CN108150518A - 一种玻璃纤维传动轴 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种玻璃纤维传动轴，包括轴管、万向节叉、万向节，轴管设置在一对万向节叉之间，一端万向节叉通过万向节与套管叉组件连接，另一端万向节叉通过万向节与凸缘叉连接；其特征在于，所述轴管由一对端部法兰及复合材料层组成，端部法兰设置在复合材料层的两端，所述复合材料层由玻璃纤维及环氧树脂经过湿法缠绕、固化成型，所述玻璃纤维占复合材料层的体积比为65‑75%。所述端部法兰为铝合金，其一端设置有焊口，其另一端设置有两段T型螺纹；所述焊口与万向节叉焊接，所述T型螺纹包括右旋螺纹及左旋螺纹。本申请提供的玻璃纤维传动轴，其结构合理，轴管采用玻璃纤维及环氧树脂缠绕成型，有效提高了传动轴的抗扭强度及消音抗震性。

Description

一种玻璃纤维传动轴
技术领域
本发明涉及车辆传动技术领域，尤其涉及一种玻璃纤维传动轴。
背景技术
汽车轻量化是新能源汽车发展的迫切要求，航空航天领域通常使用复合材料替代金属材料使飞机轻量化。由于复合材料相对金属有较高的比强度和比刚度，可设计性强，可实现结构和功能的一体化设计，使之间具有减震、隔热、降噪、抗冲击损伤等功能，复合材料替代金属材料制造汽车零部件，将有效减轻汽车结构重量，降低能源损耗，提高汽车的安全性。
传动轴是汽车传动系中传递动力的重要部件，它的作用是与变速箱、驱动桥一起将发动机的动力传递给车轮，使汽车产生驱动力。传动轴的品质直接影响汽车的综合性能。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术问题，本发明提供的一种玻璃纤维传动轴，其结构合理，轴管采用玻璃纤维及环氧树脂缠绕成型，既保证了轴管的刚度、又减轻了轴管的总体重量，有效提高了传动轴的抗扭强度及消音抗震性，具有良好的推广价值。
本发明的技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供的一种玻璃纤维传动轴，包括轴管、万向节叉、万向节，轴管设置在一对万向节叉之间，一端万向节叉通过万向节与套管叉组件连接，另一端万向节叉通过万向节与凸缘叉连接；所述轴管由一对端部法兰及复合材料层组成，端部法兰设置在复合材料层的两端，所述复合材料层由玻璃纤维及环氧树脂经过湿法缠绕、固化成型，所述玻璃纤维占复合材料层的体积比为65-75%。
复合材料的设置有利于降低轴管的重量，并且提高轴管的比强度及比刚度，提高传动轴的性能，使传动轴的适用范围更广。
进一步地，所述端部法兰为铝合金，其一端设置有焊口，其另一端设置有两段T型螺纹；所述焊口与万向节叉焊接，所述T型螺纹包括右旋螺纹及左旋螺纹，右旋螺纹与左旋螺纹设置有工艺槽。端部法兰设置左旋螺纹及右旋螺纹，有效防止复合材料层脱落，提高复合材料层与端部法兰连接的可靠性。
进一步地，所述复合材料层中玻璃纤维的缠绕采用环向缠绕。玻璃纤维浸润在环氧树脂中，均匀排布在端部法兰及轴管的芯模上。
进一步地，所述玻璃纤维环向缠绕的预应力为80Mpa。预应力的湿法缠绕有利于提高复合材料层的比强度。
进一步地，所述玻璃纤维及环氧树脂经过湿法缠绕成型后，在固化设备中固化，固化温度为75℃，固化时间为180min。复合材料层经过固化后，有利于提高复合材料的比强度。
同时，本申请还提供了一种轴管的成型方法，其具体包括以下步骤：
S1，根据轴管的长度，将端部法兰固定在芯模上形成待缠绕轴管；
