เกียร์อาศัยขนาดโครงสร้างและความแข็งแรงของวัสดุของตนเองเพื่อทนต่อแรงภายนอก ซึ่งต้องใช้วัสดุที่มีความแข็งแรง ความเหนียว และทนต่อการสึกหรอสูง เนื่องจากรูปร่างที่ซับซ้อนของเฟืองเกียร์ต้องมีความแม่นยำสูง และวัสดุยังต้องมีความสามารถในการผลิตที่ดีอีกด้วย วัสดุที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เหล็กกล้าหลอม เหล็กกล้าหล่อ และเหล็กหล่อ
1. เหล็กดัด แบ่งตามความแข็งของผิวฟันได้ 2 ประเภท คือ
เมื่อ HB <350 เรียกว่าผิวฟันอ่อน
เมื่อ HB >350 เรียกว่าผิวฟันแข็ง
1.1. ความแข็งผิวฟัน HB<350
กระบวนการ: การตีขึ้นรูปโลหะเปล่า → การทำให้เป็นมาตรฐาน – การกลึงหยาบ → การชุบแข็งและการอบชุบ การตกแต่ง
วัสดุที่นิยมใช้ ได้แก่ 45#, 35SiMn, 40Cr, 40CrNi, 40MnB
คุณสมบัติ: มีประสิทธิภาพโดยรวมที่ดี พื้นผิวฟันมีความแข็งแรงและความแข็งสูง และแกนฟันมีความเหนียวที่ดี หลังจากการอบด้วยความร้อน ความแม่นยำของเกียร์สามารถตัดได้ถึง 8 เกรด ผลิตง่าย ประหยัด และให้ผลผลิตสูง ความแม่นยำไม่สูง
1.2 ความแข็งผิวฟัน HB >350
1.2.1 เมื่อใช้เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง:
กระบวนการ : การตีขึ้นรูปโลหะเปล่า → การทำให้เป็นมาตรฐาน → การตัดหยาบ → การชุบแข็งและการอบชุบ → การตัดละเอียด → การชุบแข็งความถี่สูงและกลาง → การอบชุบที่อุณหภูมิต่ำ → การลับหรือการขัดผิว การอบชุบด้วยประกายไฟฟ้า
วัสดุที่นิยมใช้:45, 40Cr, 40CrNi
คุณสมบัติ: ความแข็งของพื้นผิวฟันมีค่า HRC=48-55 สูง มีความแข็งแรงในการสัมผัสสูง และทนต่อการสึกหรอได้ดี แกนฟันยังคงความเหนียวหลังจากการชุบแข็งและการอบชุบ มีความทนทานต่อแรงกระแทกได้ดีและรับน้ำหนักได้สูง ความแม่นยำลดลงครึ่งหนึ่ง สูงสุดถึงระดับความแม่นยำ 7 เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก เช่น เกียร์ส่งกำลังความเร็วปานกลางและโหลดปานกลางสำหรับรถยนต์ เครื่องมือกล ฯลฯ
1.2.2 เมื่อใช้เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ: การตีขึ้นรูปชิ้นงาน → การทำให้เป็นมาตรฐาน → การตัดแบบหยาบ → การชุบแข็งและการอบชุบ → การตัดแบบละเอียด → การชุบแข็งและการอบชุบ → การอบชุบที่อุณหภูมิต่ำ → การเจียรฟัน สูงสุด 6 และ 7 ระดับ
วัสดุที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ 20Cr, 20CrMnTi, 20MnB, 20CrMnTo คุณสมบัติ: พื้นผิวฟันมีความแข็งและสามารถรับน้ำหนักได้ดี แกนมีความเหนียวและทนต่อแรงกระแทกได้ดี เหมาะสำหรับงานส่งกำลังความเร็วสูง งานหนัก งานเกินพิกัด หรืองานที่ต้องการโครงสร้างกะทัดรัด เป็นเกียร์ส่งกำลังหลักของหัวรถจักรและเกียร์การบิน
2. เหล็กหล่อ:
เมื่อเกียร์เส้นผ่านศูนย์กลาง d>400 มม. โครงสร้างมีความซับซ้อนและการตีขึ้นรูปทำได้ยาก วัสดุเหล็กหล่อ ZG45.ZG55 สามารถใช้ในการทำให้เป็นมาตรฐาน การทำให้เป็นมาตรฐาน การชุบแข็ง และการอบชุบ
3. เหล็กหล่อ:
ทนทานต่อการยึดเกาะและการกัดกร่อนแบบหลุมได้ดี แต่ทนทานต่อแรงกระแทกและการเสียดสีได้ไม่ดี เหมาะสำหรับงานที่มีความเสถียร กำลังไฟฟ้าต่ำ ความเร็วต่ำ หรือขนาดใหญ่และมีรูปร่างซับซ้อน สามารถทำงานภายใต้สภาวะขาดแคลนน้ำมันและเหมาะสำหรับระบบส่งกำลังแบบเปิด
4.วัสดุโลหะ:
ผ้า ไม้ พลาสติก ไนลอน เหมาะสำหรับความเร็วสูงและการโหลดเบา
ในการเลือกวัสดุ ควรพิจารณาถึงข้อเท็จจริงที่ว่าเงื่อนไขการทำงานของเฟืองแตกต่างกัน และรูปแบบความล้มเหลวของฟันเฟืองก็แตกต่างกันด้วย ซึ่งเป็นพื้นฐานในการกำหนดเกณฑ์การคำนวณความแข็งแรงของเฟือง และการเลือกวัสดุและจุดร้อน
1. เมื่อฟันเฟืองหักได้ง่ายภายใต้แรงกระแทก ควรเลือกใช้วัสดุที่มีความเหนียวที่ดีกว่า และสามารถเลือกเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำสำหรับการคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็งได้
2. สำหรับการส่งผ่านแบบปิดความเร็วสูง พื้นผิวฟันมีแนวโน้มที่จะเกิดหลุม ดังนั้น ควรเลือกใช้วัสดุที่มีความแข็งของพื้นผิวฟันที่ดีกว่า และสามารถใช้เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางที่ชุบแข็งพื้นผิวได้
3. สำหรับความเร็วต่ำและโหลดปานกลาง เมื่อสามารถเกิดการแตก หลุม และการสึกกร่อนของฟันเฟืองได้ ควรเลือกใช้วัสดุที่มีความแข็งแรงทางกล ความแข็งของพื้นผิวฟัน และคุณสมบัติทางกลอื่นๆ ที่ครอบคลุม และสามารถเลือกเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางที่ผ่านการชุบแข็งและอบอ่อนได้
4. พยายามให้มีวัสดุหลากหลายประเภท ง่ายต่อการจัดการ และคำนึงถึงทรัพยากรและอุปทาน 5. เมื่อขนาดโครงสร้างมีขนาดกะทัดรัดและมีความทนทานต่อการสึกหรอสูง ควรใช้เหล็กอัลลอยด์ 6. อุปกรณ์และเทคโนโลยีของหน่วยการผลิต
เวลาโพสต์ : 11 มี.ค. 2565