CN103727203B - 复合齿轮和齿轮轴 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合齿轮和包括该复合齿轮的齿轮轴。该复合齿轮包括齿轮本体和耐磨层,其中齿轮本体采用纤维增强聚酰胺复合材料通过注塑成型制成,耐磨层采用耐磨组合物通过注塑或喷涂或刮涂到齿轮本体的外表面上。本发明提供的复合齿轮,采用包括齿轮本体和耐磨层的双元结构,齿轮本体采用纤维增强聚酰胺复合材料制成,提供复合齿轮所需的高力学强度、较小的热线性膨胀系数、良好的阻燃、抗静电能力;耐磨层采用耐磨组合物制成,以提供复合材料的力学强度为辅,增强耐磨性为主,使复合齿轮的摩擦系数低、耐磨性和自润滑性好;合理的材料和合适的工艺,使齿轮本体和耐磨层的粘合力优,使复合齿轮具有良好的综合性能。

Description

复合齿轮和齿轮轴
技术领域
本发明涉及齿轮加工领域,更具体而言,涉及一种高强度、耐磨损的复合齿轮和包含该复合齿轮的齿轮轴。
背景技术
因塑料齿轮具有质量轻、噪音低等优点,使塑料齿轮的应用越来越广泛,但是,现有的塑料齿轮一般均采用同一种材料注塑成型,无法改变塑料齿轮存在的力学性能、尺寸稳定性、磨损性和耐热性均较差的诸多弊端。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此,本发明的第一个方面的目的在于,提供一种力学强度好、尺寸稳定性好、耐磨性能好的复合齿轮。
本发明的第二个方面的目的在于,提供一种包括该复合齿轮的齿轮轴。
为实现上述目的,本发明第一个方面的实施例提供了一种复合齿轮,包括:齿轮本体,所述齿轮本体采用纤维增强聚酰胺复合材料通过注塑成型制成;和耐磨层,所述耐磨层采用耐磨组合物通过注塑或喷涂或刮涂到所述齿轮本体的外表面上。
本发明实施例提供的复合齿轮,包括齿轮本体和耐磨层,齿轮本体采用纤维增强聚酰胺复合材料制成,使齿轮本体的强度高,力学性能好;耐磨层覆盖在齿轮本体的外表面上,且采用耐磨组合物制成,使复合齿轮的耐磨性能好。
齿轮本体通过注塑成型,耐磨层通过注塑或喷涂或刮涂到齿轮本体的外表面上,减少了复合齿轮的后续机加工,避免了后续机加工造成的材料微观组织的机械损伤,保持了复合齿轮完整的外层。
综上所述,本发明实施例提供的复合齿轮,强度高、耐磨性能好,且无需机械加工损伤材料的微观组织,保证了齿轮的完整外层。
另外,根据本发明上述实施例提供的复合齿轮还具有如下附加技术特征:
根据本发明的一个实施例,所述纤维增强聚酰胺复合材料包含的组分以及各组分的质量含量为:聚酰胺基体组分:30%~92%;纤维增强组分:5%~67%;润滑剂:2%~25%;弹性体:0.1%~15%;抗氧化剂:0.1%~1%;偶联剂:0.2%~5%。
根据本发明的一个实施例,所述聚酰胺基体组分包含的组分及各组分在所述纤维增强聚酰胺复合材料中的质量含量为:聚酰胺树脂:30%~70%,聚苯硫醚:0%~20%,聚苯醚:0%~20%,改性环氧树脂:0%~5%;所述纤维增强组分包含的组分及各组分在所述纤维增强聚酰胺复合材料中的质量含量为:碳纤维:5%~50%,玻璃纤维、有机聚合物纤维、金属纤维、纳米晶须、矿物质中的任意一种或几种:0%~20%;所述润滑剂包含的组分及各组分在所述纤维增强聚酰胺复合材料中的质量含量为:二硫化钼:1%~10%,聚四氟乙烯:1%~10%,碳化硅、硅油、高分子量聚乙烯粉末、石墨粉和碳纤维中的任意一种或几种:0%~5%;所述弹性体包含的组分及各组分在所述纤维增强聚酰胺复合材料中的质量含量为:有机硅树脂弹性体:0.1%~5%,聚氨酯类弹性体、聚烯烃类弹性体和丙烯酸类弹性体中的任意一种或几种:0%~10%。
