專利名稱：碳/碳復(fù)合材料制造的各種機(jī)械傳動(dòng)齒輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
采用碳纖維增強(qiáng)樹脂及其碳/碳復(fù)合材料制造的機(jī)械傳動(dòng)齒輪裝置。
背景技術(shù)：
機(jī)械傳動(dòng)離不開各種型號(hào)齒輪。機(jī)械齒輪的加工工藝流程技術(shù)繁雜，有的是經(jīng)過(guò)鍛件基本成型，有的是鑄造基本成型，均要經(jīng)過(guò)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行加工制造或者采用專用設(shè)備加工等，還要經(jīng)過(guò)熱處理其增加齒輪的強(qiáng)度，在高速度運(yùn)轉(zhuǎn)中的齒輪還要加添潤(rùn)滑油，為了減輕齒輪與設(shè)備的總體重量，在齒輪制造毛坯時(shí)就在齒輪中心軸與輪齒的中間部位就設(shè)計(jì)加工出各種不同的對(duì)等圖案空洞等，均為了延長(zhǎng)齒輪使用壽命和降低齒輪與設(shè)備其總重量。降低機(jī)械設(shè)備總重量是非常重要的，在飛機(jī)和導(dǎo)彈的重量就顯得更加重要和非同一般；飛機(jī)和導(dǎo)彈在設(shè)計(jì)制造時(shí)要求每一個(gè)部件力爭(zhēng)減輕毫克，在1枚導(dǎo)彈的總體重量能減少1公斤重量就可以多射程16公里。如果將所有的機(jī)械設(shè)備齒輪改變?yōu)閺?fù)合材料，可以換算成需要油潤(rùn)滑的金屬齒輪比重7.85以上與無(wú)油潤(rùn)滑的碳纖維復(fù)合材料齒輪比重2.0相比，碳纖維復(fù)合材料齒輪優(yōu)勢(shì)就不能與金屬齒輪并論。對(duì)節(jié)約能源、有效的利用能源，提高各個(gè)行業(yè)技術(shù)水平與經(jīng)濟(jì)效益等均有十分重要的意義和廣闊的運(yùn)用空間。碳纖維復(fù)合材料齒輪及其碳/碳復(fù)合高級(jí)材料齒輪以自身潤(rùn)滑的優(yōu)異性能，可省去潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑，僅次一項(xiàng)對(duì)節(jié)能環(huán)保與經(jīng)濟(jì)價(jià)值的作用就非同一般性的技術(shù)進(jìn)步。另外機(jī)械加工工藝中一般說(shuō)來(lái)有兩大比較很難以達(dá)到精度的要求一是超大規(guī)模工件，二是最小的加工工件。這兩者均會(huì)影響產(chǎn)業(yè)化。給商品的制造增加成本，增加人力與物力的投入，還要有大量的廢品和次品出現(xiàn)。尤其鐘表行業(yè)和微型減速機(jī)齒輪及微型機(jī)械齒輪均存在加工難度大、需要依靠油潤(rùn)滑以減少磨損和按期擦洗油泥等系列問(wèn)題。傳統(tǒng)的微型齒輪均依靠模具來(lái)沖壓，再進(jìn)行調(diào)質(zhì)。因模具在選材時(shí)要求嚴(yán)格、設(shè)計(jì)、加工等造成自身成本比較昂貴、使用壽命又非常短暫，使用次數(shù)一般不會(huì)超過(guò)50000次左右，因此給產(chǎn)品增加了成本負(fù)擔(dān)。價(jià)格昂貴的鐘表是實(shí)在的成本，只有投入實(shí)在的成本才能達(dá)到精確的時(shí)間與最佳的產(chǎn)品?？删軝C(jī)械應(yīng)用的微型齒輪與鐘表價(jià)格相比就顯得讓人難以接受。所以，現(xiàn)有龐大的機(jī)械加工業(yè)因沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益和虧損大有夕陽(yáng)可能。采用新技術(shù)、新工藝、新材料制造微型鐘表齒輪和機(jī)械齒輪大有益處。完全可以引發(fā)機(jī)械制造與加工業(yè)的又一次革命。將對(duì)機(jī)械制造與加工業(yè)增加客觀的經(jīng)濟(jì)效益和廣泛的社會(huì)效益。