Trouver le matériau idéal pour les engrenages

Lors de la conception et de la fabrication d'engrenages, les matériaux utilisés dépendent du type d'engrenage fabriqué, ainsi que de son mode et de son lieu d'utilisation.

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 engrenagePour un matériau destiné à être exposé 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 sont généralement fabriqués en alliage de laiton.engrenages 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. Grâce à sa résistance accrue à la corrosion et à l'usure, le bronze phosphoreux est un excellent choix pour les composants de transmission soumis à des frottements importants. Exemple :engrenage à vis sans fin

Le bronze d'aluminium est le troisième alliage de cuivre utilisé dans la fabrication des engrenages. Il présente une résistance à l'usure supérieure à celle du bronze phosphoreux et une excellente résistance à la corrosion. Parmi les engrenages typiques fabriqués en bronze d'aluminium, on trouve les engrenages hélicoïdaux croisés et les engrenages à vis sans fin.

2. Alliages de fer

⚙️Quand unconception d'engrenagesPour une résistance mécanique supérieure, les alliages de fer sont le choix idéal. À l'état brut, la fonte grise peut être coulée et usinée pour fabriquer des engrenages.

Il existe quatre grandes catégories d'aciers alliés : l'acier au carbone, l'acier allié, l'acier inoxydable et l'acier à outils. Les aciers au carbone sont utilisés pour la quasi-totalité des engrenages car ils sont faciles à usiner, présentent une bonne résistance à l'usure, peuvent être trempés, sont largement disponibles et relativement peu coûteux.

Les aciers au carbone peuvent être classés en trois catégories : acier doux, acier mi-dur et acier à haute teneur en carbone. Les aciers doux contiennent moins de 0,30 % de carbone, tandis que les aciers à haute teneur en carbone en contiennent plus de 0,60 %. Les aciers mi-durs se situent entre les deux. Ces aciers constituent un excellent choix pour…engrenages droits, engrenages hélicoïdaux, supports d'engrenages,engrenages coniques et vis sans fin.

3. Alliages d'aluminium

⚙️Les alliages d'aluminium constituent une bonne alternative aux alliages de fer dans les applications nécessitant un rapport résistance/poids élevé. Un traitement de surface appelé passivation protège les alliages d'aluminium contre l'oxydation et la corrosion.

⚙️Les alliages d'aluminium ne peuvent être utilisés dans des environnements à haute température car ils commencent à se déformer à 204 °C (400 °F). 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. Les engrenages fabriqués à partir d'alliages d'aluminium comprennent :engrenages droits, engrenages hélicoïdaux, engrenages coniques à denture droiteet des supports d'engrenages.

4. Thermoplastiques

Les thermoplastiques sont le meilleur choix pour les engrenages lorsque le poids est le critère principal. Les engrenages en plastique peuvent être usinés comme les engrenages métalliques ; cependant, certains thermoplastiques sont mieux adaptés à la fabrication par moulage par injection. L'un des thermoplastiques moulés par injection les plus courants est l'acétal (également connu sous le nom de POM). Les engrenages peuvent être fabriqués à partir de l'un ou l'autre de ces polymères.engrenages droits, engrenages hélicoïdaux, roues à vis sans fin, engrenages coniqueset des supports d'engrenages.