ביצועי ההילוכים וחיי השירות של תיבת הילוכים תלויים בעיקר בתאימות החומרים המשמשים לגלגלי השיניים והצירים. בשל הפונקציות השונות שלהם, דרישות החומר לגלגלי שיניים ולפירים משתנות באופן משמעותי:
1. חומרי פיר: הדגשת חוזק וקשיחות, עם עמידות פיתול מעולה ועמידות בפני פגיעות
פירים חייבים להעביר מומנט ולעמוד במומנטים של כיפוף, הדורשים חוזק גבוה, קשיחות גבוהה (עמידה בפני פגיעות) ויכולת התקשות טובה.
חומרים נפוצים: 35CrMo, 42CrMo (פלדה מרווה ומחוסמת).
השוואה ומבחר:
ל-42CrMo חוזק מתיחה גבוה יותר (פחות או שווה ל-1100 MPa) ויכולת התקשות טובה יותר מ-35CrMo, מה שמקל על ייצור פירי עומס גדולים-בגדלים- (כגון פירי פלט), ועלותו דומה, מה שהופך אותו לבחירה המועדפת עבור חומרי פיר.
2. חומרי ציוד: עמידות בפני שחיקה והתנגדות עייפות, איזון משטח ומאפייני הליבה
כאשר גלגלי השיניים משתלבים, משטחי השן חייבים להיות עמידים- בפני שחיקה (קשיות גבוהה), בעוד ששורשי השיניים חייבים לעמוד בפני שבר עייפות (קשיחות גבוהה), תוך הסתמכות על פלדה קרבורית (קרבור משטח וריבוי, עם ליבה חזקה וקשוחה).
פתרון מסורתי: 20CrMnMo (קשיות משטח השיניים 54–58 HRC לאחר הקרבור, קשיות הליבה 33–38 HRC).
אפשרויות משודרגות: 20CrNi2Mo, 17CrNiMo6 (פלדה קרבורית בעלת ביצועים גבוהים-).
היתרונות של 17CrNiMo6:
אלמנטים מסגסוגת (Cr/Mo משפרים את יעילות הקרבוריזציה והקשיחות, Ni מייעל את הקשיחות) פועלים בצורה סינרגטית, וכתוצאה מכך חוזק כיפוף מעל 200 MPa גבוה מ-20CrNi2Mo;
חלון רחב לטיפול בחום, בקרת עלויות קלה, מתאים ליישומים-במהירות גבוהה,-עומס רב ודיוק-גבוהה.
3.היגיון בחירה: איזון בין ביצועים לעלות
פירים: תעדוף 42CrMo (ביצועים טובים יותר, עלות ניתנת לשליטה);
הילוכים: בחר 17CrNiMo6 ליישומים-מתקדמים (ביצועים מכניים משמעותיים ויתרונות טיפול בחום), והשתמש ב-20CrMnMo לתנאים קונבנציונליים.
התאמת חומרים מדויקת היא עמוד התווך לשיפור האמינות והארכת חיי השירות של מפחיתים.