Trouver le matériau idéal pour les engrenages

Lors de la conception et de la fabrication d'engrenages, les matériaux utilisés dépendront du type d'engrenage fabriqué, de la manière et de l'endroit où il sera utilisé.

Il existe de nombreux types de matières premières couramment utilisées dans les structures d'engrenages, et chaque matériau possède ses meilleures propriétés mécaniques et constitue le meilleur choix.Les principales catégories de matériaux sont les alliages de cuivre, les alliages de fer, les alliages d’aluminium et les thermoplastiques.

1. Alliages de cuivre

⚙️Quandconcevoir un engrenagequi va être soumis à un environnement corrosif ou qui doit être non magnétique, un alliage de cuivre est généralement le meilleur choix.

⚙️Les trois alliages de cuivre les plus couramment utilisés dans les engrenages sont le laiton, le bronze phosphoreux et le bronze d'aluminium.

⚙️Les engrenages généralement fabriqués en alliage de laiton sontengrenages droitset des racks et seront utilisés dans des environnements à faible charge.

Le bronze phosphoreux améliore la résistance à l'usure et la rigidité de l'alliage. Leur résistance accrue à la corrosion et à l'usure en fait un excellent choix pour les composants d'entraînement à frottement élevé. Exemple :engrenage à vis sans fin

Le bronze d'aluminium est le troisième alliage de cuivre utilisé dans les engrenages. Les alliages de bronze d'aluminium offrent une meilleure résistance à l'usure que les alliages de bronze phosphoreux et une meilleure résistance à la corrosion. Les engrenages typiques fabriqués à partir d'alliages de bronze d'aluminium comprennent les engrenages hélicoïdaux croisés (engrenages hélicoïdaux) et les engrenages à vis sans fin.

2. Alliages de fer

⚙️Quand unconception des engrenagesSi la fonte grise requiert une résistance supérieure, les alliages de fer constituent le meilleur choix. À l'état brut, elle peut être coulée et usinée pour fabriquer des engrenages.

⚙️Il existe quatre grandes catégories d'alliages d'acier : l'acier au carbone, l'acier allié, l'acier inoxydable et l'acier à outils. Les alliages d'acier au carbone sont utilisés pour presque tous les types d'engrenages, car ils sont faciles à usiner, offrent une bonne résistance à l'usure, peuvent être trempés, sont largement disponibles et sont relativement peu coûteux.

⚙️Les alliages d'acier au carbone peuvent être classés en acier doux, acier à teneur moyenne en carbone et acier à haute teneur en carbone. Les alliages d'acier doux ont une teneur en carbone inférieure à 0,30 %. Les alliages d'acier à haute teneur en carbone ont une teneur en carbone supérieure à 0,60 %, et les aciers à teneur moyenne se situent entre les deux. Ces aciers sont un bon choix pourengrenages droits, engrenages hélicoïdaux, crémaillères,engrenages coniques et vis sans fin.

3. Alliages d'aluminium

⚙️Les alliages d'aluminium sont une bonne alternative aux alliages de fer dans les applications nécessitant un rapport résistance/poids élevé. Une finition de surface connue sous le nom de passivation protège les alliages d'aluminium de l'oxydation et de la corrosion.

⚙️Les alliages d'aluminium ne peuvent pas être utilisés dans des environnements à haute température, car ils commencent à se déformer à 200 °C. Les alliages d'aluminium couramment utilisés dans les engrenages sont le 2024, le 6061 et le 7075.

⚙️Ces trois alliages d'aluminium peuvent être traités thermiquement pour améliorer leur dureté. Parmi les engrenages fabriqués en alliages d'aluminium, on trouve :engrenages droits, engrenages hélicoïdaux, engrenages coniques à dents droites, et des crémaillères.

4. Thermoplastiques

⚙️Les thermoplastiques constituent le meilleur choix pour les engrenages dont le poids est le critère principal. Les engrenages en plastique peuvent être usinés comme des engrenages métalliques ; cependant, certains thermoplastiques sont plus adaptés au moulage par injection. L'un des thermoplastiques moulés par injection les plus courants est l'acétal, également appelé POM. Les engrenages peuvent être fabriqués à partir de l'un ou l'autre polymère.engrenages droits, engrenages hélicoïdaux, roues à vis sans fin, engrenages coniques, et des crémaillères.