碳纖維齒輪是否可替代金屬齒輪？
齒輪是平時生活中經(jīng)常碰到的一個物件，小到手表上的微型齒輪，大到輪船拋錨設(shè)備上的巨型齒輪，它們的存在讓傳動更加方便。齒輪的性能與材料和工藝直接相關(guān)，原料的更迭促使齒輪的性能一路提升，那高性能的碳纖維齒輪是否可以替代一直使用的金屬齒輪呢？
齒輪的發(fā)展史簡介
齒輪的出現(xiàn)歷史已經(jīng)不可考，古人就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了齒輪傳動的秘密?，F(xiàn)代齒輪的發(fā)展大約在19世紀(jì)末開始，源于展成切齒法的原理及利用此原理切齒的專用機床與刀具的相繼出現(xiàn)。
隨著現(xiàn)代冶煉技術(shù)的提升，在20世紀(jì)50年代前齒輪多使用碳鋼打造，60年代改為合金鋼打造，70年代更迭為表面硬化鋼打造，后續(xù)調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼迭代，依次成為制造齒輪的主要材料。
不同材料制成的齒輪的性能天差地別，應(yīng)用的場景也各不相同。鑄鋼齒輪強度高于鍛鋼齒輪，灰鑄鐵齒輪機械性差，不適用大負載傳動，球墨鑄鐵齒輪可替代鋼制齒輪，而塑料齒輪承力小，運用在低負載場合，碳纖維齒輪是新晉的齒輪新星，性能非常優(yōu)秀。
碳纖維齒輪的性能優(yōu)勢在哪？
1、強度高：碳纖維齒輪的拉伸強度高，可達刀2000~4000MPa，在大負載齒輪傳動的情況下，碳纖維齒輪的齒根可承受更大的拉伸應(yīng)力，使用范圍更廣，耐用性更好。
2、質(zhì)量輕：碳纖維齒輪的另一個特點就是輕，只有金屬齒輪的1/4左右。碳纖維齒輪的整體強度優(yōu)于一般的金屬齒輪，重量上更輕，是大型設(shè)備實現(xiàn)輕量化生產(chǎn)的重要幫手。
3、精準(zhǔn)度高：由于碳纖維材料的流變特性和塑化性能優(yōu)越，制成齒輪后在外觀上更光潔，整體精度更高，適用于機械設(shè)備上時能做到嚴(yán)絲合縫，有效保護齒輪傳動軸，使設(shè)備運行更加穩(wěn)定和精確。
4、耐性好：碳纖維齒輪繼承了多種耐性特點，耐酸堿腐蝕、耐氣候、耐鹽霧、耐老化。正常使用下，碳纖維齒輪的使用壽命是金屬齒輪的5倍以上。碳纖維齒輪在長時間平穩(wěn)運轉(zhuǎn)的同時，保證了生產(chǎn)的正常進行，有效節(jié)省了設(shè)備的運行維護費用，降低了生產(chǎn)成本。
碳纖維齒輪能替代金屬齒輪么？
碳纖維齒輪在實際應(yīng)用中得到了不錯的反饋，變形、斷齒、缺齒的情況明顯減少，在應(yīng)對設(shè)備過載、機械損傷的問題上表現(xiàn)非常優(yōu)秀。不過這并不能讓碳纖維齒輪完全替代金屬齒輪。
碳纖維齒輪同樣存在一些缺點，如硬度較低、耐磨性較差、造價昂貴、無法回收等。金屬齒輪還有一個非常大的優(yōu)勢，就是制造工藝更易于批量生產(chǎn)，在碳纖維無法快速批量生產(chǎn)之前，想要替代金屬齒輪，難度還比較大。
