CN1862058A - 碳/碳复合材料制造的各种机械传动齿轮 - Google Patents

Abstract

一种采用碳纤维增强树脂及其碳/碳复合材料制造的各种机械传动齿轮，本发明主要包括有齿轮体、齿轮齿体、齿轮尖、齿与齿间凹槽构成，其以上构造呈一体装置，其制作方法是：将PAN基高强度碳纤维与金属或工程塑料进行复合或聚氧化钾稀进行复合材料制作，将碳纤维进行短切加工，以碳纤维50％－60％的固定物与金属或工程塑料进行复合或聚氧化钾烯材料进行复合压模固化成型。优点：具有高强度、高模量、耐高温、拒腐蚀、耐低温、不变型、自身润滑，适应机械产业化、节省时间、节约生产环节、节约劳动力、节省资源、环保卫生，没有加工废弃物，适用范围是适合所有机械、船舶、车辆、飞行器具、钟表、仪器、仪表、所有机械齿轮。

Description

碳/碳复合材料制造的各种机械传动齿轮

技术领域  采用碳纤维增强树脂及其碳/碳复合材料制造的机械传动齿轮装置。

背景技术  机械传动离不开各种型号齿轮。机械齿轮的加工工艺流程技术繁杂，有的是经过锻件基本成型，有的是铸造基本成型，均要经过机械设备进行加工制造或者采用专用设备加工等，还要经过热处理其增加齿轮的强度，在高速度运转中的齿轮还要加添润滑油，为了减轻齿轮与设备的总体重量，在齿轮制造毛坯时就在齿轮中心轴与轮齿的中间部位就设计加工出各种不同的对等图案空洞等，均为了延长齿轮使用寿命和降低齿轮与设备其总重量。降低机械设备总重量是非常重要的，在飞机和导弹的重量就显得更加重要和非同一般；飞机和导弹在设计制造时要求每一个部件力争减轻毫克，在1枚导弹的总体重量能减少1公斤重量就可以多射程16公里。如果将所有的机械设备齿轮改变为复合材料，可以换算成：需要油润滑的金属齿轮比重7.85以上与无油润滑的碳纤维复合材料齿轮比重2.0相比，碳纤维复合材料齿轮优势就不能与金属齿轮并论。对节约能源、有效的利用能源，提高各个行业技术水平与经济效益等均有十分重要的意义和广阔的运用空间。碳纤维复合材料齿轮及其碳/碳复合高级材料齿轮以自身润滑的优异性能，可省去润滑油的润滑，仅次一项对节能环保与经济价值的作用就非同一般性的技术进步。另外机械加工工艺中一般说来有两大比较很难以达到精度的要求：一是超大规模工件，二是最小的加工工件。这两者均会影响产业化。给商品的制造增加成本，增加人力与物力的投入，还要有大量的废品和次品出现。尤其钟表行业和微型减速机齿轮及微型机械齿轮均存在加工难度大、需要依靠油润滑以减少磨损和按期擦洗油泥等系列问题。传统的微型齿轮均依靠模具来冲压，再进行调质。因模具在选材时要求严格、设计、加工等造成自身成本比较昂贵、使用寿命又非常短暂，使用次数一般不会超过50000次左右，因此给产品增加了成本负担。价格昂贵的钟表是实在的成本，只有投入实在的成本才能达到精确的时间与最佳的产品。可精密机械应用的微型齿轮与钟表价格相比就显得让人难以接受。所以，现有庞大的机械加工业因没有经济效益和亏损大有夕阳可能。采用新技术、新工艺、新材料制造微型钟表齿轮和机械齿轮大有益处。完全可以引发机械制造与加工业的又一次革命。将对机械制造与加工业增加客观的经济效益和广泛的社会效益。因此，我们发明制造采用碳纤维复合材料齿轮及其碳/碳复合高级材料齿轮将会给工业体系机械设备工业装备带来新的革命。工业技术带来跳越式发展。碳纤维复合材料齿轮及其碳/碳复合高级材料齿轮还可以回收再利用等。

发明内容  本发明的目的是提供一种采用碳纤维增强树脂及其碳/碳复合材料制造的各种机械传动齿轮，本发明主要包括有齿轮体、齿轮齿体、齿轮尖、齿与齿间凹槽构成，其以上构造呈一体装置，其制作方法是：将PAN基高强度碳纤维与金属或工程塑料进行复合或聚氧化钾稀进行复合材料制作，将碳纤维进行短切加工，以碳纤维50％——60％的固定物与金属或工程塑料进行复合或聚氧化钾烯材料进行复合压模固化成型，废品率非常低、如果出现废品还可以重复利用再次加工。

本发明的原理是：我们根据新材料碳纤维其具有的功能和掌握复合材料的先进技术为基础，根据所需要的机械设备齿轮的技术参数及具体要求，采用模具方式，减少历史的传统工艺技术，其发挥碳纤维材料自身润滑、增加耐温、耐磨材料、易成形、加工工艺流程简单、减少诸多工艺环节，制造周期短，适应产业化能力、降低制造成本，与金属或工程塑料进行复合，用PAN基高强度碳纤维与(聚氧化钾稀)进行复合材料制造微型齿轮，是依据碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、拒腐蚀、耐低温、不变型、自身润滑等诸多优点及任何材料不及替代等与具有优越性能的(聚氧化钾稀)进行复合制造机械齿轮，无论是论机械性能还是加工工艺及其环保节能与经济效益和社会效益均是最佳方案的选择。均适合各种机械设备和机动车辆的配套使用，提高利用率与利润空间等优势。此项技术不但具有更高的技术地位，其次有着广泛的社会效益和丰厚的经济效益。

