【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及齿形零部件，尤其涉及一种复合材料齿形结构及其制备方法和应用。
技术介绍
1、齿形一般出现在齿轮、齿条等承重较大的齿形零部件中，现阶段，齿形主要由金属加工制成。齿轮在传动中的应用很早就已出现，19世纪末，展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现。现今，齿轮应用于各个领域，如汽车、机床、海航、飞机等领域中。然而由于金属制作的齿轮质量较大，对于含有减重需求的设备及应用场合难以满足。
2、20世纪40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢)，从此出现了复合材料这一名称。
3、然而，现有的复合材料齿形结构对承重范围有局限性，难以承受800mpa以上的应力。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种复合材料齿形结构及其制备方法和应用，用以解决现有的复合材料齿形结构难以承受800mpa以上的应力的问题。
2、一方面，本专利技术实施例提供了一种复合材料齿形结构，所述复合材料齿形结构包括横向纤维、纵向纤维和填充在各个纤维之间的树脂；
3、将齿形结构的基体延伸的方向定义为x方向，将齿形结构的齿的自由端延伸的方向定义为y方向，将齿形结构的齿的厚度方向定义为z方向，所述横向纤维沿z方向延伸，所述纵向纤维沿y方向延伸；
4、所述复合材料齿形结构的受力面由横向纤维包裹，所述复合材料齿形结构的本体包括横向纤维和纵向纤维。
5、优选地，在本体中，将沿z方向依次排列的一列
6、优选地，所述纤维为玻璃纤维、碳纤维和玄武岩纤维中的至少一种。
7、优选地，所述纤维为碳纤维。
8、优选地，所述树脂为热固性树脂或热塑性树脂。
9、优选地，所述热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂中的至少一种。
10、优选地，热塑性树脂为聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯树脂中的至少一种。
11、优选地，所述复合材料齿形结构的齿形为梯形齿、渐开线齿和三角形齿中的一种。
12、第二方面，本专利技术还提供了一种复合材料齿形结构的制备方法，所述制备方法用于制备上述复合材料齿形结构，所述制备方法包括：将表面含有树脂的横向纤维和纵向纤维按照复合材料齿形结构中的纤维排布方式排布，然后进行热压。
13、第三方面，本专利技术还提供了上述复合材料齿形结构在承受应力800mpa以上的齿形零部件中的应用。
14、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
15、1、本专利技术的复合材料齿形结构中，纵向纤维能够通过其优良的弯曲性能为齿形提供较大的支撑力，齿形受力面的横向纤维能够利用其弯曲和拉伸性能，使其齿形受力时应力均匀的分布在整个齿形受力面上，从而有效的避免了应力集中的现象，进而增强复合材料齿形结构的承重力，使复合材料齿形结构能够承受800mpa以上的应力。
16、2、本专利技术的复合材料齿形结构中，本体的纵向纤维和横向纤维以一定比例有规律地排列，在纵向纤维优良的弯曲性能和横向纤维优良的拉伸性能的配合，以及纤维之间树脂的粘合作用，保证本体中的纤维整体稳定而不散开。
17、3、本专利技术通过先制备纤维单向预浸料，然后将单向预浸料排布后热压，制备方法简单。
18、4、本专利技术的复合材料齿形结构通过模具热压工艺一体化制成，能够避免机械加工而破坏内部纤维结构，并有效提高复合材料齿形的制作效率，且制作出的齿形具有较高的精度。
19、本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种复合材料齿形结构，其特征在于，所述复合材料齿形结构包括横向纤维、纵向纤维和填充在各个纤维之间的树脂；
2.根据权利要求1所述的复合材料齿形结构，其特征在于，在本体中，将沿Z方向依次排列的一列纵向纤维称为一个纵向纤维列，将沿Y方向依次排列的一列横向纤维称为横向纤维列，多个纵向纤维列与1个横向纤维列交替排列。
3.根据权利要求1所述的复合材料齿形结构，其特征在于，所述纤维为玻璃纤维、碳纤维和玄武岩纤维中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的复合材料齿形结构，其特征在于，所述纤维为碳纤维。
5.根据权利要求1所述的复合材料齿形结构，其特征在于，所述树脂为热固性树脂或热塑性树脂。
6.根据权利要求5所述的复合材料齿形结构，其特征在于，所述热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的复合材料齿形结构，其特征在于，热塑性树脂为聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯树脂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的复合材料齿形结构，其特征在于，所述复合材料齿形结构的齿形为梯形
9.一种复合材料齿形结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备权利要求1-8中任意一项所述的复合材料齿形结构，所述制备方法包括：将表面含有树脂的横向纤维和纵向纤维按照复合材料齿形结构中的纤维排布方式排布，然后进行热压。
10.根据权利要求1-8中任意一项所述的复合材料齿形结构在承受应力800MPa以上的齿形零部件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种复合材料齿形结构，其特征在于，所述复合材料齿形结构包括横向纤维、纵向纤维和填充在各个纤维之间的树脂；
2.根据权利要求1所述的复合材料齿形结构，其特征在于，在本体中，将沿z方向依次排列的一列纵向纤维称为一个纵向纤维列，将沿y方向依次排列的一列横向纤维称为横向纤维列，多个纵向纤维列与1个横向纤维列交替排列。
3.根据权利要求1所述的复合材料齿形结构，其特征在于，所述纤维为玻璃纤维、碳纤维和玄武岩纤维中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的复合材料齿形结构，其特征在于，所述纤维为碳纤维。
5.根据权利要求1所述的复合材料齿形结构，其特征在于，所述树脂为热固性树脂或热塑性树脂。
6.根据权利要求5所述的复合材料齿形结构，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭焱平，洪小涵，唐镇宇，
申请(专利权)人：衡阳北方光电信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。