根据本发明的一个实施例,所述耐磨组合物包含的组分以及各组分的质量含量为:树脂基体:60%~90%;弹性增强组分:2%~30%;耐磨增强组分:1%~10%。
根据本发明的一个实施例,所述树脂基体包括环氧树脂系基体和/或聚氨酯系基体;所述弹性增强组分包括端羧基丁晴橡胶、聚氨酯类弹性体、聚烯烃类弹性体和丙烯酸类弹性体中的任意一种或几种;所述耐磨增强组分包括二硫化钼、碳化硅、碳纤维和聚四氟乙烯中的任意一种或几种。
根据本发明的一个实施例,所述耐磨层的厚度为0.2~2mm。
根据本发明的一个实施例,所述齿轮本体上设有多个可减少变形的孔,且多个所述可减少变形的孔关于所述复合齿轮的轴线对称设置。
根据本发明的一个实施例,所述可减少变形的孔为圆形孔或腰形孔。
本发明第二个方面的实施例提供了一种齿轮轴,包括转轴和上述任一实施例所述的复合齿轮,所述转轴与所述复合齿轮为一体式结构。
根据本发明的一个实施例,所述齿轮轴采用两次注塑成型制成,一次注塑成型所述转轴和所述复合齿轮的齿轮本体,另一次注塑成型所述复合齿轮的耐磨层,所述耐磨层位于所述齿轮本体的外表面上。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明第一个实施例所述的复合齿轮的结构示意图;
图2是根据本发明第二个实施例所述的复合齿轮的结构示意图;
图3是根据本发明第三个实施例所述的复合齿轮的结构示意图;
图4是根据本发明第四个实施例所述的齿轮轴的结构示意图。
其中,图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
1复合齿轮,11齿轮本体,110可减小变形的孔,12耐磨层,2转轴
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1至图3所示,根据本发明一些实施例提供的一种复合齿轮1,包括齿轮本体11和耐磨层12。
其中,所述齿轮本体11采用纤维增强聚酰胺复合材料通过注塑成型制成;
所述耐磨层12采用耐磨组合物通过注塑或喷涂或刮涂到所述齿轮本体11的外表面上。
本发明实施例提供的复合齿轮,包括齿轮本体和耐磨层,齿轮本体采用纤维增强聚酰胺复合材料制成,使齿轮本体的强度高,力学性能好;耐磨层覆盖在齿轮本体的外表面上,且采用耐磨组合物制成,使复合齿轮的耐磨性能好。
齿轮本体通过注塑成型,耐磨层通过注塑或喷涂或刮涂到齿轮本体的外表面上,减少了复合齿轮的后续机加工,避免了后续机加工造成的材料微观组织的机械损伤,保持了复合齿轮完整的外层。
综上所述,本发明实施例提供的复合齿轮,强度高、耐磨性能好,且无需机械加工损伤材料的微观组织,保证了复合齿轮的完整外层。
在本发明的一具体实施例中,所述纤维增强聚酰胺复合材料包含的组分以及各组分的质量含量为:聚酰胺基体组分:30%~92%;纤维增强组分:5%~67%;润滑剂:2%~25%;弹性体:0.1%~15%;抗氧化剂:0.1%~1%;偶联剂:0.2%~5%。
