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Au stade de précision de la transmission mécanique, les engrenages jouent un rôle central avec leurs minuscules corps. Ils sont comme des notes dans un mouvement mécanique de précision, et chaque rotation et chaque morsure transmet avec précision la puissance et le mouvement. Cependant, derrière cette action mécanique apparemment simple, il y a une perspicacité profonde et une sélection précise de la science des matériaux. Aujourd'hui, l'équipe Longsheng vous guidera à travers le vaste monde de la science des matériaux, des matériaux métalliques traditionnels aux matériaux composites de pointe, et dévoile le mystère des matériaux d'usinage des engins un par un.
Qu'est-ce queengrenageUsinage?
La signification de l'usinage des équipements fait référence à l'utilisation de matières premières (généralement des métaux, tels que l'acier, la fonte, les alliages en aluminium, etc.) à travers une série de processus d'usinage mécanique, tels que la coupe, le broyage, le roulement, etc., pour produire avec précision des équipements qui répondent aux exigences de conception. processus. L'équipement est une partie importante du système de transmission mécanique. Il transmet le couple et le mouvement de rotation par le maillage entre les dents et réalise la conversion et la transmission de l'énergie mécanique.
Quels matériaux sont utilisés dansengrenageUsinage?
Il existe une variété de matériaux qui peuvent être utilisés pour produire des engrenages avec ces propriétés clés. Vous trouverez ci-dessous un aperçu de chaque matériau et de ses avantages uniques.
Fonte
La fonte est un métal idéal pour la fabrication de l'engrenage de précision en raison de son excellente résistance à l'usure. Il peut résister à l'usure répétée et continue sans dommage. Un autre avantage majeur de ce matériau est qu'il peut facilement produire des engrenages avec des formes complexes et des structures fines grâce à des méthodes de coulée. Bien que les engrenages en fonte puissent produire des bruits relativement forts pendant le fonctionnement et avoir une rugosité de surface élevée, cela n'affecte pas leur application dans des champs spécifiques. Ils sont généralement utilisés dans des applications moins axées sur le fonctionnement en douceur et plus axées sur la durabilité et la rentabilité, telles que les machines lourdes, l'équipement minière, etc.
Acier
Les engrenages en alliage en acier sont favorisés pour leur haute résistance, grâce au processus de traitement thermique qu'ils subissent généralement, ce qui améliore considérablement la ténacité et la dureté de l'équipement, en particulier dans la zone dentaire. Les engrenages en alliage en acier peuvent supporter de grandes charges et couples, ils sont donc largement utilisés dans divers systèmes de transmission. Parmi eux, l'acier au carbone est devenu le matériau préféré pour la production de composants d'engrenages tels que les engrenages hélicoïdaux, les engrenages à éperon, les engrenages conduits, les engrenages de visages et les racks en raison de ses bonnes propriétés mécaniques et de ses propriétés de traitement. Ces composants d'engrenages sont largement utilisés dans l'automobile, les machines, l'aérospatiale et d'autres champs, fournissant une transmission de puissance stable et fiable pour divers systèmes de transmission.
Laiton
Le laiton est un alliage de cuivre et de zinc. Les fabricants peuvent utiliser différents alliages de laiton pour varier la quantité de zinc dans le métal. Le laiton à faible teneur en zinc est plus ductile que les autres matériaux, et la base de cuivre rend l'antimicrobien métallique et facile à machine. Les engrenages en laiton sont souvent utilisés dans des engrenages ou des racks pour des applications à faible chargement.
Bronze
En plus du laiton, les autres alliages de cuivre comprennent le bronze en aluminium et le bronze phosphoreux. Ces engrenages non magnétiques sont les mieux adaptés aux environnements corrosifs.
Le bronze en aluminium combine le cuivre, l'aluminium, le nickel, le fer et le manganèse. Cet alliage a une excellente résistance à l'usure et à la corrosion, il peut donc être utilisé dans des environnements hautement corrosifs tels que l'eau salée, l'oxydation et l'exposition à l'acide organique. De plus, ils sont capables de résister à des environnements de grande charge, ce qui les rend idéaux pour une utilisation dans les verres et les engrenages hélicoïdaux.
