[发明专利]炭/炭复合材料耐摩擦齿轮

说明书

技术领域  本发明涉及一种齿轮，特别是一种炭/炭复合材料耐摩擦齿轮。

背景技术  随着塑料工业的迅速发展，塑料的齿轮及传动件在很多场合已经取代了金属的齿轮等传动件，并被越来越广泛地应用于运动和动力传动的场合。塑料的齿轮及传动件具有制造成本低，重量轻、噪音低，抗化学腐蚀，自润滑传动等优点。但同时也具有弹性模量低，机械强度低，热传导性差，热膨胀系数大等缺点，这些限制了塑料件在高载荷、高速度场合的使用。

发明内容  为了克服上述不足，本发明的目的是提供一种具有突出的耐磨、耐腐蚀性并且尺寸稳定性的碳纤维增强复合材料传动齿轮。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，炭/炭复合材料耐摩擦齿轮包括齿圈和芯套，采用碳纤维增强复合材料整体注塑成型，在齿圈和芯套之间均匀布置有若干个减少变形的孔。

本发明的技术方案：a.将连续碳纤维束由放丝机引入纤维短切设备进行切割，根据纤维运行速度，设定切割长度控制在5-7mm。

b.配制树脂，需要在搅拌机上充分搅拌，搅拌时间不少于5分钟。搅拌好的树脂需要经过80目的网筛过滤后，方可倒入树脂槽。

c.将树脂和碳纤维短切丝按30∶70的比例均匀混合。

d.将混合后的树脂和碳纤维短切丝注入模具。

e.逐步对模具加温、加压。在这个过程中要严格控制温度及压力的增加速度，使混合材料内部的气体能够逐渐排出而不会留在成型产品内部。同时，由于树脂反应会产生内应力，如快速加温、加压会导致产品开裂。

f.将制成的树脂含量在30％碳纤维复合材料齿轮投入惰性气体保护的高温炉中，将树脂再次烧结，减少产品的树脂含量。在此过程中，必须保证惰性气体充分布满高温炉后对产品加热。

本发明与现有技术相比，采用炭/炭复合材料来制造齿轮，比强度高、比模量高，通过在齿圈和芯套均匀设置的孔来减少变形带来的尺寸变化。具有优异的机械性能、电性能、化学性能及耐热性、耐磨性、尺寸稳定性。

附图说明

图1为本发明结构示意简图；

具体实施方式

一种炭/炭复合材料耐摩擦齿轮，包括齿圈1和芯套2，在齿圈1和芯套2之间均匀布置有若干个减少变形的孔3。所述减少变形的孔3为扇形孔，按齿轮尺寸的大于可设置多个，本实施方式中对称的设置有六个，相邻扇形孔之间为轴向加强筋4，在每个扇形孔的中部设有径向加强筋。所述减少变形的孔3为圆形通孔，按齿轮尺寸的大于可设置多个，本实施方式中对称的设置有八个。本发明的工作流程如下：a.将连续碳纤维束由放丝机引入纤维短切设备进行切割，根据纤维运行速度，设定切割长度控制在5-7mm。

b.配制树脂，需要在搅拌机上充分搅拌，搅拌时间不少于5分钟。搅拌好的树脂需要经过80目的网筛过滤后，方可倒入树脂槽。

c.将树脂和碳纤维短切丝按30∶70的比例均匀混合。

d.将混合后的树脂和碳纤维短切丝注入模具。

e.逐步对模具加温、加压。在这个过程中要严格控制温度及压力的增加速度，使混合材料内部的气体能够逐渐排出而不会留在成型产品内部。同时，由于树脂反应会产生内应力，如快速加温、加压会导致产品开裂。

f.将制成的树脂含量在30％碳纤维复合材料齿轮投入惰性气体保护的高温炉中，将树脂再次烧结，减少产品的树脂含量。在此过程中，必须保证惰性气体充分布满高温炉后对产品加热。