优选地,所述聚酰胺基体组分包含的组分及各组分在所述纤维增强聚酰胺复合材料中的质量含量为:
聚酰胺树脂:30%~70%,聚苯硫醚:0%~20%,聚苯醚:0%~20%,改性环氧树脂:0%~5%;
所述纤维增强组分包含的组分及各组分在所述纤维增强聚酰胺复合材料中的质量含量为:
碳纤维:5%~50%,玻璃纤维、有机聚合物纤维、金属纤维、纳米晶须、矿物质中的任意一种或几种:0%~20%;
所述润滑剂包含的组分及各组分在所述纤维增强聚酰胺复合材料中的质量含量为:
二硫化钼:1%~10%,聚四氟乙烯:1%~10%,碳化硅、硅油、高分子量聚乙烯粉末、石墨粉和碳纤维中的任意一种或几种:0%~5%;
所述弹性体包含的组分及各组分在所述纤维增强聚酰胺复合材料中的质量含量为:
有机硅树脂弹性体:0.1%~5%,聚氨酯类弹性体、聚烯烃类弹性体和丙烯酸类弹性体中的任意一种或几种:0%~10%。
本发明上述实施例提供的纤维增强聚酰胺复合材料中,包括聚酰胺基体组分、增强纤维组分、润滑剂、弹性体、抗氧化剂和偶联剂,其中聚酰胺基体组分可将复合材料体系中的各组分粘结在一起;增强纤维组分可提高复合材料的强度和硬度,改善复合材料的抗冲击能力;润滑剂用于提高复合材料的耐磨损性能;弹性体可提高材料的韧性,尤其是低温韧性,同时可以提高材料的表面抗磨损性;抗氧化剂可减少复合材料在加工过程中由于高温造成的分子链的断裂;偶联剂是分子“胶水”,可将聚酰胺基体组分和增强纤维组分键接在一起,提高材料的力学性能。
综上所述,本发明实施例提供的纤维增强聚酰胺复合材料的拉伸强度、弯曲强度、抗冲击强度等力学强度好,热线性膨胀系数小,阻燃、抗静电性能优良,使齿轮本体的强度高、综合性能良好。
需要说明的是,本发明上述实施例中的高分子量聚乙烯粉末是指分子量大于100万的聚乙烯的粉末。
在本发明的另一具体实施例中,所述耐磨组合物包含的组分以及各组分的质量含量为:树脂基体:60%~90%;弹性增强组分:2%~30%;耐磨增强组分:1%~10%。
优选地,所述树脂基体包括环氧树脂系基体和/或聚氨酯系基体;
所述弹性增强组分包括端羧基丁晴橡胶、聚氨酯类弹性体、聚烯烃类弹性体和丙烯酸类弹性体中的任意一种或几种;
所述耐磨增强组分包括二硫化钼、碳化硅、碳纤维和聚四氟乙烯中的任意一种或几种。
本发明上述实施例提供的耐磨组合物,包括树脂基体、弹性增强组分和耐磨增强组分三部分,其中,树脂基体为耐磨组合物的主体部分,是基础;基于热固性材料本身所存在的耐冲击强度差、韧性差等弊端,通过加入大分子量的弹性增强组分,使弹性增强组分与树脂基体形成分散岛结构,提高材料的断裂伸长率和弯曲变形,进而提升和改善材料的力学性能;耐磨增强组分用来改善材料的耐磨性、摩擦系数以及导热性等。
综上所述,本发明实施例提供的耐磨组合物,硬度高、耐磨损性能好,使得复合齿轮的硬度高,耐磨损性能好,延长了复合齿轮的使用寿命,同时降低了复合齿轮的检修频率。
进一步,所述耐磨层12的厚度为0.2~2mm。
由于耐磨组合物的硬度高、脆性大,因此耐磨层的厚度为0.2~2mm时,耐磨层与齿轮本体的附着力好,即耐磨层与齿轮本体发生变形时的同步性好。
