專利名稱：碳/碳復合材料制造的各種機械傳動齒輪的制作方法
技術領域：
采用碳纖維增強樹脂及其碳/碳復合材料制造的機械傳動齒輪裝置。
背景技術：
機械傳動離不開各種型號齒輪。機械齒輪的加工工藝流程技術繁雜，有的是經過鍛件基本成型，有的是鑄造基本成型，均要經過機械設備進行加工制造或者采用專用設備加工等，還要經過熱處理其增加齒輪的強度，在高速度運轉中的齒輪還要加添潤滑油，為了減輕齒輪與設備的總體重量，在齒輪制造毛坯時就在齒輪中心軸與輪齒的中間部位就設計加工出各種不同的對等圖案空洞等，均為了延長齒輪使用壽命和降低齒輪與設備其總重量。降低機械設備總重量是非常重要的，在飛機和導彈的重量就顯得更加重要和非同一般；飛機和導彈在設計制造時要求每一個部件力爭減輕毫克，在1枚導彈的總體重量能減少1公斤重量就可以多射程16公里。如果將所有的機械設備齒輪改變?yōu)閺秃喜牧?，可以換算成需要油潤滑的金屬齒輪比重7.85以上與無油潤滑的碳纖維復合材料齒輪比重2.0相比，碳纖維復合材料齒輪優(yōu)勢就不能與金屬齒輪并論。對節(jié)約能源、有效的利用能源，提高各個行業(yè)技術水平與經濟效益等均有十分重要的意義和廣闊的運用空間。碳纖維復合材料齒輪及其碳/碳復合高級材料齒輪以自身潤滑的優(yōu)異性能，可省去潤滑油的潤滑，僅次一項對節(jié)能環(huán)保與經濟價值的作用就非同一般性的技術進步。另外機械加工工藝中一般說來有兩大比較很難以達到精度的要求一是超大規(guī)模工件，二是最小的加工工件。這兩者均會影響產業(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。尤其鐘表行業(yè)和微型減速機齒輪及微型機械齒輪均存在加工難度大、需要依靠油潤滑以減少磨損和按期擦洗油泥等系列問題。傳統(tǒng)的微型齒輪均依靠模具來沖壓，再進行調質。因模具在選材時要求嚴格、設計、加工等造成自身成本比較昂貴、使用壽命又非常短暫，使用次數一般不會超過50000次左右，因此給產品增加了成本負擔。價格昂貴的鐘表是實在的成本，只有投入實在的成本才能達到精確的時間與最佳的產品?？删軝C械應用的微型齒輪與鐘表價格相比就顯得讓人難以接受。所以，現有龐大的機械加工業(yè)因沒有經濟效益和虧損大有夕陽可能。采用新技術、新工藝、新材料制造微型鐘表齒輪和機械齒輪大有益處。完全可以引發(fā)機械制造與加工業(yè)的又一次革命。將對機械制造與加工業(yè)增加客觀的經濟效益和廣泛的社會效益。因此，我們發(fā)明制造采用碳纖維復合材料齒輪及其碳/碳復合高級材料齒輪將會給工業(yè)體系機械設備工業(yè)裝備帶來新的革命。工業(yè)技術帶來跳越式發(fā)展。碳纖維復合材料齒輪及其碳/碳復合高級材料齒輪還可以回收再利用等。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種采用碳纖維增強樹脂及其碳/碳復合材料制造的各種機械傳動齒輪，本發(fā)明主要包括有齒輪體、齒輪齒體、齒輪尖、齒與齒間凹槽構成，其以上構造呈一體裝置，其制作方法是將PAN基高強度碳纖維與金屬或工程塑料進行復合或聚氧化鉀稀進行復合材料制作，將碳纖維進行短切加工，以碳纖維50％——60％的固定物與金屬或工程塑料進行復合或聚氧化鉀烯材料進行復合壓模固化成型，廢品率非常低、如果出現廢品還可以重復利用再次加工。