Le bronze au phosphore contient une combinaison de cuivre, d'étain et de phosphore. L'étain augmente la résistance de l'alliage et la résistance à la corrosion, tandis que le phosphore augmente la rigidité et la résistance à l'usure de l'alliage. Par conséquent, les engrenages en bronze de phosphore sont idéaux pour les environnements à haute friction, en particulier les engrenages de vers, car le matériau résiste aux deux frottements générés par la roue et la dégradation causées par la lubrification.
Alliages en aluminium
Les engrenages d'épingle fabriqués à partir d'alliages d'aluminium ont un traitement de surface protecteur appelé passivation pour empêcher la corrosion et l'oxydation. Les alliages en aluminium les plus courants utilisés pour produire des engrenages comprennent 2024, 6061 et 7075. Quelle que soit la note, tous les engrenages en aluminium sont les mieux adaptés aux applications à température basse à modérées, car elles commencent à se dégrader à environ 400 ° F.
Métaux en poudre
Le métal en poudre est l'un des matériaux couramment utilisés dans le traitement des engins, avec des avantages tels que la haute résistance, une bonne résistance à l'usure et une forte plasticité. Les matériaux de poudre en métal commun comprennent la poudre de fer, la poudre en acier, la poudre en acier inoxydable, la poudre en alliage, etc. Le métal en poudre peut être transformé dans des engrenages avec des formes et des propriétés spécifiques par le processus de métallurgie de la poudre, tels que les engrenages de métallurgie de la poudre. Ce processus présente les avantages d'une efficacité de production élevée, d'un taux d'utilisation élevé des matériaux et d'un faible coût, il est donc largement utilisé dans l'usinage des équipements.
Thermoplastique
Les thermoplastiques sont également l'un des matériaux couramment utilisés dans l'usinage de l'engrenage, avec des avantages tels que le poids léger, le faible bruit et aucun besoin de lubrification. Les matériaux thermoplastiques courants comprennent le polyoxyméthylène (POM), le nylon, le poly (p-phénylène téréphtalamide) (PPA), le polymère de cristal liquide (LCP), etc. Les thermoplastiques peuvent être traités dans des engrenages à travers des processus de moulage tels que le moulage et l'extrusion d'injection. Ces processus présentent les avantages d'une efficacité de production élevée, d'un faible coût et d'une production automatisée facile à réaliser. Dans le même temps, les thermoplastiques sont également recyclables et dégradables, répondant aux exigences de protection de l'environnement.
L'application de différents matériaux dansengrenageusinage
En tant que composant clé du système de transmission, le choix du matériel affecte directement les performances, la fiabilité et la durée de vie du système. Voici quelques exemples de la façon dont les différents matériaux peuvent être utilisés dans l'usinage des engins:
1. Industrie aérospatiale
Dans l'industrie aérospatiale, la légèreté est l'un des objectifs importants de la conception de la transmission. En conséquence, les matériaux légers et à haute résistance tels que les composites en titane et en fibre de carbone sont largement utilisés dans la fabrication des engrenages. Le titane a une excellente résistance à la corrosion et des propriétés à haute température, et est capable de supporter des charges lourdes et un fonctionnement à grande vitesse dans des environnements extrêmes. Les composites en fibre de carbone, en revanche, réduisent considérablement la masse de la transmission et améliorent les performances globales avec leur résistance et leur rigidité spécifiques extrêmement élevées. L'utilisation de ces matériaux permet à un équipement aérospatial d'obtenir une consommation d'énergie plus efficace tout en maintenant des performances élevées.
2. Machines industrielles
Dans le domaine des machines industrielles, la sélection de matériaux pour les engrenages se concentre principalement sur une résistance élevée, une résistance à l'usure élevée et une résistance à la corrosion. La fonte est souvent utilisée pour fabriquer des engrenages dans des systèmes de transmission à haute charge en raison de ses bonnes performances de coulée et de sa résistance à l'usure. Ces engrenages doivent résister à de grandes charges d'impact et à l'usure, et la fonte peut fournir une bonne résistance à la fatigue et une résistance à l'usure. De plus, l'acier inoxydable est également largement utilisé dans les systèmes de transmission qui doivent résister à l'influence des environnements corrosifs en raison de son excellente résistance à la corrosion.
