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Nella fase di precisione della trasmissione meccanica, gli ingranaggi svolgono un ruolo fondamentale con i loro piccoli corpi. Sono come note in un movimento meccanico di precisione e ogni rotazione e ogni morso trasmette accuratamente potenza e movimento. Tuttavia, dietro questa azione meccanica apparentemente semplice, c'è una visione profonda e una selezione precisa della scienza dei materiali. Oggi, il team di Longsheng ti porterà attraverso il vasto mondo della scienza dei materiali, dai tradizionali materiali metallici ai materiali compositi all'avanguardia, e svelare il mistero dei materiali di lavorazione degli ingranaggi uno per uno.

Cosa èingranaggioLavorazione?

Il significato della lavorazione degli ingranaggi si riferisce all'uso di materie prime (di solito metalli, come acciaio, ghisa, leghe di alluminio, ecc.) Attraverso una serie di processi di lavorazione meccanica, come taglio, macinazione, rotolamento, ecc. Per produrre accuratamente marce che soddisfano i requisiti di progettazione. processo. L'ingranaggio è una parte importante del sistema di trasmissione meccanica. Trasmette la coppia e il movimento rotazionale attraverso il meshing tra i denti e realizza la conversione e la trasmissione dell'energia meccanica.

In quali materiali vengono utilizzatiingranaggioLavorazione？

Esistono una varietà di materiali che possono essere utilizzati per produrre ingranaggi con queste proprietà chiave. Di seguito è una panoramica di ciascun materiale e dei suoi vantaggi unici.

Ghisa

La ghisa è un metallo ideale per la produzione di ingranaggi di precisione grazie alla sua eccellente resistenza all'usura. Può resistere all'usura ripetuta e continua senza danni. Un altro grande vantaggio di questo materiale è che può facilmente produrre ingranaggi con forme complesse e strutture sottili attraverso metodi di fusione. Sebbene gli ingranaggi in ghisa possano produrre rumori relativamente forti durante il funzionamento e avere un'elevata rugosità superficiale, ciò non influisce sulla loro applicazione in campi specifici. Di solito sono utilizzati in applicazioni meno focalizzate sul funzionamento regolare e più focalizzate sulla durata e sul rapporto costo-efficacia, come macchinari pesanti, attrezzature minerarie, ecc.

Acciaio

Gli ingranaggi in lega di acciaio sono favoriti per la loro alta resistenza, grazie al processo di trattamento termico che di solito subiscono, il che migliora significativamente la tenacità e la durezza della marcia, specialmente nell'area del dente. Gli ingranaggi in lega di acciaio possono resistere a grandi carichi e coppie, quindi sono ampiamente utilizzati in vari sistemi di trasmissione. Tra questi, l'acciaio al carbonio è diventato il materiale preferito per la produzione di componenti degli ingranaggi come ingranaggi elicoidali, ingranaggi di sperone, ingranaggi conico, ingranaggi a vite senza fine per le sue buone proprietà meccaniche e le proprietà di lavorazione. Questi componenti degli ingranaggi sono ampiamente utilizzati nei campi automobilistici, macchinari, aerospaziali e altri campi, fornendo trasmissione di potenza stabile e affidabile per vari sistemi di trasmissione.

Ottone

L'ottone è una lega di rame e zinco. I produttori possono utilizzare diverse leghe di ottone per variare la quantità di zinco nel metallo. L'ottone a basso zinco è più duttile di altri materiali e la base di rame rende il metallo antimicrobico e facile da macchina. Gli ingranaggi in ottone vengono spesso utilizzati negli ingranaggi di sperone o rack per applicazioni a basso carico.

Bronzo

Oltre all'ottone, altre leghe di rame includono bronzo in alluminio e bronzo fosforo. Questi ingranaggi non magnetici sono più adatti per gli ambienti corrosivi.

Il bronzo in alluminio combina rame, alluminio, nichel, ferro e manganese. Questa lega ha un'eccellente resistenza all'usura e alla corrosione, quindi può essere utilizzata in ambienti altamente corrosivi come acqua salata, ossidazione e esposizione all'acido organico. Inoltre, sono in grado di resistere agli ambienti ad alto carico, rendendoli ideali per l'uso in worm e ingranaggi elicoidali.

