微型齿轮箱选择指南 – 如何选择齿轮材料

齿轮材料对微型齿轮箱性能的影响在微型齿轮箱的应用中，齿轮材料的选择决定了性能，寿命，…

齿轮材料对微型齿轮箱性能的影响

在应用中 微型变速箱齿轮材料的选择决定了性能、寿命和可靠性。如果选择了错误的材料，齿轮箱可能会出现快速磨损、噪音过大或运行性能不佳的情况。

这是我们的客户最常问的问题之一。 SGMADA 的答案是：没有所谓的“最佳装备材料”，而是最适合您的应用的齿轮材料。

要找到 最佳齿轮材料（变速箱齿轮的最佳材料），必须在以下关键因素之间取得平衡： 负载能力、制造成本和操作环境不同的应用需要不同的齿轮材料特性，因此 “最佳”齿轮材料 是根据您的特定需求而定制的。

在本文中，我们将分享 SGMADA 的 20 年经验 提供齿轮材料，帮助您找到 最佳齿轮材料 供您使用。

在设计中 微型变速箱 在 SGMADA，我们使用 合金齿轮 和 塑料齿轮我们根据20年的齿轮设计经验，总结出以下几种齿轮材料的特点。

金属合金通常用于需要承受高负荷、磨损或恶劣环境的微型齿轮。这些材料具有优异的强度和耐用性。

材料	密度(g/cm³)	抗拉强度(MPa)	硬度（HRC）	耐腐蚀
铜合金	8.5-8.9	300-1000	20-40	✅✅✅
铁合金	7.2-7.8	250-600	20-55	✅
工具钢合金	7.8-8.0	600-1200	50-62	❌
铝合金	2.7-2.9	200-500	10-30	✅✅✅

非金属齿轮主要由塑料制成，这些齿轮材料用于制造要求低噪音或成本效益高的微型齿轮。

材料	密度（克/立方厘米）	抗拉强度（MPa）	硬度（HRC）	耐腐蚀
POM（聚甲醛）	1.41 – 1.43	60 – 100	80 – 90	✅✅✅
PS（聚苯乙烯）	1.04	40 – 70	70 – 85	✅✅
尼龙（聚酰胺）	1.13 – 1.15	70 – 90	70 – 80	✅✅✅
胶木（电木）	1.3	30 – 60	50 – 60	✅

SGMADA根据三种主要制造方法加工多种齿轮材料：

材料：尼龙（PA）、聚碳酸酯（PC）
- 尼龙（PA） 具有良好的自润滑性能、低摩擦、高耐磨性。
- 聚碳酸酯（PC） 具有高抗冲击性和强度，适用于电子和消费应用中的齿轮。

选择齿轮材料时需要考虑的因素有很多，作为微型齿轮领域的专家，SGMADA建议您在选择齿轮材料时考虑以下5个因素。

齿轮的负载强度决定了其在特定应用中的耐用性和可靠性。如果齿轮负载不足，将导致机械系统中的齿轮变形、噪声和振动。

温度适应性是指材料在不同温度条件下保持其机械性能的能力。对于齿轮设计，必须同时考虑 产生的热量 在齿轮运转过程中和 周围环境温度 变速箱在其中运转。

当齿轮暴露在其最佳范围之外的温度下时，可能会出现以下几个问题：

现在，我们来探究一下五种常见齿轮材料的温度适应性：

齿轮噪声的产生与材料摩擦、润滑特性、材料硬度等因素有着密切的关系，同时还要考虑齿轮的加工精度。

噪声来源及影响因素

材料	自润滑	摩擦	噪音表现	润滑要求
塑料（POM）	是的	低的	✅ 优秀	最小
胶木	不	缓和	✅ 好	需要外部润滑剂
尼龙（PA）	是的	低的	✅ 优秀	最小
钢合金	不	高的	❌ 贫穷	需要大量润滑
铁合金	不	缓和	✅ 好	需要润滑

请注意： 此材料分析表仅基于齿轮材料的特性。变速箱的整体噪音水平取决于多种因素，包括齿轮材料、制造精度、齿轮强度和齿轮啮合对齐。

在选择齿轮材料的时候，成本是一个关键因素，不同材料的价格、加工难度都会直接影响产品的性价比，下面就常见齿轮材料的成本、加工费进行对比分析。

特征	塑料（POM）	尼龙（PA66）	胶木	铁合金	钢合金
材料成本	中等的	高的	低的	中等的	高的
加工方法	注塑成型、数控切割	注塑成型、数控切割	压缩成型，数控切割	铸造，数控切割	铸造，数控切割
加工成本	低的	中等的	高的	高的	高的
批量生产成本	低的	中等的	高的	高的	高的
单位成本	低的	中等的	高的	高的	高的

齿轮的加工精度取决于制造齿轮的材料和方法。下面简单比较一下不同材料和加工方法的精度限制：