Hammasrataste jaoks ideaalse materjali leidmine

Hammasrataste projekteerimisel ja valmistamisel sõltuvad kasutatavad materjalid sellest, millist tüüpi käiku valmistatakse ning kuidas ja kus seda kasutatakse.

Hammasrataste konstruktsioonides kasutatakse tavaliselt mitmesuguseid tooraineid ja igal materjalil on parimad mehaanilised omadused ja see on parim valik.Peamised materjalikategooriad on vasesulamid, rauasulamid, alumiiniumisulamid ja termoplastid.

1. Vasesulamid

⚙️ Millalkäigu kujundaminemis puutub kokku söövitava keskkonnaga või peab olema mittemagnetiline, on vasesulam tavaliselt parim valik.

⚙️Kolm kõige levinumat hammasratastes kasutatavat vasesulamit on messing, fosforpronks ja alumiiniumpronks.

⚙️Tavaliselt messingisulamist valmistatud hammasrattad onhammasrattadja riiulid ning neid kasutatakse vähese koormusega keskkondades.

⚙️Fosforpronks parandab sulami kulumiskindlust ja jäikust. Suurem korrosiooni- ja kulumiskindlus muudavad fosforpronksi sulamid suurepäraseks valikuks suure hõõrdumisega ajamikomponentide jaoks. Näide:ussikäik

⚙️Alumiiniumpronks on kolmas hammasratastes kasutatav vasesulam. Alumiiniumpronksisulamitel on suurem kulumiskindlus kui fosforpronksisulamitel ja neil on ka parem korrosioonikindlus. Tüüpilised alumiiniumpronksisulamitest toodetud hammasrattad hõlmavad ristsuunalisi spiraalülekandeid (spiraalülekandeid) ja tiguülekandeid.

2. Rauasulamid

⚙️Kui ahammasrataste disainnõuab suurepärast materjali tugevust, rauasulamid on parim valik. Toores vormis saab hallrauda valada ja hammasratasteks töödelda.

⚙️Terasesulamitel on neli peamist nimetust: süsinikteras, legeerteras, roostevaba teras ja tööriistateras. Süsinikterase sulameid kasutatakse peaaegu igat tüüpi hammasülekannete jaoks, kuna neid on lihtne töödelda, neil on hea kulumiskindlus, neid saab karastada, need on laialdaselt saadaval ja suhteliselt odavad.

⚙️Süsinikterasest sulamid saab liigitada pehme teraseks, keskmise süsinikusisaldusega teraseks ja kõrge süsinikusisaldusega teraseks. Kergete terase sulamite süsinikusisaldus on alla 0,30%. Kõrge süsinikusisaldusega terasesulamite süsinikusisaldus on suurem kui 0,60% ja keskmise sisaldusega terased jäävad nende vahele. Need terased on hea valikhammasrattad, spiraalsed hammasrattad, käigukastid,koonusülekanded ja ussid.

3. Alumiiniumsulamid

⚙️Alumiiniumsulamid on hea alternatiiv rauasulamitele rakendustes, kus on vaja suurt tugevuse ja kaalu suhet. Passiveerimisena tuntud pinnaviimistlus kaitseb alumiiniumsulameid oksüdatsiooni ja korrosiooni eest.

⚙️Alumiiniumsulamid ei saa kasutada kõrge kuumusega keskkondades, kuna need hakkavad deformeeruma temperatuuril 400 °F. Hammasülekandes kasutatavad tavalised alumiiniumsulamid on 2024, 6061 ja 7075.

⚙️Kõiki kolme alumiiniumisulamit saab nende kõvaduse parandamiseks kuumtöödelda. Alumiiniumisulamitest valmistatud hammasrattad hõlmavadhammasrattad, spiraalsed hammasrattad, sirge hambaga koonusülekandedja käigukastid.

4. Termoplastid

⚙️Termoplastid on parim valik hammasrataste jaoks, kus kaal on kõige olulisem kriteerium. Plastist hammasrattaid saab töödelda nagu metallist hammasrattaid; mõned termoplastid sobivad aga paremini survevalu teel tootmiseks. Üks levinumaid survevalu termoplaste on atsetaal. Seda materjali tuntakse ka kui (POM). Hammasrattaid saab valmistada mõlemast polümeerist. Need võivad ollahammasrattad, spiraalsed hammasrattad, ussirattad, koonilised hammasrattadja käigukastid.