本發(fā)明的原理是我們根據新材料碳纖維其具有的功能和掌握復合材料的先進技術為基礎，根據所需要的機械設備齒輪的技術參數及具體要求，采用模具方式，減少歷史的傳統(tǒng)工藝技術，其發(fā)揮碳纖維材料自身潤滑、增加耐溫、耐磨材料、易成形、加工工藝流程簡單、減少諸多工藝環(huán)節(jié)，制造周期短，適應產業(yè)化能力、降低制造成本，與金屬或工程塑料進行復合，用PAN基高強度碳纖維與(聚氧化鉀稀)進行復合材料制造微型齒輪，是依據碳纖維具有高強度、高模量、耐高溫、拒腐蝕、耐低溫、不變型、自身潤滑等諸多優(yōu)點及任何材料不及替代等與具有優(yōu)越性能的(聚氧化鉀稀)進行復合制造機械齒輪，無論是論機械性能還是加工工藝及其環(huán)保節(jié)能與經濟效益和社會效益均是最佳方案的選擇。均適合各種機械設備和機動車輛的配套使用，提高利用率與利潤空間等優(yōu)勢。此項技術不但具有更高的技術地位，其次有著廣泛的社會效益和豐厚的經濟效益。
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。還可以省去油潤滑，不需要清洗油泥。適應產業(yè)化、機械化、節(jié)省時間、節(jié)約生產環(huán)節(jié)、節(jié)約勞動力、節(jié)省資源、環(huán)保衛(wèi)生，沒有加工廢棄物。
本發(fā)明的適用范圍是適合所有機械、船舶、車輛、飛行器具、鐘表、儀器、儀表、所有機械齒輪及其微型機械齒輪。
本發(fā)明優(yōu)點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。還可以省去油潤滑，不需要清洗油泥，適應產業(yè)化、機械化、節(jié)省時間、節(jié)省生產環(huán)節(jié)、節(jié)約勞動力、節(jié)省資源、環(huán)保衛(wèi)生，沒有加工廢棄物。所有工業(yè)的機械設備和機動車輛以及更多的機械均離不開齒輪的配套使用并需要大量的潤滑油來潤滑和冷卻，達到增加齒輪的使用壽命。齒輪的制造工藝流程繁雜、耗費能源多，制造成的機械設備沉重。尤其機動車輛所增加的重量均需要配套的機械結構來配合，因此，造成機械設備和機動車輛的整體重量的增加，這就需要以消耗燃油為代價來換取設備轉動功能和行走功能。所消耗量的燃油和其它能源真正服務于目的的只占百分之幾，例如原一臺95馬力的5噸貨運解放牌載重汽車，已有89馬力耗費在自身重量，僅有6馬力才用到驅動半軸上。由此看來，如果想減輕機械設備總體重量就需要從每個零部件開始減輕。只有減輕了機械設備的總體重量，就會將機械設備及機動車輛所耗費的燃油和其它能源降低，以消耗很小的能源代價，獲取更大的利益和效果。這樣一來，將我們以50年可用盡的資源，最少可延長使用到100年。這是一個創(chuàng)舉，不是一個簡單的節(jié)約，這項技術的發(fā)明不但給普通工業(yè)的技術帶來更新換代的發(fā)展，更重要的給航空航天工業(yè)帶來機遇和優(yōu)勢發(fā)展空間。采用碳纖維與(聚氧化鉀烯)復合材料制造鐘表及微型無油潤滑齒輪的技術裝置育將PAN基高強度碳纖維與(聚氧化鉀稀)進行復合材料，將碳纖維進行短切加工，以碳纖維50％——60％的固定物與聚氧化鉀烯材料進行復合其制造工藝簡單、壓模固化成型、不需要調質、模具可使用20萬次以上。廢品率非常低、如果出現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。還可以省去油潤滑，不需要清洗油泥。適應產業(yè)化、機械化、節(jié)省時間、節(jié)約生產環(huán)節(jié)、節(jié)約勞動力、節(jié)省資源、環(huán)保衛(wèi)生，沒有加工廢棄物。因此，用PAN基高強度碳纖維與(聚氧化鉀稀)進行復合材料制造微型齒輪，是高新技術的又一結晶。


