ギアに最適な材料を見つける

ギアを設計および製造する場合、使用する材料は、製造するギアの種類と、ギアの使用方法および使用場所によって異なります。

ギア構造によく使用される原材料には多くの種類があり、それぞれの材料は最適な機械的特性を持ち、最適な選択肢となります。主な材料の種類は、銅合金、鉄合金、アルミニウム合金、熱可塑性プラスチックです。

1. 銅合金

⚙️いつギアの設計腐食性の環境にさらされたり、非磁性である必要のある場合には、通常は銅合金が最適な選択肢となります。

⚙️ギアに使用される最も一般的な銅合金は、真鍮、リン青銅、アルミニウム青銅の 3 つです。

⚙️通常真鍮合金で作られたギアは平歯車ラックに搭載され、低負荷環境で使用されます。

⚙️リン青銅は合金の耐摩耗性と剛性を向上させます。優れた耐腐食性と耐摩耗性により、リン青銅合金は高摩擦駆動部品に最適です。例：ウォームギア

⚙️アルミニウム青銅は、歯車に使用される3番目の銅合金です。アルミニウム青銅合金は、リン青銅合金よりも耐摩耗性に優れ、耐食性も優れています。アルミニウム青銅合金で作られる代表的な歯車には、ヘリカルギア（直交歯車）やウォームギアなどがあります。

2. 鉄合金

⚙️ギア設計優れた材料強度が求められる場合、鉄合金が最適です。ねずみ鋳鉄は、そのままの状態で鋳造し、機械加工して歯車に加工することができます。

⚙️鋼合金には、炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼、工具鋼の4つの主要な名称があります。炭素鋼合金は、加工が容易で耐摩耗性に優れ、硬化が可能で、入手しやすく、比較的安価であるため、ほぼすべての種類の歯車に使用されています。

⚙️炭素鋼合金は、さらに軟鋼、中炭素鋼、高炭素鋼に分類されます。軟鋼合金の炭素含有量は0.30%未満です。高炭素鋼合金の炭素含有量は0.60%を超え、中炭素鋼はその中間に位置します。これらの鋼は、平歯車, ヘリカルギア、ギアラック、ベベルギア、ウォーム.

3. アルミニウム合金

⚙️アルミニウム合金は、高い強度と重量の比率が求められる用途において、鉄合金の優れた代替品となります。不動態化と呼ばれる表面仕上げにより、アルミニウム合金は酸化や腐食から保護されます。

⚙️アルミニウム合金は200℃を超えると変形し始めるため、高温環境では使用できません。ギアに使用される一般的なアルミニウム合金は、2024、6061、7075です。

⚙️これら3種類のアルミニウム合金はすべて、熱処理によって硬度を高めることができます。アルミニウム合金製の歯車には、平歯車, ヘリカルギア, 平歯ベベルギア、ギアラック。

4. 熱可塑性プラスチック

⚙️重量が最も重要な基準となるギアには、熱可塑性プラスチックが最適です。プラスチック製のギアは金属製のギアと同様に機械加工できますが、一部の熱可塑性プラスチックは射出成形による製造に適しています。最も一般的な射出成形用熱可塑性プラスチックの一つはアセタールです。この材料はPOM（ポリアセタール）とも呼ばれます。ギアはどちらのポリマーからでも作ることができます。平歯車, ヘリカルギア, ウォームホイール, ベベルギア、ギアラック。