碳纤改性尼龙让齿轮更“有劲更有静”
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发表时间：2022-12-30 14:40:14
碳纤让齿轮更“有劲更有静”：
动力齿轮常见失效原因：
动力齿轮常见失效原因：
其中“动力传送”一般是在高载荷或低速情况下运转，过程中会产生较大的扭矩，失效的原因一般有以下三种：
1) 齿轮过载而变形，甚至断裂
2) 齿轮磨损而变薄，从而影响动力
3) 齿轮过热而变形
因此，这一类齿轮材料就需要有低磨耗，较高的机械强度，耐蠕变和疲劳以及耐温特性。 
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动力齿轮选材
齿轮设计是个系统的工程，除在结构设计上需要注意啮合形式、齿数、轴心距等以外，材料的选择也至关重要。常见动力齿轮选材是金属，金属高强度、尺寸精密、耐高温。但金属齿轮也有其无法克服的缺点：噪音大，需要繁琐的外润滑处理，加工效率低。
塑料齿轮没有金属齿轮的绝对高强度，却具有许多金属齿轮所没有的优点。与金属齿轮相比，塑料齿轮重量更轻、惯性更小、运转时噪音更低，成本更低，通过注塑加工生产出的塑料齿轮比金属齿轮具有更高的设计自由度和加工效率。
塑料齿轮没有金属齿轮的绝对高强度，却具有许多金属齿轮所没有的优点。与金属齿轮相比，塑料齿轮重量更轻、惯性更小、运转时噪音更低，成本更低，通过注塑加工生产出的塑料齿轮比金属齿轮具有更高的设计自由度和加工效率。
塑料齿轮首选材料有聚甲醛以及尼龙材料。聚甲醛具有良好的自润滑性，但本身强度对其适用范围依然有一定的限制，对于动力型齿轮，依然无法满足其高强的负载。因此，实现动力型齿轮以塑代钢的重任落在的尼龙材料上。碳纤增强尼龙材料是近年来研发的热点，用于动力齿轮更加具有其他材料无法比拟的优势。
碳纤尼龙做动力齿轮的三大优势
1
机械强度高，承载负荷能力强
优质的结构材料具有较高的比强度，比强度越高表明达到相应强度所用的材料质量越轻。碳纤增强材料尼龙材料A4C01及A4C01，比强度高于常用金属，最大程度的满足动力齿轮对材料刚性的要求。
2
良好耐温性，运转不变形
齿轮在运转过程中，部分机械性能转化为内能，使得齿轮产生发热。因此，要求在齿轮运转过程中不能够因为发热而发生形变。线性膨胀系数是衡量材料在受热过程中发生形变的程度，对于齿轮材料线性膨胀系数越小越好。A4C01线性膨胀系数大大低于POM以及纯PA材料，与金属铝已经非常接近。
3
高自润滑性能
碳纤维增强尼龙 A4C01的主要成分中添加小分子润滑剂，使的齿轮相互摩擦运动中，能够不借助外添加润滑剂的形式，而在对偶材料表面自动形成转移膜，使摩擦发生在转移膜内部，从而减少摩擦，从而使齿轮运转噪音降低，让齿轮有劲的同时更有“静”。
5
碳纤尼龙的运用案例
案例一：
工业用化工喂料机传动齿轮原用金属铝合金以及尼龙材料，现用碳纤增强尼龙加以以替代。原来 尼龙材料齿轮一周更换三次，而使用A4C04材料制造的齿轮后，三个月才需要更换一次。此外，A4C01材料制备的高强度齿轮，替代原有的金属齿轮，大大提高的生产效率，降低了生产成本。
案例二：
碳纤增强尼龙齿轮替代铝合金齿轮作为榨汁机传动机械部件，是塑料齿轮替代金属的另一个成功运用。传统金属齿轮在潮湿酸性环境下易被腐蚀且运转时轮噪音大，大大影响了榨汁机的使用寿命和使用效果。改用尼龙增强齿轮后，不仅提高了材料的耐腐蚀性，还由于材料的自润滑性，降低了使用过程产生的噪音。
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结语
齿轮是工业设计中比较重要的零部件，齿轮的设计革新需要相对应的材料更新与之相匹配。工程塑料齿轮的发展也在不断的进步，实现“有劲”与“有静”的共同提升，才能真正获得市场的认可。
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