Il bronzo del fosforo contiene una combinazione di rame, stagno e fosforo. La latta aumenta la resistenza della lega e la resistenza alla corrosione, mentre il fosforo aumenta la rigidità della lega e la resistenza all'usura. Pertanto, gli ingranaggi in bronzo di fosfori sono ideali per gli ambienti ad alta frizione, in particolare gli ingranaggi a vite senza fine, poiché il materiale resiste sia all'attrito generato dalla ruota che alla degradazione causata dalla lubrificazione.

Leghe di alluminio

Gli ingranaggi a perni realizzati in leghe di alluminio hanno un trattamento di superficie protettivo chiamato passivazione per prevenire la corrosione e l'ossidazione. Le leghe di alluminio più comuni utilizzate per produrre gli ingranaggi includono 2024, 6061 e 7075. Indipendentemente dal grado, tutti gli ingranaggi in alluminio sono più adatti per applicazioni a temperatura bassa a moderata, poiché iniziano a degradare a circa 400 ° F.

Metalli in polvere

Il metallo in polvere è uno dei materiali comunemente usati nella lavorazione degli ingranaggi, con vantaggi come l'alta resistenza, una buona resistenza all'usura e una forte plasticità. I materiali in polvere in metallo comune includono polvere di ferro, polvere in acciaio, polvere in acciaio inossidabile, polvere in lega, ecc. Il metallo in polvere può essere elaborato in ingranaggi con forme e proprietà specifiche attraverso il processo di metallurgia in polvere, come gli ingranaggi di metallurgia in polvere. Questo processo presenta i vantaggi dell'elevata efficienza di produzione, un alto tasso di utilizzo del materiale e un basso costo, quindi è ampiamente utilizzato nella lavorazione degli ingranaggi.

Termoplastici

I termoplastici sono anche uno dei materiali comunemente usati nella lavorazione degli ingranaggi, con vantaggi come peso leggero, basso rumore e nessuna necessità di lubrificazione. I materiali termoplastici comuni includono polioximetilene (POM), nylon, poli (p-fenilene terephtalamide) (PPA), polimero a cristallo liquido (LCP), ecc. La termoplastica può essere elaborata negli ingranaggi attraverso processi di modanatura come modanatura iniezione ed estrusione. Questi processi hanno i vantaggi dell'elevata efficienza di produzione, a basso costo e produzione automatizzata facile da realizzare. Allo stesso tempo, anche i termoplastici sono riciclabili e degradabili, soddisfando i requisiti di protezione ambientale.

L'applicazione di materiali diversi iningranaggiolavorazione

Come componente chiave nel sistema di trasmissione, la scelta del materiale influisce direttamente sulle prestazioni, l'affidabilità e la durata del sistema. Ecco alcuni esempi di come diversi materiali possono essere utilizzati nella lavorazione degli ingranaggi:

1. Industria aerospaziale

Nel settore aerospaziale, il leggero pesca è uno degli obiettivi importanti della progettazione della trasmissione. Di conseguenza, i materiali leggeri e ad alta resistenza come i compositi in titanio e in fibra di carbonio sono ampiamente utilizzati nella produzione di ingranaggi. Il titanio ha un'eccellente resistenza alla corrosione e proprietà ad alta temperatura ed è in grado di resistere a carichi pesanti e funzionamento ad alta velocità in ambienti estremi. I compositi in fibra di carbonio, d'altra parte, riducono significativamente la massa della trasmissione e migliorano le prestazioni complessive con la loro resistenza e rigidità specifiche estremamente elevate. L'uso di questi materiali consente alle attrezzature aerospaziali di ottenere un consumo di energia più efficiente mantenendo prestazioni elevate.

2. Macchine industriali

Nel campo dei macchinari industriali, la selezione di materiali per gli ingranaggi si concentra principalmente su alta resistenza, elevata resistenza all'usura e resistenza alla corrosione. La ghisa viene spesso utilizzata per produrre ingranaggi in sistemi di trasmissione ad alto carico a causa delle sue buone prestazioni di fusione e resistenza all'usura. Questi ingranaggi devono resistere a grandi carichi di impatto e usura e la ghisa può fornire una buona resistenza alla fatica e resistenza all'usura. Inoltre, l'acciaio inossidabile è anche ampiamente utilizzato nei sistemi di trasmissione che devono resistere all'influenza di ambienti corrosivi grazie alla sua eccellente resistenza alla corrosione.

