[實用新型]碳纖維材料傳動軸

無效

• 申請號: 200820056617.5
• 申請日: 2008-03-26
• 公開（公告）號: CN201241910Y
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: 曹逸蒼;曹亮
• 申請（專利權）人: 上海蒼逸機電研究所
• 主分類號: F16C3/02
• 分類號: F16C3/02;F16D1/06
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 呂 伴

技術領域

本實用新型為機械動力傳輸裝置，尤其涉及一種適用于高速場合、強度高、質量輕、結構緊湊，具有優良位移補償功能的碳纖維材料傳動軸。

背景技術

隨著現代機械傳動技術的發展，傳動系統的設計布置越來越復雜，性能要求也相應提高，對重量要求也更加苛刻。例如：對某些大功率復合傳動裝置而言，采用傳統的設備，系統的體積重量相當大，很難滿足實際工程對傳動設備提出的綜合性能要求。

碳纖維是先進復合材料中最重要的增強材料之一，具有高強度、高剛度、高模量、重量輕、耐高溫、耐腐蝕以及優異的電性能等，從其發展初期開始就受到各個國家的高度重視。為了滿足傳動軸系的重量，優化軸系的布置結構，考慮在傳動軸系中使用碳纖維復合材料，通過合理設計，使傳動軸系具備更加的性能。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種適用于高速場合、強度高、質量輕、結構緊湊、具有優良位移補償功能的碳纖維材料傳動軸。

本實用新型的目的可以采用如下的技術方案來實現：碳纖維材料傳動軸，包括軸體和設在軸體兩端的法蘭；其特征在于，所述的軸體為管狀，該軸體兩端與法蘭結合區域的管段的管壁較軸體軸身的管壁厚；所述的軸體包括由碳纖維纏繞形成的內、外層以及夾在所述內、外層之間的夾心層所構成。

上述碳纖維材料傳動軸，其中，所述的軸體的兩端設有連接段，各連接段上均相對設有連接孔；所述法蘭包括連接管和從該連接管的一端垂直延伸的法蘭盤，所述連接管上相對設有連接孔，與軸體連接段上設置的連接孔相配合；所述法蘭的兩連接管套設在軸體兩端的連接段內，通過螺栓固定連接。

本實用新型的法蘭采用碳纖維復合材料模壓成型構成或由金屬材料加工成型構成。

所述法蘭盤上均布有法蘭固定孔。

本實用新型由碳纖維纏繞形成的內層及外層，所述碳纖維形成單螺紋狀、多螺紋狀或網格狀紋路。優選為網格狀紋路。碳纖維與軸體軸線呈一定角度的方向纏繞，角度范圍為-90度到90度。

本實用新型由碳纖維纏繞形成的內層或外層，由多層碳纖維纏繞層構成，相鄰兩碳纖維纏繞層的碳纖維之間成0-90度夾角，優選為90度夾角。

本實用新型由碳纖維纏繞形成的內層，由2-3層碳纖維纏繞層構成。由碳纖維纏繞形成的外層，由3-4層碳纖維纏繞層構成。

本實用新型采用的碳纖維單絲直徑為6-9微米，每束絲數為500-20000根。

本實用新型的碳纖維纏繞前采用環氧樹脂浸潤。

本實用新型的夾心層采用注塑包裹，然后再纏繞外層碳纖維。

由于本實用新型采用了如上的技術方案，同傳統的金屬傳動軸相比，本實用新型的碳纖維材料傳動軸具有如下優點：

1、強度高：借助碳纖維的高比強度性能，碳纖維傳動軸具有優良的抗拉強度和抗拉模量；

2、重量輕：碳纖維的密度僅是鋼鐵的四分之一，碳纖維傳動軸可以顯著地減輕傳動軸的重量。同鋼質軸相比，碳纖維復合材料傳動軸的重量可減輕約70％，其中包括了碳纖維傳動軸端部必要的金屬部件。

3、優化系統布置：在長軸系中使用碳纖維傳動軸更能體現出碳纖維的優點，由于使用碳纖維傳動軸，軸承之間的距離可以加大。同時碳纖維傳動軸上通常可以不需要布置軸承，這樣可以減少軸承的數量，也節省了軸承支撐件，減少了軸承對碳纖維傳動軸的支撐力及其傳動軸所承受的彎曲轉矩。

4、優良的位移補償能力，并適用于高速場合。

5、長壽命、低噪聲、耐腐蝕、無摩擦、免維修、不導電、無磁性。

附圖說明

本實用新型的具體結構由以下的實施例及其附圖進一步給出。

圖1是本實用新型碳纖維材料傳動軸的整體結構示意圖。

圖2是圖1A-A的剖視圖。

圖3是本實用新型碳纖維材料傳動軸應用的使用狀態示意圖。

具體實施方式