В зависимости от сферы и характера эксплуатации, шестерни могут изготавливаться из различных материалов: железа, чугуна, бронзы, углеродистой стали, специальных стальных сплавов, имеющих в своем составе хром, никель, ванадий. В нашей статье мы рассмотрим наиболее распространенные материалы для изготовления шестерен по образцу.
Создание шестерен из стали
Сталь – основный материал для производства шестерен различного вида. Стали для изготовления шестерен должны быть термически обрабатываемыми и достаточно прочными. В зависимости от твердости зубчатого колеса, для его производства применимы различные виды и марки стали. Изготовление колес с твердостью поверхностей зубьев Н < 350 НВ востребовано для средне- и слабонагруженных передач. Производство таких колес требует задействования углеродистых сталей марок 35-50, 50Г, а также легированных сталей 40Х, 45Х, 40ХН. Термообработка стальных заготовок производится до нарезания зубьев.
При необходимой твердости рабочих поверхностей Н > 350 НВ шестерни подвергаются объемной и поверхностной закалке, азотированию, цементации и другим видам обработки, позволяющим повысить нагрузочную способность изделия. Процессы изготовления шестерни с высокой твердостью поверхностей зубьев требуют применения углеродистой стали марки 45, жаропрочной стали 35ХМ или легированных сталей 20Х, 40Х, 40ХН, 12ХН3А, 18ХГТ и др.
Зубчатые колеса из чугуна
Изготовление шестерен также осуществляется методом литья из высокопрочного чугуна, который подвергается изотермической закалке. Такой способ обработки позволяет улучшить физико-механические свойства чугуна, а также снизить металло- и энергоемкость процессов изготовления деталей. Наиболее распространенные виды чугунных шестерен – цилиндрические прямозубые и косозубые, а также все типы конических колес.
Производство пластиковых шестерен
Для создания долговечных и прочных зубчатых колес также применяются некоторые виды пластика – капролон, полиамид, фторопласт и др. Изготовление шестерни из пластика позволяет получать надежные, точные и стабильные детали по привлекательной стоимости. Основными методами производства пластиковых шестерен служат: литье под давлением (оптимальный способ для серийного изготовления), механообработка, быстрое прототипирование.