在本发明的一实施例中,如图2和图3所示,所述齿轮本体11上设有多个可减少变形的孔110,且多个所述可减少变形的孔110关于所述复合齿轮1的轴线对称设置。
优选地,所述可减少变形的孔110的内壁面为圆滑曲面。
在图2所示的具体实施例中,所述可减少变形的孔110为圆形孔;在图3所示的具体实施例中,所述可减少变形的孔110为腰形孔。
齿轮本体上设有多个可减少变形的孔,且多个可减少变形的孔沿齿轮的轴线对称设置,以减小复合齿轮受力时的变形;可减少变形的孔的内壁面为圆滑曲面,避免复合齿轮受力后,在孔的内壁面上的尖角或直角处产生应力集中。
需要说明的是,可减少变形的孔除了可以为圆形孔或腰形孔,还可以为其他的弧形孔,在此不一一赘述,但是其应用均应包括在本发明的保护范围内。
下面结合具体实施例来说明本发明提供的复合齿轮。
实施例一:
纤维增强聚酰胺复合材料包含的具体组分及各组分的质量含量为:聚酰胺树脂:54.8%,聚苯醚:8.2%,改性环氧树脂:0.5%,碳纤维:22%,玻璃纤维:8%,二硫化钼:2%,聚四氟乙烯:1.5%,有机硅树脂弹性体:1.5%,抗氧化剂:0.5%,偶联剂:1%。
耐磨组合物包含的组分及各组分的质量含量为:改性环氧树脂:63%,聚酰胺固化剂:27%,端羧基丁晴橡胶:7%,碳纳米管:2%,纳米级二硫化钼:1%。
(一)制备齿轮本体
I)对碳纤维进行处理:①将预处理的碳纤维浸泡在质量分数为50%的硝酸中进行氧化,1h后取出,并用离心机甩干;②用去离子水冲洗至碳纤维本身不再显示酸性为止;③在100~110℃下烘4h,冷却至室温;④将氧化后的碳纤维在含体积含量为1.5%的偶联剂与体积含量为2%的改性环氧树脂的乙醇溶液中进行浸泡1.5h,中间每隔12min翻动一次,时间到取出,并在室温下晾干。
II)对二硫化钼进行预处理:①先将二硫化钼粉在真空烘箱中于100℃下烘5h;②与偶联剂混合均匀。
III)将聚酰胺树脂、聚苯醚、有机硅树脂弹性体、聚四氟乙烯、氧化剂、二硫化钼在三维混合机中混合10min,然后加入平行同向双螺杆挤出机的1区料斗中,开动机器,设定参数如下:螺杆转速:30r/min,9个温度控制区的控制温度分别为:第一温度控制区190~210℃,第二温度控制区190~210℃,第三温度控制区190~210℃,第四温度控制区200~220℃,第五温度控制区200~220℃,第六温度控制区210~230℃,第七温度控制区220~230℃,第八温度控制区220~230℃,第九温度控制区220~230℃,在第四温度控制区上口加入玻璃纤维;在第六温度控制区加入已经预处理过的碳纤维;在第九温度控制区上口抽真空除水、除低沸点杂质,真空度大于95kpa,进行拉伸、造粒、烘干,备用。
在步骤III)中,分区加料是为了有效控制和保证增强纤维的长度,既不能太短,也不能太长,实现增强纤维的长度在1~3mm。
IV)将干燥后的复合材料的合金粒子加入注塑机中进行注塑成型,制得齿轮本体,注塑机的设定参数为:注射压力:60~150MPa;保压压力:30~60MPa;背压压力:3.0~30MPa;螺杆转速:30~50r/min;模具温度:80~160℃;热流道温度:240~270℃;锁模力:40000~70000kg;料筒后端温度:220~230℃;料筒中端温度:230~240℃;料筒前端温度:240~250℃;喷嘴温度:240~260℃。
