Trovare il materiale ideale per gli ingranaggi

Nella progettazione e produzione di ingranaggi, i materiali utilizzati dipendono dal tipo di ingranaggio che si sta realizzando e da come e dove verrà utilizzato.

Esistono molti tipi di materie prime comunemente utilizzate nelle strutture degli ingranaggi, e ogni materiale possiede proprietà meccaniche ottimali ed è la scelta migliore.Le principali categorie di materiali sono le leghe di rame, le leghe di ferro, le leghe di alluminio e i materiali termoplastici.

1. Leghe di rame

⚙️Quandoprogettare un ingranaggioSe un materiale deve essere esposto ad un ambiente corrosivo o deve essere amagnetico, una lega di rame è solitamente la scelta migliore.

⚙️Le tre leghe di rame più comuni utilizzate negli ingranaggi sono l'ottone, il bronzo fosforoso e il bronzo all'alluminio.

⚙️Gli ingranaggi solitamente realizzati in lega di ottone sonoingranaggi cilindricie rack e saranno utilizzati in ambienti a basso carico.

⚙️Il bronzo fosforoso migliora la resistenza all'usura e la rigidità della lega. La maggiore resistenza alla corrosione e all'usura rende le leghe di bronzo fosforoso una scelta eccellente per i componenti di trasmissione ad alto attrito. Esempio:ingranaggio a vite senza fine

⚙️Il bronzo all'alluminio è la terza lega di rame utilizzata negli ingranaggi. Le leghe di bronzo all'alluminio hanno una maggiore resistenza all'usura rispetto alle leghe di bronzo fosforoso e presentano anche una resistenza alla corrosione superiore. Gli ingranaggi tipici prodotti in leghe di bronzo all'alluminio includono ingranaggi elicoidali incrociati (ingranaggi elicoidali) e ingranaggi a vite senza fine.

2. Leghe di ferro

⚙️Quando unprogettazione degli ingranaggiRichiede una resistenza del materiale superiore, pertanto le leghe di ferro rappresentano la scelta migliore. Allo stato grezzo, la ghisa grigia può essere fusa e lavorata per produrre ingranaggi.

⚙️Esistono quattro principali tipologie di leghe di acciaio: acciaio al carbonio, acciaio legato, acciaio inossidabile e acciaio per utensili. Le leghe di acciaio al carbonio sono utilizzate per quasi tutti i tipi di ingranaggi perché sono facili da lavorare, hanno una buona resistenza all'usura, possono essere temprate, sono ampiamente disponibili e relativamente economiche.

⚙️Le leghe di acciaio al carbonio possono essere ulteriormente classificate in acciaio dolce, acciaio a medio tenore di carbonio e acciaio ad alto tenore di carbonio. Le leghe di acciaio dolce hanno un contenuto di carbonio inferiore allo 0,30%. Le leghe di acciaio ad alto tenore di carbonio hanno un contenuto di carbonio superiore allo 0,60%, mentre gli acciai a medio tenore di carbonio si collocano nel mezzo. Questi acciai sono una buona scelta peringranaggi cilindrici, ingranaggi elicoidali, cremagliere degli ingranaggi,ingranaggi conici e viti senza fine.

3. Leghe di alluminio

⚙️Le leghe di alluminio rappresentano una valida alternativa alle leghe di ferro nelle applicazioni che richiedono un elevato rapporto resistenza-peso. Un trattamento superficiale noto come passivazione protegge le leghe di alluminio dall'ossidazione e dalla corrosione.

⚙️Le leghe di alluminio non possono essere utilizzate in ambienti ad alta temperatura poiché iniziano a deformarsi a 400 °F (circa 204 °C). Le leghe di alluminio comunemente utilizzate negli ingranaggi sono la 2024, la 6061 e la 7075.

⚙️Tutte e tre queste leghe di alluminio possono essere trattate termicamente per migliorarne la durezza. Gli ingranaggi realizzati in leghe di alluminio includonoingranaggi cilindrici, ingranaggi elicoidali, ingranaggi conici a denti drittie portapacchi.

4. Termoplastici

⚙️I termoplastici sono la scelta migliore per gli ingranaggi in cui il peso è il criterio più importante. Gli ingranaggi realizzati in plastica possono essere lavorati come gli ingranaggi metallici; tuttavia, alcuni termoplastici sono più adatti alla produzione tramite stampaggio a iniezione. Uno dei termoplastici stampati a iniezione più comuni è l'acetale. Questo materiale è anche noto come (POM). Gli ingranaggi possono essere realizzati con entrambi i polimeri. Questi possono essereingranaggi cilindrici, ingranaggi elicoidali, ruote a vite senza fine, ingranaggi conicie portapacchi.