גלגלי שיניים הם מרכיבים של מערכת העברת הכוח. כל רכיבי המכונה המונעים נשלטים על ידי גלגלי שיניים השולטים במומנט, מהירות וכיוון הסיבוב. ישנן מורכבויות רבות לסוגי ההילוכים השונים. למעשה, בחירת סוגי הציוד היא תהליך לא קל. זה תלוי בהרבה שיקולים. גורמים המשפיעים כוללים מרחב פיזי וסידור פיר, יחס העברה, עומס, דיוק ורמת איכות.
גלגלי שיניים רבים נוצרים באמצעות חומרים שונים ועם קריטריוני ביצועים משתנים בהתאם לשימוש התעשייתי. גלגלי שיניים אלה מגיעים במגוון של יכולות, גדלים ויחסי מהירות. עם זאת, הפונקציה העיקרית היא להמיר את הקלט של המניע ליציאה עם מומנט גבוה וסל"ד נמוך. למשפחות ציוד אלה יש יישומים החל מחקלאות ועד תעופה וחלל.
חומרי הילוכים
סוגים רבים ושונים של פלדה, ברונזה, ברזל יצוק, פליז, ברזל רקיע, אלומיניום, אבקת מתכות ופולימרים יכולים לשמש לייצור גלגלי שיניים. הפלדה היא הנפוצה והאטרקטיבית מבין החומרים הללו, נותנת שילוב מנצח של יחס חוזק-משקל גבוה, עמידות בפני שחיקה טובה, יכולת לשפר איכויות פיזיות באמצעות טיפול בחום ומחיר תחרותי.
חומרים במחיר גבוה עשויים שלא להבטיח ציוד מעולה. אלומיניום, פליז, ברונזה, פולימרים, חומרים פנולים, אבקת מתכות בהרכבים שונים, או נירוסטה עשויים להידרש ליישומים מסוימים. חומרי ציוד מסווגים לשני סוגים: מתכתי ולא מתכתי. פולימרים, אלסטומרים, קרמיקה, זכוכית וחומרים מרוכבים הם חמשת הסוגים הבסיסיים של חומרים לא מתכתיים. חומרים מתכתיים מסווגים לשני סוגים: מתכות ברזליות, הכוללות פלדה, ומתכות לא ברזליות, הכוללות סגסוגות ברונזה וסגסוגות אלומיניום.
כדי לעמוד באלמנטים חיוניים אלה, מגוון רחב של חומרים נגיש. החומרים המשמשים בציוד יכולים לנוע בין עץ לחומרים סינתטיים מודרניים, כמו גם מתכות ברזליות, מתכות לא ברזליות, מתכות אבקות ופלסטיק. נתגלו גם גלגלי שיניים עתיקים מתוצרת אבן. החומר המשמש משפיע על יכולת נשיאת העומס, החוזק, ההתנגדות לחריצים, אורך החיים והעלות של הציוד.
כיצד לבחור חומר ציוד
ראשית, יש לבחור את חומר הציוד בהתאם לתפקוד היישום. העיצוב של ציוד עשוי במדויק ייכשל כישלון חרוץ אם החומר אינו מתאים לעבודה הדרושה. לחומר הנבחר תהיה השפעה על תהליך הייצור.
ההחלטה תתבסס על שירות, ייצור וצרכים כלכליים. הילוכים, במילים פשוטות, משדרים כוח או תנועה. פלדה משמשת ברוב הגדול של גלגלי שיניים להעברת כוח. גלגלי שיניים מפלדה לשימוש עם גלגלי שיניים מברונזה ופלסטיק להפחתת הספק הם יוצאי הדופן. רוב גלגלי השיניים צפויים לשאת עומסים כבדים וידרשו טיפול בחום כדי לשפר חוזק ועמידות בפני שחיקה. חומרים פלסטיים או לא ברזליים משמשים בדרך כלל לייצור גלגלי שיניים לתנועה בלבד.
בחירת חומר הציוד היא קשה וחייבת להיות קשורה לדרישות העומס והחיים הייחודיים של היישום. יש לקחת בחשבון את תאימות החומרים, ההרכב הכימי, ההרכב, האיכויות המכניות והעלות של ציוד ההזדווגות. עמידות בפני קורוזיה ותכונות חשמליות או מגנטיות עשויות להידרש בהתאם לחומר יישום הציוד.