S2，将待缠绕轴管固定在缠绕设备上，使用玻璃纤维及环氧树脂在待缠绕轴管上缠绕作业；
S3，将缠绕后的轴管放置在固化炉中固化；
S4，将芯模与轴管脱离。
进一步地，步骤S2中，所述玻璃纤维的缠绕采用环向缠绕，环向缠绕的预应力为80Mpa。
进一步地，步骤S3中，缠绕后的轴管固化温度为75℃，固化时间为180min。
进一步地，步骤S3中，固化阶段，缠绕后的轴管以20rpm的速度旋转。旋转固化能够有效防止未固化的环氧树脂在重力作用下下沉，影响轴管的动平衡。
本发明有益效果：
与现有技术相比，本发明提供的一种玻璃纤维传动轴，其结构合理，轴管采用玻璃纤维及环氧树脂缠绕成型，既保证了轴管的刚度、又减轻了轴管的总体重量，有效提高了传动轴的抗扭强度及消音抗震性，具有良好的推广价值。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1是本发明所述一种玻璃纤维传动轴的结构示意图；
图2是本发明之端部法兰的结构示意图；
图3是本发明之端部法兰与万向节叉焊接的示意图。
附图中，各标号所代表的部件如下：
1.轴杆；1-1.端部法兰；1-2.复合材料层；1-1-1.右旋螺纹；1-1-2.左旋螺纹；1-1-3.工艺槽；1-1-4.焊口；2.万向节叉；3.万向节；4.套管叉组件；5.凸缘叉。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对，本发明的一种玻璃纤维传动轴进行详细说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，相同的参考标记用于表示相同的部分。
图1是一种玻璃纤维传动轴的结构示意图，其包括轴管1、万向节叉2、万向节3，轴管1设置在一对万向节叉2之间，一端万向节叉2通过万向节3与套管叉组件4连接，另一端万向节叉2通过万向节3与凸缘叉5连接；其特征在于，所述轴管1由一对端部法兰1-1及复合材料层1-2组成，端部法兰1-1设置在复合材料层1-2的两端，所述复合材料层1-2由玻璃纤维及环氧树脂经过湿法缠绕、固化成型，所述玻璃纤维占复合材料层1-2的体积比为65-75%。复合材料的设置有利于降低轴管的重量，并且提高轴管的比强度及比刚度，提高传动轴的性能，其广泛应用于新能源汽车上。
图2是端部法兰的结构示意图，其为铝合金，端部法兰1-1一端设置有焊口1-1-4，其另一端设置有两段T型螺纹；所述焊口1-1-4与万向节叉2焊接如图3所示，所述T型螺纹包括右旋螺纹1-1-1及左旋螺纹1-1-2，右旋螺纹1-1-1与左旋螺纹1-1-2设置有工艺槽1-1-3。端部法兰1-1设置左旋螺纹1-1-2及右旋螺纹1-1-1，有效防止复合材料层脱落，提高复合材料层与端部法兰连接的可靠性。
所述复合材料层1-2中玻璃纤维的缠绕采用环向缠绕，所述玻璃纤维环向缠绕的预应力为80Mpa。玻璃纤维浸润在环氧树脂中，均匀排布在端部法兰及轴管的芯模上，预应力的湿法缠绕有利于提高复合材料层的比强度。
所述玻璃纤维及环氧树脂经过湿法缠绕成型后，在固化设备中固化，固化温度为75℃，固化时间为180min。复合材料层经过固化后，有利于提高复合材料的比强度。
在图1所示的实施例中，复合材料中玻璃纤维的体积比为70%，复合材料的厚度为3mm，有效提高了轴管1的强度，有效提高了传动轴的抗扭强度及消音抗震性，并且减轻了轴管的总体重量。
本申请还提供了一种轴管的成型方法，其具体包括以下步骤：
S1，根据轴管1的长度，将端部法兰1-1固定在芯模上形成待缠绕轴管；
