[發明專利]一種輕量化軸

在審

• 申請號: 202310502600.7
• 申請日: 2023-05-06
• 公開（公告）號: CN116592042A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 蔣國峰
• 申請（專利權）人: 重慶永發工業有限公司
• 主分類號: F16C3/02
• 分類號: F16C3/02
• 代理公司: 重慶市諾興專利代理事務所(普通合伙) 50239
• 代理人: 任春瓊

本發明公開一種輕量化軸，其特征在于，包括軸本體(1)，該軸本體(1)的材料為輕質合金；所述軸本體(1)內部嵌有扭力和載荷增強件(2)，扭力和載荷增強件(2)的比重比所述軸本體(1)的比重大。本發明通過扭力和載荷增強件來增強扭力和載荷增強件，而軸本體的比重低，這樣既同時降低了重量，又保證了扭力和載荷，通過小改動實現了輕量化的目的，結構簡單，易于實施，且成本低廉。

技術領域

本發明涉及一種機械零部件領域，具體是一種輕量化軸。

背景技術

軸是運用廣泛的機械零部件，并用傳遞動力，主要承載扭矩力。現有軸的材質一般為20Cr鋼，這類軸取材方便，價格便宜，但是比重高，從而導致重量比較大，無法滿足輕量化要求，為此急需解決上述技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種輕量化軸，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種輕量化軸，其特征在于，包括軸本體(1)，該軸本體(1)的材料為輕質合金；所述軸本體(1)內部嵌有扭力和載荷增強件(2)，扭力和載荷增強件(2)的比重比所述軸本體(1)的比重大。

為了加強結構強度，所述軸本體(1)與扭力和載荷增強件(2)為一體式結構。

作為一種實施方式，所述扭力和載荷增強件(2)為一組螺桿，這一組螺桿沿軸本體(1)的周向均布，且每根螺桿沿軸本體(1)的軸向設置。當然，具體實施過程中，還可以采用其他結構形式的扭力和載荷增強件(2)，比如鋼骨架。

為了便于選材，并兼顧成本，所述軸本體(1)的材質為鋁合金和鎂合金，螺桿的材質為20Cr，且螺桿的長度與軸本體(1)長度一致。

作為優先設計，所述螺桿在軸本體(1)處于半固態狀態下插入，并通過擠壓一體成型。該輕量化軸是采用在直徑為40mm的7075-T6鋁合金基體中，加入6根M8的螺桿作為軸的骨架，螺桿材料為20Cr、調質處理。在滿足同等為直徑40mm的20Cr軸強度要求(最大扭矩和最大負荷)的前提下，達到了減重50％左右的目的。制造時，先將6根M8的螺桿(材料7075-T6)均勻插入固定在直徑為25mm的圓周上，該圓周位于直徑為40的擠壓模具地板中心，擠壓模具由底板及內徑為40mm，長為160mm的半圓筒組成。螺桿在軸本體(1)處于半固態狀態下插入，并通過擠壓一體成型，制造工藝和設備都成熟并通用。

本發明的有益效果是：本發明通過扭力和載荷增強件來增強扭力和載荷增強件，而軸本體的比重低，這樣既同時降低了重量，又保證了扭力和載荷，通過小改動實現了輕量化的目的，結構簡單，易于實施，且成本低廉。

附圖說明

圖1為本發明的結構圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。

請參閱圖1所示，一種輕量化軸，包括軸本體1，該軸本體1的材料為輕質合金；所述軸本體1內部嵌有扭力和載荷增強件2，扭力和載荷增強件2的比重比所述軸本體1的比重大。在本案中，所述扭力和載荷增強件2為一組螺桿，這一組螺桿沿軸本體1的周向均布，且每根螺桿沿軸本體1的軸向設置。采用螺桿主要增加軸本體1、扭力和載荷增強件2的結合面與摩擦力，當然不一定必須是螺桿，也可以采用其它方式增加結合面。理論上螺桿應該是均勻分布，以避免不平衡引起的應力集中。

所述螺桿的數目為6-8根，可以根據軸的應用具體要求對螺桿的數量進行增減，但是增減螺桿數量會直接影響到軸的強度和重量，可以通過計算和試驗選取最佳值。

所述軸本體1的材質為鋁合金和鎂合金，螺桿的材質為20Cr，且螺桿的長度與軸本體1長度一致。在其它輕質合金中加入載荷增強件2，也可能有相似的效果。并且，所述軸本體1與扭力和載荷增強件2為一體式結構。在本案中，所述螺桿在軸本體1處于半固態狀態下插入，并通過擠壓一體成型。