复合材料的干燥条件:在真空烘箱(真空度大于95kpa)中于95℃下烘6h,直至水分含量小于0.1%为止。
在步骤IV)中,螺杆参数的选择也很关键,注塑成型加工所用螺杆机的螺杆要求:长径比L/D为12~20,压缩比为C/R为2~3。
(二)制备耐磨组合物
I)将改性环氧树脂和聚酰胺固化剂预热3小时,预热温度为45℃;
II)将改性环氧树脂、端羧基丁晴橡胶、聚酰胺固化剂、碳纳米管、纳米级二硫化钼混合后搅拌均匀。
(三)将耐磨组合物成型到齿轮本体的外表面上,制备复合齿轮
I)将齿轮本体用砂纸打磨、去油,并用丙酮溶液浸泡10分钟,晾干,然后将耐磨组合物喷涂或刮涂或用两色注塑机注塑到已经制备好的齿轮本体的外表面上,制得复合齿轮;
II)对复合齿轮进行后处理:将复合齿轮放在100℃的热水中煮沸6h后,自然降温至室温;再放置10天,使其充分释放内应力。
实施例二:
纤维增强聚酰胺复合材料包含的具体组分及各组分的质量含量为:聚酰胺树脂:30%,聚苯硫醚:3.5%,改性环氧树脂:0.1%,碳纤维:50%,金属纤维:0.1%,二硫化钼:10%,聚四氟乙烯:1%,有机硅树脂弹性体:5%,抗氧化剂:0.1%,偶联剂:0.2%。
耐磨组合物包含的组分及各组分的质量含量为:改性环氧树脂:50%,聚酰胺固化剂:15%,端羧基丁晴橡胶:27%,碳纳米管:5%,纳米级二硫化钼:2%,聚四氟乙烯:1%。
(一)制备齿轮本体
I)对碳纤维进行处理:①将碳纤维在600℃马弗炉中灼烧40min;②将降至室温的碳纤维浸入硝酸溶液(浓硝酸与水的体积比为4:1)中3h,取出,压干,用去离子水冲洗至中性;③在100℃下烘5h;④在所述碳纤维上涂敷含改性环氧树脂或偶联剂的乙醇溶剂,并烘干;
II)对二硫化钼进行预处理:①先将二硫化钼粉在真空烘箱中于120℃下烘3h;②与偶联剂混合均匀。
III)将聚酰胺树脂、聚苯硫醚、有机硅树脂弹性体、聚四氟乙烯、氧化剂、二硫化钼在三维混合机中混合10min,然后加入平行同向双螺杆挤出机的1区料斗中,进行拉伸、造粒,其中螺杆转速为60r/min,9个温度控制区的控制温度与实施例一相同,在第四温度控制区上口加入金属纤维;在第六温度控制区加入已经预处理过的碳纤维;在第九温度控制区上口抽真空除水、除低沸点杂质。
IV)将干燥后的复合材料的合金粒子加入注塑机中进行注塑成型(注塑机的工作参数与实施例一相同),制得齿轮本体。
(二)制备耐磨组合物
1)将改性环氧树脂和聚酰胺固化剂预热4小时,预热温度为40℃;
2)将改性环氧树脂、端羧基丁晴橡胶、聚酰胺固化剂、碳纳米管、纳米级二硫化钼和聚四氟乙烯混合后搅拌均匀。
(三)将耐磨组合物成型到齿轮本体的外表面上,制备复合齿轮
I)将齿轮本体用砂纸打磨、去油,并用丙酮溶液浸泡10分钟,晾干,然后将耐磨组合物喷涂或刮涂或用两色注塑机注塑到已经制备好的齿轮本体的外表面上,制得复合齿轮;
II)对复合齿轮进行后处理:将复合齿轮放在100℃的热水中煮沸6h后,自然降温至室温;再放置10天,使其充分释放内应力。
实施例三:
纤维增强聚酰胺复合材料包含的具体组分及各组分的质量含量为:聚酰胺树脂:65%,聚苯硫醚:3%,聚苯醚:7.5%,改性环氧树脂:5%,碳纤维:5%,玻璃纤维:0.5%,二硫化钼:1%,聚四氟乙烯:6.9%,有机硅树脂弹性体:0.1%,抗氧化剂:1%,偶联剂:5%。