3. Industrie automobile
Dans l'industrie automobile, la sélection des équipements est très critique car elle est directement liée à l'efficacité de la transmission, à l'économie de carburant et à la fiabilité de la voiture. En raison de sa forte résistance, de sa bonne résistance à l'usure et de sa ténacité, l'acier en alliage est souvent utilisé dans la fabrication d'engrenages ordinaires et de vitesses d'arbre de transmission dans les systèmes de transmission automobile. Ces engrenages doivent résister à des couples et des vitesses élevés, et en même temps avoir une bonne résistance à la fatigue. De plus, avec le développement de tendances légères, des matériaux métalliques légers tels que les alliages d'aluminium sont progressivement utilisés dans la fabrication de vitesses automobiles pour réduire le poids et la consommation de carburant de l'ensemble du véhicule.
4. Électronique grand public
Dans l'électronique grand public, les systèmes de transmission des engrenages des petits moteurs et des appareils domestiques nécessitent une petite taille, un poids léger et un faible bruit. Par conséquent, les engrenages en plastique sont largement utilisés dans ces appareils en raison de leur poids léger, de leur faible coût, de leur traitement facile et de leur auto-lubrification. Les engrenages en plastique répondent non seulement aux besoins de la miniaturisation et du léger, mais réduisent également le bruit et les vibrations grâce à la conception et à l'optimisation spéciales, et améliorer les performances globales de l'équipement.
Quels sont les principes de sélection pourengrenageMatériaux d'usinage?
Lors de la sélection des matériaux pour les engrenages, nous devons suivre les principes de base suivants pour assurer le meilleur équilibre entre les performances de l'engrenage, le coût, l'efficacité de la production et la protection de l'environnement:
·Pour répondre aux exigences d'utilisation:Cela nous oblige à sélectionner soigneusement les matériaux en fonction des conditions de travail spécifiques de l'équipement, telles que la vitesse de l'équipement, la taille de la charge et l'environnement de travail (comme la température, l'humidité, les gaz corrosifs, etc.). Par exemple, pour les engrenages fonctionnant à grande vitesse, nous devons choisir des matériaux avec une excellente résistance à la fatigue et une résistance à l'usure; Dans le cas de charges lourdes ou de charges de choc, la résistance et la ténacité du matériau deviennent les principales considérations.
·Économique et raisonnable:Sur le point de garantir que les performances de l'équipement répondent aux exigences d'utilisation, nous devons essayer de réduire le coût de fabrication pour améliorer la compétitivité du marché du produit. Cela comprend le choix des matériaux abordables et faciles à trouver, ainsi que l'optimisation de la quantité de matériaux utilisés pour éviter les déchets inutiles.
·Facilité de traitement:Le choix des matériaux faciles à traiter et à former peut non seulement améliorer l'efficacité de la production, mais aussi réduire davantage les coûts. Par exemple, certains matériaux peuvent avoir de bonnes propriétés de coupe, ce qui rend le processus d'usinage plus fluide pour les engrenages, la réduction de l'usure des outils et le temps d'usinage.
·Durabilité:Lors du choix du matériau de traitement des engrenages, nous devons pleinement considérer la protection de l'environnement et la durabilité du matériau. Cela signifie que nous devons prioriser les matériaux qui ont un impact environnemental inférieur, comme ceux qui sont recyclables, dégradables ou ont une consommation d'énergie plus faible dans le processus de production. Cela aide non seulement à réduire la pollution de l'environnement, mais favorise également le développement vert et la responsabilité sociale des entreprises.
FAQ
1. Quels sont les matériaux utilisés dansengrenage?
Les matériaux courants pour les engrenages comprennent l'acier, la fonte, les métaux non ferreux (tels que les alliages de cuivre, les alliages d'aluminium, etc.) et les matériaux non métalliques (tels que les plastiques, le nylon, les résines, etc.). Le matériau spécifique à sélectionner dépend de facteurs tels que les conditions de travail, les exigences de performance et le coût de l'équipement.