本发明各部件的作用是由以上所述的工艺、方法、材料配方等制造的齿轮及其微型齿轮使用寿命是金属材料制造齿轮的10倍以上。还可以省去油润滑，不需要清洗油泥。适应产业化、机械化、节省时间、节约生产环节、节约劳动力、节省资源、环保卫生，没有加工废弃物。

本发明的适用范围是适合所有机械、船舶、车辆、飞行器具、钟表、仪器、仪表、所有机械齿轮及其微型机械齿轮。

本发明优点是由此方法制造的微型齿轮使用寿命是金属材料制造齿轮的10倍以上。还可以省去油润滑，不需要清洗油泥，适应产业化、机械化、节省时间、节省生产环节、节约劳动力、节省资源、环保卫生，没有加工废弃物。所有工业的机械设备和机动车辆以及更多的机械均离不开齿轮的配套使用并需要大量的润滑油来润滑和冷却，达到增加齿轮的使用寿命。齿轮的制造工艺流程繁杂、耗费能源多，制造成的机械设备沉重。尤其机动车辆所增加的重量均需要配套的机械结构来配合，因此，造成机械设备和机动车辆的整体重量的增加，这就需要以消耗燃油为代价来换取设备转动功能和行走功能。所消耗量的燃油和其它能源真正服务于目的的只占百分之几，例如：原一台95马力的5吨货运解放牌载重汽车，已有89马力耗费在自身重量，仅有6马力才用到驱动半轴上。由此看来，如果想减轻机械设备总体重量就需要从每个零部件开始减轻。只有减轻了机械设备的总体重量，就会将机械设备及机动车辆所耗费的燃油和其它能源降低，以消耗很小的能源代价，获取更大的利益和效果。这样一来，将我们以50年可用尽的资源，最少可延长使用到100年。这是一个创举，不是一个简单的节约，这项技术的发明不但给普通工业的技术带来更新换代的发展，更重要的给航空航天工业带来机遇和优势发展空间。采用碳纤维与(聚氧化钾烯)复合材料制造钟表及微型无油润滑齿轮的技术装置育：将PAN基高强度碳纤维与(聚氧化钾稀)进行复合材料，将碳纤维进行短切加工，以碳纤维50％——60％的固定物与聚氧化钾烯材料进行复合其制造工艺简单、压模固化成型、不需要调质、模具可使用20万次以上。废品率非常低、如果出现废品还可以再次加工，由此方法制造的微型齿轮使用寿命是金属材料制造齿轮的10倍以上。还可以省去油润滑，不需要清洗油泥。适应产业化、机械化、节省时间、节约生产环节、节约劳动力、节省资源、环保卫生，没有加工废弃物。因此，用PAN基高强度碳纤维与(聚氧化钾稀)进行复合材料制造微型齿轮，是高新技术的又一结晶。

附图说明

图1是本发明的平面示意简图

具体实施方式  根据图1和所示的一种采用碳纤维增强树脂及其碳/碳复合材料制造的各种机械传动齿轮，本发明主要包括有齿轮体1、齿轮齿体2、齿轮尖3、齿与齿间凹槽4构成，其以上构造呈一体装置，其制作方法是：将PAN基高强度碳纤维与金属或工程塑料进行复合或聚氧化钾稀进行复合材料制作，将碳纤维进行短切加工，以碳纤维50％——60％的固定物与金属或工程塑料进行复合或聚氧化钾烯材料进行复合压模固化成型，废品率非常低、如果出现废品还可以重复利用再次加工。

Claims (3)

1、一种采用碳纤维增强树脂及其碳/碳复合材料制造的各种机械传动齿轮，本发明主要包括有齿轮体、齿轮齿体、齿轮尖、齿与齿间凹槽构成，其以上构造呈一体装置，其制作方法是：将PAN基高强度碳纤维与金属或工程塑料进行复合或聚氧化钾稀进行复合材料制作，将碳纤维进行短切加工，以碳纤维50％——60％的固定物与金属或工程塑料进行复合或聚氧化钾烯材料进行复合压模固化成型，废品率非常低、如果出现废品还可以重复利用再次加工，根据新材料碳纤维其具有的功能和掌握复合材料的先进技术为基础，根据所需要的机械设备齿轮的技术参数及具体要求，采用模具方式，模具可使用20万次以上，减少历史的传统工艺技术，其发挥碳纤维材料自身润滑、增加耐温、耐磨材料、易成形、加工工艺流程简单、减少诸多工艺环节，制造周期短，适应产业化能力、降低制造成本，碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、拒腐蚀、耐低温、不变型、自身润滑等诸多优点，适应产业化、机械化、节省时间、节约生产环节、节约劳动力、节省资源、环保卫生，没有加工废弃物，适用范围是适合所有机械、船舶、车辆、飞行器具、钟表、仪器、仪表、所有机械齿轮，。

2、根据权利要求职1所述的一种采用碳纤维增强树脂及其碳/碳复合材料制造的各种机械传动齿轮，其特征在于，将PAN基高强度碳纤维与金属或工程塑料进行复合或与聚氧化钾稀进行复合材料可制作各种大型机械传动齿轮。

3、根据权利要求职1所述的一种采用碳纤维增强树脂及其碳/碳复合材料制造的各种机械传动齿轮，其特征在于，将PAN基高强度碳纤维与聚氧化钾稀进行复合材料可制作各种微型机械传动齿轮。