因此，我們發(fā)明制造采用碳纖維復(fù)合材料齒輪及其碳/碳復(fù)合高級(jí)材料齒輪將會(huì)給工業(yè)體系機(jī)械設(shè)備工業(yè)裝備帶來(lái)新的革命。工業(yè)技術(shù)帶來(lái)跳越式發(fā)展。碳纖維復(fù)合材料齒輪及其碳/碳復(fù)合高級(jí)材料齒輪還可以回收再利用等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用碳纖維增強(qiáng)樹脂及其碳/碳復(fù)合材料制造的各種機(jī)械傳動(dòng)齒輪，本發(fā)明主要包括有齒輪體、齒輪齒體、齒輪尖、齒與齒間凹槽構(gòu)成，其以上構(gòu)造呈一體裝置，其制作方法是將PAN基高強(qiáng)度碳纖維與金屬或工程塑料進(jìn)行復(fù)合或聚氧化鉀稀進(jìn)行復(fù)合材料制作，將碳纖維進(jìn)行短切加工，以碳纖維50％——60％的固定物與金屬或工程塑料進(jìn)行復(fù)合或聚氧化鉀烯材料進(jìn)行復(fù)合壓模固化成型，廢品率非常低、如果出現(xiàn)廢品還可以重復(fù)利用再次加工。
本發(fā)明的原理是我們根據(jù)新材料碳纖維其具有的功能和掌握復(fù)合材料的先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)所需要的機(jī)械設(shè)備齒輪的技術(shù)參數(shù)及具體要求，采用模具方式，減少歷史的傳統(tǒng)工藝技術(shù)，其發(fā)揮碳纖維材料自身潤(rùn)滑、增加耐溫、耐磨材料、易成形、加工工藝流程簡(jiǎn)單、減少諸多工藝環(huán)節(jié)，制造周期短，適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化能力、降低制造成本，與金屬或工程塑料進(jìn)行復(fù)合，用PAN基高強(qiáng)度碳纖維與(聚氧化鉀稀)進(jìn)行復(fù)合材料制造微型齒輪，是依據(jù)碳纖維具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、拒腐蝕、耐低溫、不變型、自身潤(rùn)滑等諸多優(yōu)點(diǎn)及任何材料不及替代等與具有優(yōu)越性能的(聚氧化鉀稀)進(jìn)行復(fù)合制造機(jī)械齒輪，無(wú)論是論機(jī)械性能還是加工工藝及其環(huán)保節(jié)能與經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益均是最佳方案的選擇。均適合各種機(jī)械設(shè)備和機(jī)動(dòng)車輛的配套使用，提高利用率與利潤(rùn)空間等優(yōu)勢(shì)。此項(xiàng)技術(shù)不但具有更高的技術(shù)地位，其次有著廣泛的社會(huì)效益和豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明各部件的作用是由以上所述的工藝、方法、材料配方等制造的齒輪及其微型齒輪使用壽命是金屬材料制造齒輪的10倍以上。還可以省去油潤(rùn)滑，不需要清洗油泥。適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化、機(jī)械化、節(jié)省時(shí)間、節(jié)約生產(chǎn)環(huán)節(jié)、節(jié)約勞動(dòng)力、節(jié)省資源、環(huán)保衛(wèi)生，沒(méi)有加工廢棄物。
本發(fā)明的適用范圍是適合所有機(jī)械、船舶、車輛、飛行器具、鐘表、儀器、儀表、所有機(jī)械齒輪及其微型機(jī)械齒輪。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是由此方法制造的微型齒輪使用壽命是金屬材料制造齒輪的10倍以上。還可以省去油潤(rùn)滑，不需要清洗油泥，適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化、機(jī)械化、節(jié)省時(shí)間、節(jié)省生產(chǎn)環(huán)節(jié)、節(jié)約勞動(dòng)力、節(jié)省資源、環(huán)保衛(wèi)生，沒(méi)有加工廢棄物。