در هنگام طراحی یک دنده یا سیستم دنده، انتخاب ماده عامل اصلی تعیین کننده هندسه دنده است، یا عملکرد دنده انتخاب درست مواد را برای دنده تعیین می کند. انواع زیادی از مواد اولیه معمولاً در ساخت دنده استفاده می شود، و هر ماده اولیه انتخاب خوبی دارد، و خواص مکانیکی آن ایده آل است. انواع اصلی مواد آلیاژ مس، آلیاژ آهن و آلیاژ آلومینیوم است.
چرخ دنده های آلومینیومی از طریق عمل و پردازش مناسب، می توانند نقاط قوت مختلفی را به دست آورد. معمولاً از مواد آلیاژی آلومینیومی برای تولید چرخ های کمربند زمان بندی، قفسه ها و دیگر اجزای کم تنش استفاده می شود. تکنولوژی فرآوری چرخ دنده های آلومینیومی با چرخ دنده های فولادی آلومینیومی (مانند فرز، سرگرمی دنده، شکل دادن به دنده و غیره) یکسان است.
می توان گفت که آلومینیوم یکی از رایج ترین فلزات ماست. وزن سبک و قدرت بالای آلومینیوم آن را به یک انتخاب ایده آل برای بسیاری از برنامه های کاربردی. پس از فولاد، از آلي هاي آلومينيومي به خاطر مقاومت در برابر خوردگی و سبکي آنها ستوده مي شود. این ویژگی آلومینیوم باعث می شود که به ویژه برای کاربردهای مختلف الکتریکی و الکترونیکی مانند سخت افزار ولتاژ بالا، قطعه کار دنده، آنتن های پارابولیک، دیسک های کامپیوتری و غیره مناسب باشد.
چه ویژگی هایی از چرخ دنده های آلومینیومی
آليور آلومينيوم جايگزين بهتري براي آلي هاي آهن است و براي کاربرده هايي با نسبت قدرت به وزن بالا مناسب است. وزن آلياژ آلومينيوم يک سوم سنگين تر از آلياژ هاي فولادي به همان اندازه است. چرخ دنده های آلومینیومی دارای ویژگی های مقاومت به خوردگی و وزن سبک هستند. سطح انفعل شده می تواند چرخ دنده های آلومینیومی را از اکسیداسیون و خوردگی محافظت کند. این شبیه زنگ زدن بر روی کارخانه های فولادی است، سطح را می پوشانند و از آسیب بیشتر محافظت می کنند. آلومینیم از فولاد کربن گران تر است، اما ارزان تر از فولاد ضد زنگ است. با این حال، پردازش آن ها آسان است که افزایش هزینه های مادی را جبران می کند.
دنده آلومینیومی
آلومینیوم ثابت کرده است که در تاریخ بسیار همه کاره است، و امروز ادامه دارد. صنعت هوافضا همچنان از خواص آلات برای ساخت قطعات مکانیکی امن، قابل اعتماد و ارزان تر بهره مند می شود. ماده آلومینیم در دمای ۴۰۰ درجه فارنهایت شروع به تغییر شکل می کند، بنابراین نمی توان از آن در محیط های با دمای بالا استفاده کرد. بسیاری از انواع مختلف از مواد آلومینیومی وجود دارد، و بیشتر مورد استفاده مواد آلومینیومی برای پردازش چرخ دنده های آلومینیومی، 2024، 6061 و 7075 است.
از میان این مواد می توان آلیاژ آلومینیوم ۲۰۲۴ را از نزدیکان برنز آلومینیومی گفت و آن هم آلیاژ آلومینیوم و مس است. عنصر آلیاژی اصلی در آلیاژ آلومینیوم ۲۰۲۴ مس است. هنگامی که نسبت قدرت به وزن بالا مورد نیاز است، می توان از آلومینیوم ۲۰۲۴ استفاده کرد. اما در این حالت نسبت معکوس می شود. مس در سال ۲۰۲۴ به این آلیاژ استحکام بالایی می دهد اما مقاومت به خوردگی آن را به طور قابل توجهی کاهش می دهد. 7075 آلومینیوم ترکیب روی و منیزیم با آلومینیوم به شکل یک آلومینیوم با قدرت بالا است که در برابر بارهای استرس مقاومت می کند. ۶۰۶۱ آلومینیم آلومینیم یک آلومینیوم، سیلیکون و منیزیم است. این یک آلومینیوم با استحکام متوسط با مقاومت به خوردگی خوب و قابلیت weldability است. سه دنده آلومینیومی فوق را می توان حرارت درمان کرد تا سختی آن ها افزایش یابد. چرخ دنده های آلومینیومی شامل چرخ دنده های خاردار و چرخ دنده های هلیکال است.
مزایا و معایب چرخ دنده های آلومینیومی
ماده آلومینیومی در چرخ دنده های آلومینیومی به عنوان یک ماده پایدار در نظر گرفته می شود. یک ویژگی کلیدی این است که می توان آن را بازیافت کرد در حالی که هنوز ویژگی های اصلی خود را حفظ می کند. این یک مزیت بسیار بزرگ است، نه تنها مقرون به صرفه، بلکه برای محیط زیست نیز خوب است. علاوه بر این چرخ دنده های آلومینیومی از مقاومت به خوردگی نیز بهره می برد. هنگامی که آلومینیوم در معرض هوا قرار می گیرد، لایه نازکی از اکسید آلومینیوم بر روی سطح آن تشکیل خواهد شد. این لایه در هنگام در معرض دید از آلومینیوم در برابر خوردگی محافظت می کند.
چرخ دنده های آلومینیومی دارای استحکام کششی بالاتر و وزن سبک تری هستند و در نتیجه وزن ساختار کلی را کاهش می دهند و در نتیجه هزینه های سوخت را کاهش می دهند. هنگامی که آلومینیوم در معرض هوا قرار می گیرد، یک لایه اکسید مثبت بر روی سطح آن تشکیل خواهد شد و آن را مقاوم به خوردگی می کند. علاوه بر این، چرخ دنده های آلومینیومی نیز از استحکام بالایی بهره می برد. استحکام آلومینیوم به آن اجازه می دهد تا بدون از دست دادن قدرت مرتبط با فلزات دیگر، در حالی که از وزن سبک تر آن بهره می برد، جایگزین فلزات سنگین تر شود.
دنده آلومینیومی
نقطه ضعف چرخ دنده های آلومینیومی این است که استحکام کلی چرخ دنده های آلومینیومی از چرخ دنده های آلومینیومی ضعیف تر است: اگرچه به خاطر پلاستیستی بودن آن ستوده می شود، اما این ویژگی خاص آلومینیوم نیز ممکن است یک نقطه ضعف باشد. در مقایسه با فولاد، دندانه دار شدن و خراش آسان تر است. فولاد قوی است و بعید است به وارپ، تغییر شکل و یا خم تحت هر وزن، نیرو و یا گرما.