3. Industria automobilistica

Nel settore automobilistico, la selezione degli attrezzi è molto critica perché è direttamente correlata all'efficienza della trasmissione, al risparmio di carburante e all'affidabilità dell'auto. A causa della sua alta resistenza, una buona resistenza all'usura e resistenza, l'acciaio in lega viene spesso utilizzata nella produzione di ingranaggi ordinari e ingranaggi dell'albero di trasmissione nei sistemi di trasmissione automobilistica. Questi ingranaggi devono resistere a alti coppie e velocità e allo stesso tempo hanno una buona resistenza alla fatica. Inoltre, con lo sviluppo di tendenze leggere, i materiali in metallo leggero come le leghe di alluminio vengono gradualmente utilizzati nella produzione di ingranaggi automobilistici per ridurre il peso e il consumo di carburante dell'intero veicolo.

4. Elettronica di consumo

Nell'elettronica di consumo, i sistemi di trasmissione degli ingranaggi di piccoli motori ed elettrodomestici richiedono piccole dimensioni, peso leggero e basso rumore. Pertanto, gli ingranaggi di plastica sono ampiamente utilizzati in questi dispositivi a causa del loro peso leggero, a basso costo, facile elaborazione e auto-lubrificazione. Gli ingranaggi di plastica non solo soddisfano le esigenze della miniaturizzazione e leggeri, ma riducono anche il rumore e le vibrazioni attraverso una progettazione e ottimizzazione speciali e migliorano le prestazioni complessive dell'attrezzatura.

A quali sono i principi di selezioneingranaggioMateriali di lavorazione?

Quando si selezionano i materiali per gli ingranaggi, dovremmo seguire i seguenti principi fondamentali per garantire il miglior equilibrio tra prestazioni degli ingranaggi, costi, efficienza di produzione e protezione ambientale:

·Per soddisfare i requisiti d'uso:Ciò ci richiede di selezionare attentamente i materiali in base alle condizioni di lavoro specifiche dell'attrezzatura, come la velocità dell'ingranaggio, le dimensioni del carico e l'ambiente di lavoro (come temperatura, umidità, gas corrosivi, ecc.). Ad esempio, per gli ingranaggi che funzionano ad alta velocità, dovremmo scegliere materiali con eccellente resistenza alla fatica e resistenza all'usura; Nel caso di carichi pesanti o carichi di shock, la resistenza e la tenacità del materiale diventano le considerazioni principali.

·Economico e ragionevole:Sulla premessa di garantire che le prestazioni dell'attrezzatura soddisfino i requisiti di utilizzo, dovremmo cercare di ridurre i costi di produzione per migliorare la competitività del mercato del prodotto. Ciò include la scelta di materiali che sono convenienti e facili da procurarsi, nonché ottimizzare la quantità di materiali utilizzati per evitare rifiuti inutili.

·Facilità di elaborazione:La scelta di materiali facili da elaborare e forma può non solo migliorare l'efficienza della produzione, ma anche ridurre ulteriormente i costi. Ad esempio, alcuni materiali possono avere buone proprietà di taglio, rendendo il processo di lavorazione più fluido per gli ingranaggi, riducendo l'usura degli strumenti e il tempo di lavorazione.

·Sostenibilità:Quando si sceglie il materiale di lavorazione per gli ingranaggi, dovremmo considerare pienamente la protezione ambientale e la sostenibilità del materiale. Ciò significa che dovremmo dare la priorità ai materiali che hanno un impatto ambientale inferiore, come quelli riciclabili, degradabili o hanno un consumo di energia inferiore nel processo di produzione. Ciò non solo aiuta a ridurre l'inquinamento ambientale, ma promuove anche lo sviluppo verde e la responsabilità sociale delle imprese.

