого одновременного программирования.

2. Процесс обработки с ЧПУ

процесс	оборудование	Ключевые параметры	функция
Черновая обработка	Пятиосевой фрезерный станок с ЧПУ	Скорость резки 800 м/мин, скорость подачи 0,1 мм/об.	Быстро удаляйте лишние детали для обеспечения стабильности размеров.
Полупрецизионная обработка	Внутренние и наружные круглошлифовальные станки	Точность IT7, шероховатость поверхности Ra0,8 μ м.	Повышение точности базы зубчатого колеса.
Прецизионная обработка	Зубофрезерный станок + зубошлифовальный станок	Погрешность шага зубофрезерования ≤ 0,5 μ м, зазор коррекции шлифовки достигает 4,8 μ м.	Достижение точности построения сетки на уровне IT5.
Поверхностная обработка	Вакуумная печь для цементации + пескоструйная обработка	Глубина науглероженного слоя составляет 0,08 мм, а твердость поверхности – HRC62.	Повышает стойкость к истиранию и усталости.

• Благодаря встраиванию в процесс зубофрезерования датчика температуры для контроля температуры инструмента в режиме реального времени (с точностью до ± 0,5 °C) совокупная погрешность шага снижается с 1,8 μ м до 0,9 μ м.
• Использование передаточного приспособления для обработки 4 передач за один процесс зажима сокращает время смены инструмента на 30%.

Контроль затрат:

1. Управление материальными затратами

• Централизованные закупки: долгосрочное соглашение с поставщиками алюминия, цена за единицу снижена с 60 долларов США/кг до 53 долларов США/кг;
• Переработка лома: Процесс порошковой металлургии увеличивает коэффициент восстановления до 95%.

2. Контроль затрат на обработку

Статьи затрат	обработка
Время обработки единичных деталей	8 минут
Затраты на оснастку	8 000 долларов США
Клочок	1.5%

3. Стоимость тестирования

• Поточная измерительная система: для обнаружения используется лазерный интерферометрЗазор в шлифовальных зубьяхИзбегайте крупногабаритного брака в режиме реального времени.
• Статистический контроль процесса: анализируйте распределение ключевых размеров с помощью соответствующего программного обеспечения для обработки данных, чтобы сократить частоту комплексных проверок на 20%.

4. Учет общей стоимости

проект	измерять	пропорция
Затраты на материалы	265 000 долларов США	53%
Затраты на обработку	155 000 долларов США	31%
Испытания и оснастка	45 000 долларов США	9%
Резервы на случай непредвиденных обстоятельств	35 000 долларов США	7%
итог	500 000 долларов США	100%

Этот случай показывает, что благодаря сочетанию инноваций в материалах и оптимизации процессов,Кастомизация промышленного роботизированного оборудованияОн может достигать целей по контролю затрат, отвечая требованиям высокой точности и легкости, а также предоставлять многоразовые решения для производства высокотехнологичного оборудования.

Преимущества совместной работыЛС?

• Ценность:Компания предоставляет проектную документацию, мы подбираем лучшие материалы и процессы, а также высылаем вам конкурентоспособное коммерческое предложение.
• Точность и качество:Мы располагаем самым современным оборудованием и строгими мерами контроля качества, чтобы гарантировать, что каждый компонент соответствует самым высоким стандартам. Мы сертифицированы по стандарту ISO 9001 для обеспечения стабильного качества и надежности.
• Быстрая доставка:Благодаря эффективным производственным процессам и передовым логистическим системам, мы можем доставить вам груз в кратчайшие сроки.

Сводка

когдаНестандартные передачиЛучший выбор материала должен основываться на конкретном применении, требованиях к производительности и бюджете. Сталь, особенно кованая, предпочтительна для широкого спектра применений благодаря своей высокой прочности, ударопрочности и термообработке. Тем не менее, в особых условиях, таких как высокоскоростная оптическая передача нагрузки, неметаллические материалы, такие как нейлон и ламинированное дерево, также предпочтительны из-за их легкого веса и низкого уровня шума. Кроме того, для высокотемпературных и коррозионных сред следует выбирать специальные материалы, устойчивые к высоким температурам и коррозии. Короче говоря, оптимизацию материалов зубчатых колес необходимо рассматривать в соответствии с фактическими потребностями.

Отказ

Содержание этой страницы носит исключительно информационный характер.Серия LSНе делается никаких заявлений или гарантий любого рода, явных или подразумеваемых, в отношении точности, полноты или действительности информации. Не следует делать вывод о том, что эксплуатационные параметры, геометрические допуски, специфические конструктивные особенности, качество и тип материала или качество изготовления, которые сторонний поставщик или производитель предоставит через сеть Longsheng. Это ответственность покупателяЗапросить коммерческое предложение на запчастидля определения конкретных требований к этим деталям.ПожалуйстаСвяжитесь с намиПодробнееЭФОрмация.

Команда LS

LS — ведущая компания в отраслиСосредоточьтесь на индивидуальных производственных решениях. Обладая более чем 20-летним опытом обслуживания более 5 000 клиентов, мы уделяем особое внимание высокой точностиОбработка с ЧПУ,Изготовление листового металла,3D-печать,Литье под давлением,Штамповкии другие комплексные производственные услуги.
Наш завод оснащен более чем 100 современными 5-осевыми обрабатывающими центрами и сертифицирован по стандарту ISO 9001:2015. Мы предоставляем быстрые, эффективные и высококачественные производственные решения клиентам в более чем 150 странах мира. Будь то мелкосерийное производство или массовая кастомизация, мы можем удовлетворить ваши потребности с самой быстрой доставкой в течение 24 часов. выбиратьТехнология LSЭто означает выбор оперативности, качества и профессионализма.
Чтобы узнать больше, посетите наш сайт:www.lsrpf.com

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

1. Могут ли пластиковые шестерни заменить металлические?

Пластиковые шестерни могут частично заменить металлические шестерни при определенных условиях, но не во всех случаях. Пластиковые шестерни имеют преимущества легкого веса, низкого уровня шума, отсутствия смазки и высокой коррозионной стойкости. Однако пластиковые шестерни, как правило, не такие прочные, термостойкие и долговечные, как металлические.

2. Какие материалы редукторов соответствуют экологическим требованиям?

Нейлоновые шестерни считаются экологически чистым материалом благодаря своим нетоксичным свойствам, отсутствию запаха и пригодности для вторичной переработки. Нейлоновые шестерни широко используются в самых разных отраслях промышленности, потому что они не только обладают отличной термостойкостью, ударной вязкостью и химической стойкостью, но и могут сохранять стабильность в различных суровых условиях.

3. Как предотвратить точечную коррозию шестерни?

Выбирайте высокопрочные материалы для зубчатых передач с высокой твердостью, используйте соответствующие смазочные масла и контролируйте их температуру для снижения трения и износа. За счет повышения точности обработки и гладкости поверхности можно снизить концентрацию поверхностного напряжения зуба и образование микротрещин.

4. Какой материал редуктора имеет самый длительный срок службы?

Науглероженная сталь обычно считается самой долговечной среди материалов зубчатых передач, особенно в высокоточных промышленных условиях с высокой нагрузкой. Для экстремальных условий, таких как высокая температура и сильная коррозия, можно рассмотреть специальные материалы, такие как керамика и титановые сплавы. Выбор фактических материалов должен быть сбалансирован с учетом конкретных условий эксплуатации, бюджетов затрат и требований к малому весу.

Ресурс

Производство зубчатых колес

Зубофрезерование

Трансмиссия (механическая)