2.Quelles matériaux sont utilisés pour fabriquer des arbres?
Les matériaux couramment utilisés pour les arbres comprennent l'acier, la fonte, l'alliage en aluminium et les matériaux non métalliques. Acier: haute résistance, dureté élevée, forte résistance à l'usure, adapté à la transmission des arbres dans des conditions de travail sévères telles que une charge lourde, une vitesse élevée, une température élevée, etc. Les aciers communs comprennent 45 # acier, 40cr en acier, etc. en fonte: faible coût, bonne résistance à l'usure, bonne charge et faible température. Les fers à fonte communs comprennent la fonte grise, le fer ductile, etc. Alloy d'aluminium: léger, haute résistance, forte résistance à la corrosion, adapté à la transmission de l'arbre nécessitant un poids léger dans des conditions telles que la grande vitesse, la faible charge et la basse température. Les alliages d'aluminium communs comprennent 6061-T6, 7075-T6, etc. MATÉRIAUX NON MÉTALLIQUES: tels que les matériaux composites en fibre de carbone, la céramique, etc., ont les avantages du poids léger, de la dureté élevée, une forte résistance à la corrosion et une bonne résistance aux vibrations, mais le coût est élevé et il est facilement affecté par l'extension thermique, et est adapté à la transmission des arbres avec des transmissions élevées.
3. Quelles sont les matériaux du rack etengrenage?
La sélection des matériaux de rack et d'équipement est généralement similaire à celle des engrenages, et dépend également de facteurs tels que les conditions de travail, les exigences de performance et le coût. Les matériaux couramment utilisés comprennent l'acier, la fonte, les métaux non ferreux et les matériaux non métalliques.
4. Quelles sont les 4 composants d'une grille etengrenage?
Les racks et les engrenages sont généralement composés des quatre parties principales suivantes: ① Surface dentaire: la partie clé du rack et de l'engrenage, dont la forme de dent et le maillage déterminent l'efficacité et la douceur de la transmission. ② RIM: La partie du diamètre extérieur du rack et de l'équipement, généralement utilisée pour améliorer la rigidité et la capacité de charge de l'équipement. ③ Hub: Pour l'équipement, le moyeu est la partie principale de l'équipement, généralement composé du corps du moyeu et du siège de roulement. ④ Autres pièces auxiliaires: telles que les roulements, les arbres, les joints, etc., ces pièces sont également cruciales pour la transmission des racks et des engrenages. Les roulements sont des composants importants qui soutiennent la tige d'engrenage et réduisent l'influence des forces axiales et radiales sur l'engrenage; L'arbre est la pièce qui relie le moyeu de vitesse et le dispositif de transmission, transmet l'alimentation et porte des forces axiales et radiales; Les joints sont utilisés pour empêcher les fuites du lubrifiant et les impuretés d'entrer dans le système de transmission des engrenages.
Résumé
Les matériaux courants pour les engrenages comprennent l'acier, la fonte, les métaux non ferreux (tels que les alliages de cuivre, les alliages d'aluminium, etc.) et les matériaux non métalliques (tels que les plastiques, le nylon, les résines, etc.). Le matériau spécifique à sélectionner dépend de facteurs tels que les conditions de travail, les exigences de performance et le coût de l'équipement. Le matériau de traitement de l'engrenage doit être sélectionné en fonction des conditions d'utilisation spécifiques et des exigences de performance. L'acier est l'un des matériaux les plus couramment utilisés en raison de ses bonnes performances complètes; Les matériaux non métalliques tels que les plastiques et les matériaux composites présentent des avantages uniques dans certaines occasions spécifiques; Les matériaux en alliage spécial conviennent aux exigences d'utilisation dans des conditions extrêmes. En sélectionnant raisonnablement des matériaux, il peut s'assurer que le matériel de vitesse a de bonnes performances de transmission et une durée de vie.
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