圖1是本發(fā)明的平面示意簡圖具體實施方式
根據圖1和所示的一種采用碳纖維增強樹脂及其碳/碳復合材料制造的各種機械傳動齒輪，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構成，其以上構造呈一體裝置，其制作方法是將PAN基高強度碳纖維與金屬或工程塑料進行復合或聚氧化鉀稀進行復合材料制作，將碳纖維進行短切加工，以碳纖維50％——60％的固定物與金屬或工程塑料進行復合或聚氧化鉀烯材料進行復合壓模固化成型，廢品率非常低、如果出現廢品還可以重復利用再次加工。
權利要求
1.一種采用碳纖維增強樹脂及其碳/碳復合材料制造的各種機械傳動齒輪，本發(fā)明主要包括有齒輪體、齒輪齒體、齒輪尖、齒與齒間凹槽構成，其以上構造呈一體裝置，其制作方法是將PAN基高強度碳纖維與金屬或工程塑料進行復合或聚氧化鉀稀進行復合材料制作，將碳纖維進行短切加工，以碳纖維50％——60％的固定物與金屬或工程塑料進行復合或聚氧化鉀烯材料進行復合壓模固化成型，廢品率非常低、如果出現廢品還可以重復利用再次加工，根據新材料碳纖維其具有的功能和掌握復合材料的先進技術為基礎，根據所需要的機械設備齒輪的技術參數及具體要求，采用模具方式，模具可使用20萬次以上，減少歷史的傳統(tǒng)工藝技術，其發(fā)揮碳纖維材料自身潤滑、增加耐溫、耐磨材料、易成形、加工工藝流程簡單、減少諸多工藝環(huán)節(jié)，制造周期短，適應產業(yè)化能力、降低制造成本，碳纖維具有高強度、高模量、耐高溫、拒腐蝕、耐低溫、不變型、自身潤滑等諸多優(yōu)點，適應產業(yè)化、機械化、節(jié)省時間、節(jié)約生產環(huán)節(jié)、節(jié)約勞動力、節(jié)省資源、環(huán)保衛(wèi)生，沒有加工廢棄物，適用范圍是適合所有機械、船舶、車輛、飛行器具、鐘表、儀器、儀表、所有機械齒輪，。
2.根據權利要求職1所述的一種采用碳纖維增強樹脂及其碳/碳復合材料制造的各種機械傳動齒輪，其特征在于，將PAN基高強度碳纖維與金屬或工程塑料進行復合或與聚氧化鉀稀進行復合材料可制作各種大型機械傳動齒輪。
3.根據權利要求職1所述的一種采用碳纖維增強樹脂及其碳/碳復合材料制造的各種機械傳動齒輪，其特征在于，將PAN基高強度碳纖維與聚氧化鉀稀進行復合材料可制作各種微型機械傳動齒輪。
全文摘要
一種采用碳纖維增強樹脂及其碳/碳復合材料制造的各種機械傳動齒輪，本發(fā)明主要包括有齒輪體、齒輪齒體、齒輪尖、齒與齒間凹槽構成，其以上構造呈一體裝置，其制作方法是將PAN基高強度碳纖維與金屬或工程塑料進行復合或聚氧化鉀稀進行復合材料制作，將碳纖維進行短切加工，以碳纖維50％－60％的固定物與金屬或工程塑料進行復合或聚氧化鉀烯材料進行復合壓模固化成型。優(yōu)點具有高強度、高模量、耐高溫、拒腐蝕、耐低溫、不變型、自身潤滑，適應機械產業(yè)化、節(jié)省時間、節(jié)約生產環(huán)節(jié)、節(jié)約勞動力、節(jié)省資源、環(huán)保衛(wèi)生，沒有加工廢棄物，適用范圍是適合所有機械、船舶、車輛、飛行器具、鐘表、儀器、儀表、所有機械齒輪。
文檔編號C08J5/04GK1862058SQ200610046688
公開日2006年11月15日 申請日期2006年5月26日 優(yōu)先權日2006年5月26日
發(fā)明者肖忠淵 申請人:肖忠淵