Engrenagensdependem de suas próprias dimensões estruturais e resistência do material para suportar cargas externas, o que exige que os materiais tenham alta resistência, tenacidade e resistência ao desgaste; devido ao formato complexo das engrenagens,engrenagensExigem alta precisão, e os materiais também precisam de boa capacidade de fabricação. Os materiais mais comuns são aço forjado, aço fundido e ferro fundido.
1. Aço forjado. De acordo com a dureza da superfície do dente, divide-se em duas categorias:
Quando HB < 350, é chamada de superfície dentária macia.
Quando HB > 350, a superfície do dente é considerada dura.
1.1. Dureza da superfície do dente HB＜350
Processo: forjamento do tarugo → normalização - torneamento desbastado → têmpera e revenido, acabamento
Materiais comumente usados: 45#, 35SiMn, 40Cr, 40CrNi, 40MnB
Características: Possui bom desempenho geral, a superfície do dente apresenta alta resistência e dureza, e o núcleo do dente possui boa tenacidade. Após o tratamento térmico, a precisão deEngrenagensO corte pode atingir 8 graus. É fácil de fabricar, econômico e tem alta produtividade. A precisão não é alta.
1.2 Dureza da superfície do dente HB > 350
1.2.1 Ao utilizar aço de médio carbono:
Processo: Forjamento do tarugo → normalização → desbaste → têmpera e revenido → corte fino → têmpera de alta e média frequência → revenido a baixa temperatura → brunimento ou amaciamento abrasivo, amaciamento por eletroerosão.
Materiais comumente utilizados:45, 40Cr, 40CrNi
Características: A dureza da superfície do dente é alta (HRC=48-55), a resistência ao contato é elevada e a resistência ao desgaste é boa. O núcleo do dente mantém a tenacidade após têmpera e revenido, possui boa resistência ao impacto e alta capacidade de carga. A precisão é reduzida pela metade, atingindo o nível 7. Adequado para produção em massa, como engrenagens de transmissão de média velocidade e carga para automóveis, máquinas-ferramenta, etc.
1.2.2 Ao utilizar aço de baixo carbono: Forjamento do tarugo → normalização → desbaste → têmpera e revenido → acabamento → cementação e têmpera → revenido a baixa temperatura → retificação dos dentes. Até 6 e 7 níveis.
Materiais comumente usados: 20Cr, 20CrMnTi, 20MnB, 20CrMnTo. Características: Alta dureza na superfície dos dentes e elevada capacidade de carga. O núcleo possui boa tenacidade e resistência ao impacto. É adequado para transmissões de alta velocidade, cargas pesadas e sobrecargas, ou para aplicações que exigem estrutura compacta, como engrenagem principal de locomotivas e aeronaves.
2. Aço fundido:
Quando oengrenagemPara diâmetros d>400mm, a estrutura é complexa e a forjagem é difícil; o aço fundido ZG45 ou ZG55 pode ser usado para normalização. Normalização, têmpera e revenido.
3. Ferro fundido:
Apresenta alta resistência à adesão e à corrosão por pite, mas baixa resistência a impactos e abrasão. É adequado para trabalhos estáveis, de baixa potência, baixa velocidade ou de grande porte e formato complexo. Pode operar em condições de falta de óleo e é adequado para transmissões abertas.
4. Material metálico:
Tecido, madeira, plástico, nylon, adequados para alta velocidade e carga leve.
Na seleção de materiais, deve-se levar em consideração que as condições de trabalho das engrenagens são diferentes, assim como as formas de falha dos dentes, fatores que servem de base para determinar os critérios de cálculo da resistência da engrenagem e a seleção de materiais e pontos críticos.
1. Quando os dentes da engrenagem quebram facilmente sob carga de impacto, devem ser selecionados materiais com melhor tenacidade, e o aço de baixo carbono pode ser escolhido para cementação e têmpera.
2. Para transmissões fechadas de alta velocidade, a superfície dos dentes é propensa à corrosão por pites, portanto, devem ser selecionados materiais com melhor dureza superficial dos dentes, sendo possível o uso de aço carbono médio com têmpera superficial.
3. Para baixa velocidade e carga média, quando podem ocorrer fraturas nos dentes da engrenagem, corrosão por pite e abrasão, devem ser selecionados materiais com boa resistência mecânica, dureza superficial dos dentes e outras propriedades mecânicas abrangentes, sendo o aço de médio carbono temperado e revenido uma opção viável.
4. Procure ter uma pequena variedade de materiais, fáceis de manusear, e leve em consideração os recursos e o fornecimento.
5. Quando a estrutura precisa ser compacta e a resistência ao desgaste elevada, deve-se utilizar aço-liga.
6. Os equipamentos e a tecnologia da unidade de produção.
Data da publicação: 11 de março de 2022