Hammasrattad on jõuülekandesüsteemi komponendid. Kõiki käitatavaid masinaelemente juhitakse hammasrataste abil, mis reguleerivad pöördemomenti, kiirust ja pöörlemissuunda. Erinevat tüüpi hammasratastel on palju keerukust. Tegelikult ei ole püügivahendite valimine lihtne protsess. See sõltub paljudest kaalutlustest. Mõjuteguriteks on füüsiline ruum ja võlli paigutus, ülekandearv, koormus, täpsus ja kvaliteeditase.
Paljud hammasrattad on loodud erinevatest materjalidest ja erinevate jõudluskriteeriumidega, olenevalt tööstuslikust kasutusest. Neid käike on erineva võimsuse, suuruse ja kiiruse suhtega. Peamine funktsioon on aga teisendada peamootori sisend suure pöördemomendi ja madala pöörete arvuga väljundiks. Nendel käigukastide perekondadel on rakendusi alates põllumajandusest kuni kosmosetööstuseni.
Hammasratta materjalid
Hammasrataste valmistamiseks saab kasutada paljusid eri tüüpi terast, pronksi, malmi, messingit, kõrgtugevat malmi, alumiiniumi, metallipulbrit ja polümeere. Teras on nendest materjalidest kõige levinum ja atraktiivsem, mis annab võidu kombinatsiooni kõrgest tugevuse ja kaalu suhtest, heast kulumiskindlusest, võimest parandada füüsilisi omadusi kuumtöötlemise abil ja konkurentsivõimelise hinnaga.
Kõrge hinnaga materjalid ei pruugi garanteerida paremat varustust. Mõne rakenduse jaoks võib vaja minna alumiiniumi, messingit, pronksi, polümeere, fenoolseid materjale, erineva koostisega metallipulbrit või roostevaba terast. Käigukate materjalid jagunevad kahte tüüpi: metallilised ja mittemetallilised. Polümeerid, elastomeerid, keraamika, klaas ja komposiitmaterjalid on mittemetalliliste materjalide viis põhitüüpi. Metallmaterjalid liigitatakse kahte tüüpi: mustmetallid, mille hulka kuulub ka teras, ja värvilised metallid, mis hõlmavad pronksi ja alumiiniumisulameid.
Nende oluliste elementide täitmiseks on saadaval lai valik materjale. Käikudes kasutatavad materjalid võivad ulatuda puidust tänapäevaste sünteetiliste materjalideni, aga ka mustmetallideni, värvilistesse metallidesse, pulbrilistesse metallidesse ja plastidesse. Samuti on avastatud kivist valmistatud iidseid hammasrattaid. Kasutatav materjal mõjutab kandevõimet, tugevust, löögikindlust, kasutusiga ja käigu maksumust.
Kuidas valida hammasratta materjali
Esiteks tuleks käigu materjal valida vastavalt rakenduse funktsioonile. Täpselt valmistatud käigu disain ebaõnnestub, kui materjal ei sobi vajalikuks tööks. Valitud materjal mõjutab tootmisprotsessi.
Otsus põhineb teenindus-, tootmis- ja majandusvajadustel. Lihtsamalt öeldes edastavad hammasrattad jõudu või liikumist. Terast kasutatakse enamikus jõuülekande käikudes. Erandiks on pronkshammasratastega kasutamiseks mõeldud terasest tiguülekanded ja võimsuse vähendamiseks mõeldud plastik. Enamik hammasrattaid peab kandma suuri koormusi ja vajavad tugevuse ja kulumiskindluse parandamiseks kuumtöötlust. Ainult liikuvate hammasrataste valmistamiseks kasutatakse tavaliselt plast- või värvilisi materjale.
Käigumaterjali valimine on keeruline ja see peab olema seotud rakenduse ainulaadse koormuse ja kasutusea nõuetega. Arvesse tuleb võtta materjalide ühilduvust, keemilist koostist, koostist, mehaanilisi omadusi ja paaritusvarustuse maksumust. Olenevalt ülekande materjalist võib olla vajalik korrosioonikindlus ning elektrilised või magnetilised omadused.