所有工業(yè)的機(jī)械設(shè)備和機(jī)動(dòng)車輛以及更多的機(jī)械均離不開齒輪的配套使用并需要大量的潤(rùn)滑油來(lái)潤(rùn)滑和冷卻，達(dá)到增加齒輪的使用壽命。齒輪的制造工藝流程繁雜、耗費(fèi)能源多，制造成的機(jī)械設(shè)備沉重。尤其機(jī)動(dòng)車輛所增加的重量均需要配套的機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)配合，因此，造成機(jī)械設(shè)備和機(jī)動(dòng)車輛的整體重量的增加，這就需要以消耗燃油為代價(jià)來(lái)?yè)Q取設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)功能和行走功能。所消耗量的燃油和其它能源真正服務(wù)于目的的只占百分之幾，例如原一臺(tái)95馬力的5噸貨運(yùn)解放牌載重汽車，已有89馬力耗費(fèi)在自身重量，僅有6馬力才用到驅(qū)動(dòng)半軸上。由此看來(lái)，如果想減輕機(jī)械設(shè)備總體重量就需要從每個(gè)零部件開始減輕。只有減輕了機(jī)械設(shè)備的總體重量，就會(huì)將機(jī)械設(shè)備及機(jī)動(dòng)車輛所耗費(fèi)的燃油和其它能源降低，以消耗很小的能源代價(jià)，獲取更大的利益和效果。這樣一來(lái)，將我們以50年可用盡的資源，最少可延長(zhǎng)使用到100年。這是一個(gè)創(chuàng)舉，不是一個(gè)簡(jiǎn)單的節(jié)約，這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明不但給普通工業(yè)的技術(shù)帶來(lái)更新?lián)Q代的發(fā)展，更重要的給航空航天工業(yè)帶來(lái)機(jī)遇和優(yōu)勢(shì)發(fā)展空間。采用碳纖維與(聚氧化鉀烯)復(fù)合材料制造鐘表及微型無(wú)油潤(rùn)滑齒輪的技術(shù)裝置育將PAN基高強(qiáng)度碳纖維與(聚氧化鉀稀)進(jìn)行復(fù)合材料，將碳纖維進(jìn)行短切加工，以碳纖維50％——60％的固定物與聚氧化鉀烯材料進(jìn)行復(fù)合其制造工藝簡(jiǎn)單、壓模固化成型、不需要調(diào)質(zhì)、模具可使用20萬(wàn)次以上。廢品率非常低、如果出現(xiàn)廢品還可以再次加工，由此方法制造的微型齒輪使用壽命是金屬材料制造齒輪的10倍以上。還可以省去油潤(rùn)滑，不需要清洗油泥。適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化、機(jī)械化、節(jié)省時(shí)間、節(jié)約生產(chǎn)環(huán)節(jié)、節(jié)約勞動(dòng)力、節(jié)省資源、環(huán)保衛(wèi)生，沒(méi)有加工廢棄物。因此，用PAN基高強(qiáng)度碳纖維與(聚氧化鉀稀)進(jìn)行復(fù)合材料制造微型齒輪，是高新技術(shù)的又一結(jié)晶。


圖1是本發(fā)明的平面示意簡(jiǎn)圖具體實(shí)施方式
根據(jù)圖1和所示的一種采用碳纖維增強(qiáng)樹脂及其碳/碳復(fù)合材料制造的各種機(jī)械傳動(dòng)齒輪，本發(fā)明主要包括有齒輪體1、齒輪齒體2、齒輪尖3、齒與齒間凹槽4構(gòu)成，其以上構(gòu)造呈一體裝置，其制作方法是將PAN基高強(qiáng)度碳纖維與金屬或工程塑料進(jìn)行復(fù)合或聚氧化鉀稀進(jìn)行復(fù)合材料制作，將碳纖維進(jìn)行短切加工，以碳纖維50％——60％的固定物與金屬或工程塑料進(jìn)行復(fù)合或聚氧化鉀烯材料進(jìn)行復(fù)合壓模固化成型，廢品率非常低、如果出現(xiàn)廢品還可以重復(fù)利用再次加工。
權(quán)利要求
