engelsk 1. Bæreevne
Under driften Motortandhjul udsættes for enorm kraftoverførsel fra kæden eller bæltet, især ved høj hastighed og høj belastning. Derfor er gearmaterialets bæreevne den primære overvejelse ved valg af materiale. Materialet skal have høj trækstyrke og udmattelsesbestandighed for at sikre, at gearet ikke deformeres eller knækker under langvarig højbelastningsdrift.
Almindeligt anvendte materialer, såsom højstyrke stållegeringer (såsom 20CrMnTi eller 42CrMo) har normalt høj trækstyrke, hårdhed og sejhed og kan opretholde stabil ydeevne under høje belastningsforhold, hvilket reducerer slid og træthedsskader.
2. Slidstyrke og friktionsevne
Friktionsydelsen af Motortandhjul har en vigtig indflydelse på dets levetid og arbejdseffektivitet. Når gearet kommer i kontakt med kæden eller bæltet, vil der opstå overfladeslid på grund af langvarig friktion. For at forbedre gearets slidstyrke er materialets hårdhed og overfladebehandlingsprocessen afgørende. Materialets overflade skal have høj hårdhed for at reducere slid.
Stål er normalt det foretrukne materiale til motortandhjul, fordi det kan opnå høj hårdhed gennem varmebehandling (såsom anløbning, karburering osv.), så gearets overflade kan modstå høj-intensitetsfriktion. Derudover har nogle højtydende materialer såsom nitreret stål og titanlegeringer også fremragende slidstyrke og bruges i specielle applikationer.
3. Termisk stabilitet
Den høje temperatur, der genereres, når motoren kører, udgør en alvorlig udfordring for timinggearets materiale. Specielt for turboladede eller højtydende motorer vil driftstemperaturen stige kraftigt. Materialets termiske stabilitet, det vil sige evnen til at bevare dets fysiske og kemiske egenskaber under høje temperaturer, er en nøglefaktor at overveje, når du vælger.
Generelt har stål en god termisk stabilitet ved høj temperatur, men efterhånden som temperaturen stiger, vil materialets styrke og hårdhed falde, så det er nødvendigt at vælge den rigtige stålkvalitet. For eksempel kan højlegeret stål (såsom SAE 4140, SAE 4340 osv.) og nikkelbaserede legeringsmaterialer normalt opretholde god ydeevne ved højere driftstemperaturer og er velegnede til drift under høje temperaturforhold.
4. Korrosionsbestandighed
Tidsgearene i motoren udsættes normalt for en række forskellige medier såsom olie, kølevæske, luft osv., og de ætsende stoffer i disse medier kan forårsage korrosion på gearets overflade. Derfor er materialets korrosionsbestandighed også en vigtig faktor ved valg af timing gear materiale.
Almindelige korrosionsbestandige materialer som rustfrit stål, aluminiumslegering og nogle specialcoatede stål (såsom galvaniseret, forniklet osv.) kan effektivt modstå oxidation og sur korrosion og forlænge gearets levetid. Især når det bruges i et fugtigt miljø eller i et saltspraymiljø, kan den overlegne korrosionsbestandighed af rustfrit stål (såsom 304, 316 osv.) give yderligere beskyttelse.
5. Behandlingsydelse
Tilpasset motortandhjul kræver normalt præcisionsbearbejdning for at sikre, at dens geometri, tandoverfladenøjagtighed og dimensionelle nøjagtighed opfylder designkravene. Materialets bearbejdningsydeevne, herunder dets bearbejdelighed, svejsbarhed og formbarhed, påvirker direkte fremstillingsproblemerne og omkostningerne ved gearet.
Stål har god forarbejdningsydelse, især varmebehandlet stål, som kan give god skæreydelse og formningsevne. Nogle legeringsmaterialer, såsom titanlegering og aluminiumslegering, har let vægt og fremragende styrke, men er vanskelige at behandle, så mere sofistikeret forarbejdningsudstyr og -processer kan være påkrævet. Derudover skal materialets svejsbarhed også tages i betragtning, især når gearet skal forbindes med andre komponenter.
6. Vægt og tæthed
I højtydende motorer skal vægten og tætheden af gearene også vælges med rimelighed. Tyngre gear kan forårsage større inerti, hvilket vil påvirke motorens accelerationsevne. Derfor er materialets tæthed en vigtig faktor at overveje, når man designer.
Letvægtsmaterialer såsom aluminiumslegeringer har normalt lavere densitet, så i nogle applikationer, såsom racer- eller højtydende sportsvogne, kan letvægtsgear foretrækkes. Men styrken og højtemperaturbestandigheden af aluminiumslegeringer er relativt lav, så i nogle højbelastnings- og højtemperaturapplikationer vælges materialer som stållegeringer eller titanlegeringer med højere styrke normalt for at balancere styrke og vægt.
7. Omkostningseffektivitet
I den faktiske produktion skal valget af materialer ikke kun tage højde for ydeevne, men også balancere omkostningseffektivitet. Selvom nogle high-end materialer (såsom titanlegeringer, keramik osv.) har fremragende ydeevne, er de dyrere, så de bruges kun i specifikke højtydende applikationer. I modsætning hertil har traditionelle kulstofstål og legeret stålmaterialer bedre omkostningseffektivitet og bruges i vid udstrækning til fremstilling af motortandgear til almindelige biler og mellem-til-høje-end-modeller.
