歯車に最適な素材を探す

歯車を設計および製造する場合、使用される材料は、どのような種類の歯車が作られ、どのように、どこで使用されるかによって異なります。

歯車構造に一般的に使用される原材料には多くの種類があり、それぞれの材料が最適な機械的特性を備えており、最適な選択となります。材料の主なカテゴリは、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

⚙️いつ歯車の設計腐食環境にさらされる場合、または非磁性である必要がある場合、通常は銅合金が最良の選択です。

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

⚙️通常、真鍮合金で作られたギアは、平歯車およびラックに設置され、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。リン青銅合金は耐食性と耐摩耗性が高いため、高摩擦駆動コンポーネントに最適です。例：ウォームギア

⚙️アルミニウム青銅は、歯車に使用される第3の銅合金です。アルミニウム青銅合金はリン青銅合金に比べて耐摩耗性が高く、耐食性にも優れています。アルミニウム青銅合金から製造される代表的な歯車には、十字はすば歯車（ヘリカルギヤ）やウォームギヤなどがあります。

2. 鉄合金

⚙️いつ歯車の設計優れた材料強度が必要な場合、鉄合金が最良の選択です。ねずみ鉄はそのままの状態で鋳造し、機械加工して歯車にすることができます。

⚙️合金鋼には、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、焼入れが可能で、広く入手可能で、比較的安価であるため、ほとんどすべてのタイプ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、高炭素鋼に分類できます。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、中含有量鋼はその中間に位置します。これらの鋼は次の用途に適しています。平歯車, はすば歯車、ギアラック、かさ歯車、ウォーム.

3. アルミニウム合金

⚙️アルミニウム合金は、高い強度対重量比が必要な用途において、鉄合金の優れた代替品です。不動態化として知られる表面仕上げは、アルミニウム合金を酸化や腐食から保護します。

⚙️アルミニウム合金は400°Fで変形し始めるため、高温環境では使用できません。歯車に使用される一般的なアルミニウム合金は、2024、6061、および 7075 です。

⚙️これら 3 つのアルミニウム合金はすべて、熱処理して硬度を向上させることができます。アルミニウム合金で作られた歯車には次のようなものがあります。平歯車, はすば歯車, まっすぐな歯のかさ歯車、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。プラスチックで作られた歯車は金属歯車と同じように機械加工できます。ただし、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熱可塑性プラスチックの 1 つはアセタールです。この材料は (POM) とも呼ばれます。歯車はどちらのポリマーからも作ることができます。これらは、平歯車, はすば歯車, ウォームホイール, かさ歯車、ギアラック。