FAQ

1. Quali sono i materiali utilizzati iningranaggio?

I materiali comuni per gli ingranaggi includono acciaio, ghisa, metalli non ferrosi (come leghe di rame, leghe di alluminio, ecc.) E materiali non metallici (come materie plastiche, nylon, resine, ecc.). Il materiale specifico da selezionare dipende da fattori come le condizioni di lavoro, i requisiti di prestazione e il costo dell'attrezzatura.

2. Quali materiali vengono utilizzati per creare alberi?

I materiali comunemente usati per gli alberi includono acciaio, ghisa, lega di alluminio e materiali non metallici. Acciaio: alta resistenza, alta durezza, forte resistenza all'usura, adatto alla trasmissione dell'albero in condizioni di lavoro dure come carico pesante, alta velocità, alta temperatura, ecc. Gli acciai comuni includono 45# acciaio, acciaio 40c, ecc. Casttralo: a basso costo, buona resistenza all'usura, buona resistenza all'impatto, ma a bassa resistenza, adatta per la trasmissione dell'albero in condizioni come bassa velocità, bassa carico e bassa temperatura. I ferri da cast comuni includono ghisa grigia, ferro duttile, ecc. Lega di alluminio: leggero, alta resistenza, forte resistenza alla corrosione, adatto per la trasmissione dell'albero che richiede leggero in condizioni come ad alta velocità, carico basso e bassa temperatura. Le leghe di alluminio comuni includono 6061-T6, 7075-T6, ecc. Materiali non metallici: come materiali compositi in fibra di carbonio, ceramica, ecc., Avere i vantaggi di leggera, elevata durezza, resistenza alla corrosione e una buona resistenza alla vibrazione, ma il costo è elevato e è facilmente influenzato dalla espansione termica e è adatto a una resistenza alla corrosione con alte prestazioni.

3. Quali sono i materiali del rack eingranaggio?

La selezione del materiale di rack e attrezzatura è generalmente simile a quella degli ingranaggi e dipende anche da fattori come condizioni di lavoro, requisiti di prestazione e costi. I materiali comunemente usati includono acciaio, ghisa, metalli non ferrosi e materiali non metallici.

4. Quali sono i 4 componenti di un rack eingranaggio?

Rack e ingranaggi sono generalmente composti dalle seguenti quattro parti principali: ① Surface del dente: la parte chiave del rack e degli ingranaggi, la cui forma e meshing del dente determinano l'efficienza e la levigatezza della trasmissione. ② RIM: la parte del diametro esterno del rack e della marcia, di solito utilizzata per migliorare la rigidità e la capacità di carico dell'ingranaggio. ③ Hub: per l'ingranaggio, il mozzo è la parte principale della marcia, di solito composta dal corpo del mozzo e dal sedile del cuscinetto. ④ Altre parti ausiliarie: come cuscinetti, alberi, guarnizioni, ecc., Queste parti sono anche cruciali per la trasmissione di rack e ingranaggi. I cuscinetti sono componenti importanti che supportano l'albero del cambio e riducono l'influenza delle forze assiali e radiali sull'ingranaggio; L'albero è la parte che collega il mozzo del cambio e il dispositivo di trasmissione, trasmette l'alimentazione e porta forze assiali e radiali; Le guarnizioni vengono utilizzate per evitare che le perdite del lubrificante e le impurità entrino nel sistema di trasmissione degli ingranaggi.

Riepilogo

I materiali comuni per gli ingranaggi includono acciaio, ghisa, metalli non ferrosi (come leghe di rame, leghe di alluminio, ecc.) E materiali non metallici (come materie plastiche, nylon, resine, ecc.). Il materiale specifico da selezionare dipende da fattori come le condizioni di lavoro, i requisiti di prestazione e il costo dell'attrezzatura. Il materiale di elaborazione dell'ingranaggio deve essere selezionato in base alle condizioni di utilizzo specifiche e ai requisiti delle prestazioni. L'acciaio è uno dei materiali più comunemente usati per le sue buone prestazioni complete; I materiali non metallici come la plastica e i materiali compositi presentano vantaggi unici in determinate occasioni specifiche; I materiali in lega speciali sono adatti per i requisiti di utilizzo in condizioni estreme. Selezionando ragionevolmente materiali, può garantire che l'ingranaggio abbia buone prestazioni di trasmissione e durata.

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