在该步骤中，芯模的表面均匀涂抹脱模剂，以有利于固化后复合材料的脱模。
S2，将待缠绕轴管固定在缠绕设备上，使用玻璃纤维及环氧树脂在待缠绕轴管上缠绕作业；
在该步骤中，所述玻璃纤维的缠绕采用环向缠绕，环向缠绕的预应力为80Mpa。
S3，将缠绕后的轴管放置在固化炉中固化；
步骤S3中，缠绕后的轴管固化温度为75℃，固化时间为180min；固化阶段，缠绕后的轴管以20rpm的速度旋转。旋转固化能够有效防止未固化的环氧树脂在重力作用下下沉，影响轴管的动平衡。
S4，将芯模与轴管1脱离。
轴管1成型后，将轴管1上的焊口1-1-4与万向节叉2焊接，如图3所示，在将端部的万向节叉2通过万向节3与套管叉组件4连接，另一端万向节叉2通过万向节3与凸缘叉5连接，形成玻璃纤维传动轴，以连接变速器或驱动桥。
与现有技术相比，本发明提供的一种玻璃纤维传动轴，其结构合理，轴管采用玻璃纤维及环氧树脂缠绕成型，既保证了轴管的刚度、又减轻了轴管的总体重量，有效提高了传动轴的抗扭强度及消音抗震性，具有良好的推广价值。
本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种玻璃纤维传动轴，包括轴管（1）、万向节叉（2）、万向节（3），轴管（1）设置在一对万向节叉（2）之间，一端万向节叉（2）通过万向节（3）与套管叉组件（4）连接，另一端万向节叉（2）通过万向节（3）与凸缘叉（5）连接；其特征在于，所述轴管（1）由一对端部法兰（1-1）及复合材料层（1-2）组成，端部法兰（1-1）设置在复合材料层（1-2）的两端，所述复合材料层（1-2）由玻璃纤维及环氧树脂经过湿法缠绕、固化成型，所述玻璃纤维占复合材料层（1-2）的体积比为65-75%。
2.根据权利要求1所述玻璃纤维传动轴，其特征在于，所述端部法兰（1-1）为铝合金，其一端设置有焊口（1-1-4），其另一端设置有两段T型螺纹；所述焊口（1-1-4）与万向节叉（2）焊接，所述T型螺纹包括右旋螺纹（1-1-1）及左旋螺纹（1-1-2），右旋螺纹（1-1-1）与左旋螺纹（1-1-2）设置有工艺槽（1-1-3）。
3.根据权利要求1所述玻璃纤维传动轴，其特征在于，所述复合材料层（1-2）中玻璃纤维的缠绕采用环向缠绕。
4.根据权利要求3所述玻璃纤维传动轴，其特征在于，所述玻璃纤维环向缠绕的预应力为80Mpa。
5.根据权利要求1所述玻璃纤维传动轴，其特征在于，所述玻璃纤维及环氧树脂经过湿法缠绕成型后，在固化设备中固化，固化温度为75℃，固化时间为180min。
6.一种轴管的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，根据轴管（1）的长度，将端部法兰（1-1）固定在芯模上形成待缠绕轴管；
S2，将待缠绕轴管固定在缠绕设备上，使用玻璃纤维及环氧树脂在待缠绕轴管上缠绕作业；
S3，将缠绕后的轴管放置在固化炉中固化；
S4，将芯模与轴管（1）脱离。
7.根据权利要求6所述玻璃纤维传动轴，其特征在于，步骤S2中，所述玻璃纤维的缠绕采用环向缠绕，环向缠绕的预应力为80Mpa。
8.根据权利要求6所述玻璃纤维传动轴，其特征在于，步骤S3中，缠绕后的轴管固化温度为75℃，固化时间为180min。
9.根据权利要求6所述玻璃纤维传动轴，其特征在于，步骤S3中，固化阶段，缠绕后的轴管以20rpm的速度旋转。
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