1.一種采用碳纖維增強(qiáng)樹脂及其碳/碳復(fù)合材料制造的各種機(jī)械傳動(dòng)齒輪，本發(fā)明主要包括有齒輪體、齒輪齒體、齒輪尖、齒與齒間凹槽構(gòu)成，其以上構(gòu)造呈一體裝置，其制作方法是將PAN基高強(qiáng)度碳纖維與金屬或工程塑料進(jìn)行復(fù)合或聚氧化鉀稀進(jìn)行復(fù)合材料制作，將碳纖維進(jìn)行短切加工，以碳纖維50％——60％的固定物與金屬或工程塑料進(jìn)行復(fù)合或聚氧化鉀烯材料進(jìn)行復(fù)合壓模固化成型，廢品率非常低、如果出現(xiàn)廢品還可以重復(fù)利用再次加工，根據(jù)新材料碳纖維其具有的功能和掌握復(fù)合材料的先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)所需要的機(jī)械設(shè)備齒輪的技術(shù)參數(shù)及具體要求，采用模具方式，模具可使用20萬(wàn)次以上，減少歷史的傳統(tǒng)工藝技術(shù)，其發(fā)揮碳纖維材料自身潤(rùn)滑、增加耐溫、耐磨材料、易成形、加工工藝流程簡(jiǎn)單、減少諸多工藝環(huán)節(jié)，制造周期短，適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化能力、降低制造成本，碳纖維具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、拒腐蝕、耐低溫、不變型、自身潤(rùn)滑等諸多優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化、機(jī)械化、節(jié)省時(shí)間、節(jié)約生產(chǎn)環(huán)節(jié)、節(jié)約勞動(dòng)力、節(jié)省資源、環(huán)保衛(wèi)生，沒(méi)有加工廢棄物，適用范圍是適合所有機(jī)械、船舶、車輛、飛行器具、鐘表、儀器、儀表、所有機(jī)械齒輪，。
2.根據(jù)權(quán)利要求職1所述的一種采用碳纖維增強(qiáng)樹脂及其碳/碳復(fù)合材料制造的各種機(jī)械傳動(dòng)齒輪，其特征在于，將PAN基高強(qiáng)度碳纖維與金屬或工程塑料進(jìn)行復(fù)合或與聚氧化鉀稀進(jìn)行復(fù)合材料可制作各種大型機(jī)械傳動(dòng)齒輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求職1所述的一種采用碳纖維增強(qiáng)樹脂及其碳/碳復(fù)合材料制造的各種機(jī)械傳動(dòng)齒輪，其特征在于，將PAN基高強(qiáng)度碳纖維與聚氧化鉀稀進(jìn)行復(fù)合材料可制作各種微型機(jī)械傳動(dòng)齒輪。
全文摘要
一種采用碳纖維增強(qiáng)樹脂及其碳/碳復(fù)合材料制造的各種機(jī)械傳動(dòng)齒輪，本發(fā)明主要包括有齒輪體、齒輪齒體、齒輪尖、齒與齒間凹槽構(gòu)成，其以上構(gòu)造呈一體裝置，其制作方法是將PAN基高強(qiáng)度碳纖維與金屬或工程塑料進(jìn)行復(fù)合或聚氧化鉀稀進(jìn)行復(fù)合材料制作，將碳纖維進(jìn)行短切加工，以碳纖維50％－60％的固定物與金屬或工程塑料進(jìn)行復(fù)合或聚氧化鉀烯材料進(jìn)行復(fù)合壓模固化成型。優(yōu)點(diǎn)具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、拒腐蝕、耐低溫、不變型、自身潤(rùn)滑，適應(yīng)機(jī)械產(chǎn)業(yè)化、節(jié)省時(shí)間、節(jié)約生產(chǎn)環(huán)節(jié)、節(jié)約勞動(dòng)力、節(jié)省資源、環(huán)保衛(wèi)生，沒(méi)有加工廢棄物，適用范圍是適合所有機(jī)械、船舶、車輛、飛行器具、鐘表、儀器、儀表、所有機(jī)械齒輪。
文檔編號(hào)C08J5/04GK1862058SQ200610046688
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月26日
發(fā)明者肖忠淵 申請(qǐng)人:肖忠淵