耐磨组合物包含的组分及各组分的质量含量为:聚醚齐聚物:60%,异氰酸酯齐聚物:20%,端羧基丁晴橡胶:15%,碳纳米管:3%,纳米级二硫化钼:2%。
(一)制备齿轮本体
I)对碳纤维进行处理:①将碳纤维在400℃马弗炉中灼烧50min;②将降至室温的碳纤维浸入硝酸溶液(浓硝酸与水的体积比为5:1)中2.5h,取出,压干,用去离子水冲洗至中性;③在110℃下烘4h;④在所述碳纤维上涂敷含改性环氧树脂或偶联剂的乙醇溶剂,并烘干;
II)对二硫化钼进行预处理:①先将二硫化钼粉在真空烘箱中于120℃下烘4h;②与偶联剂混合均匀。
III)将聚酰胺树脂、聚苯醚、聚苯硫醚、有机硅树脂弹性体、聚四氟乙烯、氧化剂、二硫化钼在三维混合机中混合10min,然后加入平行同向双螺杆挤出机的1区料斗中进行拉伸、造粒,其中螺杆转速和9个温度控制区的控制温度与实施例一相同,并在第四温度控制区上口加入玻璃纤维;在第六温度控制区加入已经预处理过的碳纤维;在第九温度控制区上口抽真空除水、除低沸点杂质。
IV)将干燥后的复合材料的合金粒子加入注塑机中进行注塑成型,注塑机的工作参数与实施例一相同,制得齿轮本体。
(二)制备耐磨组合物
1)将聚醚齐聚物和异氰酸酯齐聚物预热3小时,预热温度为110℃;
2)将聚醚齐聚物、端羧基丁晴橡胶、异氰酸酯齐聚物、碳纳米管、纳米级二硫化钼混合后搅拌均匀。
(三)将耐磨组合物成型到齿轮本体的外表面上,制备复合齿轮
I)将齿轮本体用砂纸打磨、去油,并用丙酮溶液浸泡10分钟,晾干,然后将耐磨组合物喷涂或刮涂或用两色注塑机注塑到已经制备好的齿轮本体的外表面上,制得复合齿轮;
II)对复合齿轮进行后处理:将复合齿轮放在100℃的热水中煮沸6h后,自然降温至室温;再放置10天,使其充分释放内应力。
本发明上述实施例提供的复合齿轮均包括齿轮本体和耐磨层,齿轮本体均采用纤维增强聚酰胺复合材料制成,使齿轮本体的强度高,力学性能好;耐磨层覆盖在齿轮本体的外表面上,且均采用耐磨组合物制成,使复合齿轮的耐磨性能好,从而提高了复合齿轮的强度、力学性能和耐磨性,延长了复合齿轮的使用寿命,节省了成本。
本发明另一方面的实施例提供了一种齿轮轴,如图4所示,包括转轴2和上述任一实施例所述的复合齿轮1,且所述转轴2与所述复合齿轮1为一体式结构。
优选地,所述齿轮轴采用两次注塑成型制成,一次注塑成型所述转轴2和所述复合齿轮1的齿轮本体11,另一次注塑成型所述复合齿轮1的耐磨层12,所述耐磨层12位于所述齿轮本体11的外表面上。
本实施例提供的齿轮轴,通过两次注塑成型制成,一方面提高了齿轮轴的加工效率,另一方面,齿轮轴经两次注塑成型后,无需对齿轮轴进行后续的机械加工,避免了后续机械加工造成的材料微观组织损伤,保持了齿轮轴完整的外层,使齿轮轴的强度高、耐磨性能好、热线膨胀系数小,可在煤矿下较高温度、湿度,较大的负载、扭矩的工况下使用。
当然,齿轮轴上的耐磨层同样可以通过喷涂或刮涂的方式成型到齿轮本体的外表面上。
