[發(fā)明專利]復(fù)合材料傳動(dòng)軸及其成型方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110389232.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112936912B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 穆舉杰;朱桂龍;李笑喃;韓德濱;高小弟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇集萃碳纖維及復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): B29C70/48
• 分類號(hào): B29C70/48;F16D1/033
• 代理公司: 常州市英諾創(chuàng)信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32258
• 代理人: 李楠

1.一種復(fù)合材料傳動(dòng)軸，其特征在于：所述復(fù)合材料傳動(dòng)軸包括管狀的纖維軸體部（101）、纖維連接部（102）和通過(guò)纖維連接部（102）連接在纖維軸體部（101）的軸向兩端的法蘭（2），法蘭（2）靠近纖維軸體部（101）的一側(cè)的端面為斜面（201），所述斜面（201）從法蘭（2）沿徑向的內(nèi)側(cè)向法蘭（2）沿徑向的外側(cè)傾斜，圍繞法蘭（2）的外周面間隔設(shè)有多個(gè)凹槽（202）；

所述纖維軸體部（101）和纖維連接部（102）由纖維干絲（6）按設(shè)定層數(shù)一體繞制后再經(jīng)RTM成型工藝固化成型，且纖維干絲（6）每次繞過(guò)法蘭時(shí)均由法蘭上的多個(gè)凹槽（202）限位且纖維連接部（102）與所述斜面（201）貼合，纖維軸體部（101）處的纖維干絲（6）的纏繞方向與纖維軸體部（101）的軸向之間的夾角為α；

復(fù)合材料傳動(dòng)軸的成型包括如下步驟：

（1）在芯模（3）沿軸向的兩端分別通過(guò)氣脹輥（4）連接所述法蘭（2），法蘭（2）設(shè)置斜面（201）的一側(cè)朝向芯模（3）；

（2）將纖維干絲（6）沿著芯模（3）的軸向按設(shè)定角度α向芯模（3）的其中一端纏繞，待繞至靠近該端的法蘭（2）時(shí)再將纖維干絲（6）的纏繞方向調(diào)整為與芯模（3）的軸向垂直并在該角度下纏繞至少2圈，然后將纖維干絲（6）沿著該端的法蘭（2）依次繞過(guò)兩個(gè)凹槽（202）后再沿著該端的法蘭（2）繞回芯模（3）的其中一端，并在芯模（3）的其中一端沿垂直于芯模（3）的軸向的方向纏繞至少2圈，完成第一層的繞制；然后再沿著芯模（3）的軸向按設(shè)定的角度α向芯模（3）的另一端纏繞，進(jìn)行第二層的繞制；按設(shè)定層數(shù)完成繞制后獲得預(yù)成型體；

（3）將所述預(yù)成型體，安放在外型模的內(nèi)部，并通過(guò)RTM成型工藝固化成型，纖維干絲（6）位于芯軸上的部分和位于法蘭（2）上的部分經(jīng)RTM成型工藝固化成型后分別形成所述纖維軸體部（101）和纖維連接部（102），依次拆除外型模、氣脹輥及芯模后獲得所述復(fù)合材料傳動(dòng)軸；

纖維軸體部（101）與纖維連接部（102）之間圓弧過(guò)渡，降低拐角處的應(yīng)力集中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料傳動(dòng)軸，其特征在于：所述α=3°~87°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料傳動(dòng)軸，其特征在于：所述纖維干絲（6）為碳纖維、玻璃纖維或芳綸纖維中的任意一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料傳動(dòng)軸，其特征在于：所述法蘭（2）的材質(zhì)為鋁合金、不銹鋼或鈦合金中的任意一種。

5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的復(fù)合材料傳動(dòng)軸的成型方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）在芯模（3）沿軸向的兩端分別通過(guò)氣脹輥（4）連接所述法蘭（2），法蘭（2）設(shè)置斜面（201）的一側(cè)朝向芯模（3）；

（2）將纖維干絲（6）沿著芯模（3）的軸向按設(shè)定角度α向芯模（3）的其中一端纏繞，待繞至靠近該端的法蘭（2）時(shí)再將纖維干絲（6）的纏繞方向調(diào)整為與芯模（3）的軸向垂直并在該角度下纏繞至少2圈，然后將纖維干絲（6）沿著該端的法蘭（2）依次繞過(guò)兩個(gè)凹槽（202）后再沿著該端的法蘭（2）繞回芯模（3）的其中一端，并在芯模（3）的其中一端沿垂直于芯模（3）的軸向的方向纏繞至少2圈，完成第一層的繞制；然后再沿著芯模（3）的軸向按設(shè)定的角度α向芯模（3）的另一端纏繞，進(jìn)行第二層的繞制；按設(shè)定層數(shù)完成繞制后獲得預(yù)成型體；

（3）將所述預(yù)成型體，安放在外型模的內(nèi)部，并通過(guò)RTM成型工藝固化成型，纖維干絲（6）位于芯軸上的部分和位于法蘭（2）上的部分經(jīng)RTM成型工藝固化成型后分別形成所述纖維軸體部（101）和纖維連接部（102），依次拆除外型模、氣脹輥及芯模后獲得所述復(fù)合材料傳動(dòng)軸。