[發(fā)明專利]車(chē)用復(fù)合材料傳動(dòng)軸及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810588217.7
• 申請(qǐng)日: 2018-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108799315B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鈞;蘇曉崗;楊小利;張斌;代巍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F16C3/02
• 分類號(hào): F16C3/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 蘇敏

本發(fā)明公開(kāi)了一種車(chē)用復(fù)合材料傳動(dòng)軸及其制備方法，包括纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管，其兩端的管壁上環(huán)向均布有多個(gè)通孔；金屬連接件，其具有與纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管的端部的內(nèi)徑相同的外徑，且環(huán)向設(shè)有與通孔的數(shù)量和位置對(duì)應(yīng)的多個(gè)凹孔，兩個(gè)金屬連接件分別同軸心連接于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管的兩端，并通過(guò)銷(xiāo)軸穿設(shè)通孔和凹孔；補(bǔ)強(qiáng)套管，其套接于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管的端部，并覆蓋住銷(xiāo)軸。本發(fā)明采用編織拉擠的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管，內(nèi)外壁光滑，管壁厚度均勻，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)平衡性能好，其軸向和環(huán)向強(qiáng)度和剛度高，層間抗扭強(qiáng)度高，制備工藝簡(jiǎn)單，整體可靠性高，補(bǔ)強(qiáng)套管填補(bǔ)了打孔處的強(qiáng)度缺陷，實(shí)現(xiàn)了外約束，同時(shí)避免了使用過(guò)程中軸外側(cè)產(chǎn)生毛坯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車(chē)傳動(dòng)軸的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種車(chē)用復(fù)合材料傳動(dòng)軸及其制備方法。

背景技術(shù)

汽車(chē)傳動(dòng)軸主要是用來(lái)傳遞扭矩，在工作過(guò)程中受到很大的扭矩。機(jī)械系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中容易產(chǎn)生共振，共振會(huì)使機(jī)械零部件產(chǎn)合生松動(dòng)或發(fā)生疲勞破壞，產(chǎn)生噪聲，影響機(jī)械的加工精度。

傳統(tǒng)金屬材質(zhì)的傳動(dòng)軸，密度大，耐磨性和耐腐蝕性等性能差。而傳統(tǒng)復(fù)合材料傳動(dòng)軸采用纏繞、拉擠成型工藝，例如，公布號(hào)為CN 104632861A的中國(guó)專利，公開(kāi)了一種采用纏繞的方式加熱固化制備傳動(dòng)軸的方法，當(dāng)以一定角度纏繞時(shí)，對(duì)于傳動(dòng)軸這種細(xì)長(zhǎng)型制品，兩端纏繞時(shí)就會(huì)帶來(lái)很大的不便，且軸向的強(qiáng)度和剛度低。還有公布號(hào)為CN102815210A的中國(guó)專利，公開(kāi)了一種采用拉擠-纏繞的方式制備傳動(dòng)軸的方法，工序長(zhǎng)，效率低。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的傳統(tǒng)車(chē)用傳動(dòng)軸存在的工藝復(fù)雜、使用壽命和可靠性低的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種車(chē)用復(fù)合材料傳動(dòng)軸及其制備方法，制作工藝簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定且使用壽命長(zhǎng)，可靠性高。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種車(chē)用復(fù)合材料傳動(dòng)軸，包括

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管，其兩端的管壁上環(huán)向均布有多個(gè)通孔；

金屬連接件，其具有與纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管的端部的內(nèi)徑相同的外徑，且環(huán)向設(shè)有與通孔的數(shù)量和位置對(duì)應(yīng)的多個(gè)凹孔，兩個(gè)所述金屬連接件分別同軸心連接于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管的兩端，并通過(guò)銷(xiāo)軸穿設(shè)通孔和凹孔以固定；

補(bǔ)強(qiáng)套管，其套接于所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管的端部，并覆蓋住所述銷(xiāo)軸。

作為優(yōu)先，所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管的兩端的內(nèi)壁分別具有從內(nèi)向外直徑逐漸增大的第一圓錐面，所述金屬連接件的外壁具有向端面方向直徑逐漸減小的第二圓錐面，所述第二圓錐面與第一圓錐面能夠貼合。

作為優(yōu)選，所述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管由增強(qiáng)材料和基體材料采用編織-拉擠成型工藝制備而成。

作為優(yōu)先，所述基體材料為環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和樹(shù)脂、乙烯基樹(shù)脂、聚氨酯或酚醛樹(shù)脂。

作為優(yōu)先，所述增強(qiáng)材料為玻璃纖維、碳纖維、碳化硅纖維、玄武巖纖維、氧化鋁纖維和芳綸纖維的任意一種或者幾種的組合。

作為優(yōu)先，所述通孔和凹孔的橫截面形狀均為圓形。

作為優(yōu)先，多個(gè)所述通孔的孔間距與多個(gè)所述凹孔的孔間距相等。

作為優(yōu)先，所述通孔和凹孔的個(gè)數(shù)均為三個(gè)或四個(gè)。

一種如上所述的車(chē)用復(fù)合材料傳動(dòng)軸的制備方法，包括如下的步驟：

1)采用編織-拉擠工藝制備纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管，備用；制備加強(qiáng)套管，備用；

2)金屬連接件的外壁和纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管的內(nèi)壁分別對(duì)應(yīng)加工出第二圓錐面和第一圓錐面；

3)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料管的兩端分別進(jìn)行環(huán)向均勻打多個(gè)通孔，金屬連接件進(jìn)行環(huán)向均勻打與通孔的數(shù)量對(duì)應(yīng)的多個(gè)凹孔；