综上所述,本发明提供的复合齿轮,包括齿轮本体和耐磨层,齿轮本体采用纤维增强聚酰胺复合材料制成,耐磨层采用耐磨组合物制成,复合齿轮采用包括齿轮本体和耐磨层的双元结构,齿轮本体提供复合齿轮所需的高力学强度、较小的热线性膨胀系数、良好的阻燃、抗静电能力;耐磨层以提供复合齿轮所需的力学强度为辅,增强耐磨性为主,使复合齿轮的摩擦系数低、耐磨性和自润滑性好;合理的材料选择,再加上合适的加工工艺,使齿轮本体和耐磨层的粘合力优,使复合齿轮具有良好的综合性能,可在煤矿下较高温度、湿度,较大的负载、扭矩的工况下使用。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复合齿轮,其特征在于,包括:
齿轮本体,所述齿轮本体采用纤维增强聚酰胺复合材料通过注塑成型制成;和
耐磨层,所述耐磨层采用耐磨组合物通过注塑或喷涂或刮涂到所述齿轮本体的外表面上;
所述纤维增强聚酰胺复合材料包含的组分以及各组分的质量含量为:
聚酰胺基体组分:30%~92%;
纤维增强组分:5%~67%;
润滑剂:2%~25%;
弹性体:0.1%~15%;
抗氧化剂:0.1%~1%;
偶联剂:0.2%~5%;
所述聚酰胺基体组分包含的组分及各组分在所述纤维增强聚酰胺复合材料中的质量含量为:
聚酰胺树脂:30%~70%,聚苯硫醚:0%~20%,聚苯醚:0%~20%,改性环氧树脂:0%~5%;
所述纤维增强组分包含的组分及各组分在所述纤维增强聚酰胺复合材料中的质量含量为:
碳纤维:5%~50%,玻璃纤维、有机聚合物纤维、金属纤维、纳米晶须、矿物质中的任意一种或几种:0%~20%;
所述润滑剂包含的组分及各组分在所述纤维增强聚酰胺复合材料中的质量含量为:
二硫化钼:1%~10%,聚四氟乙烯:1%~10%,碳化硅、硅油、高分子量聚乙烯粉末、石墨粉和碳纤维中的任意一种或几种:0%~5%;
所述弹性体包含的组分及各组分在所述纤维增强聚酰胺复合材料中的质量含量为:
有机硅树脂弹性体:0.1%~5%,聚氨酯类弹性体、聚烯烃类弹性体和丙烯酸类弹性体中的任意一种或几种:0%~10%;
所述耐磨组合物包含的组分以及各组分的质量含量为:
树脂基体:60%~90%;
弹性增强组分:2%~30%;
耐磨增强组分:1%~10%。
2.根据权利要求1所述的复合齿轮,其特征在于,
所述树脂基体包括环氧树脂系基体和/或聚氨酯系基体;
所述弹性增强组分包括端羧基丁晴橡胶、聚氨酯类弹性体、聚烯烃类弹性体和丙烯酸类弹性体中的任意一种或几种;
所述耐磨增强组分包括二硫化钼、碳化硅、碳纤维和聚四氟乙烯中的任意一种或几种。
3.根据权利要求2所述的复合齿轮,其特征在于,
所述耐磨层的厚度为0.2~2mm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合齿轮,其特征在于,
所述齿轮本体上设有多个可减少变形的孔,且多个所述可减少变形的孔关于所述复合齿轮的轴线对称设置。
5.根据权利要求4所述的复合齿轮,其特征在于,
所述可减少变形的孔为圆形孔或腰形孔。
6.一种齿轮轴,其特征在于,包括:
转轴;和
如权利要求1至5中任一项所述的复合齿轮,所述转轴与所述复合齿轮为一体式结构。
7.根据权利要求6所述的齿轮轴,其特征在于,
所述齿轮轴采用两次注塑成型制成,一次注塑成型所述转轴和所述复合齿轮的齿轮本体,另一次注塑成型所述复合齿轮的耐磨层,所述耐磨层位于所述齿轮本体的外表面上。
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