CN112211987A - 一种带有碳纤维材质的传动轴总成及其装配方法 - Google Patents

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高蕊
张玉辛
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夏长庚
刘心亮
熊增选
路亚欧
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Abstract

本发明所述的一种带有碳纤维材质的传动轴总成及其装配方法，包括传动轴本体，所述传动轴本体设置于一对万向节叉之间，万向节叉分别通过万向节总成与法兰连接，所述传动轴本体包括花键联接和碳纤维轴体，所述花键联接的其中一端与碳纤维轴体连接，所述碳纤维轴体为内部中空的管状结构，所述碳纤维轴体的两端均通过连接组件固定连接有分别与花键联接和另一万向节叉相接的过渡件。中空的碳纤维轴体实现了传动轴总成的轻量化，碳纤维轴体通过过渡件将花键联接与其中一万向节叉实现过渡连接，使得运行时碳纤维材料部分与其他材料部分避免或顺利通过临界转速，以达到传动轴总成的稳定运行环境。

Description

一种带有碳纤维材质的传动轴总成及其装配方法
技术领域
本发明属于传动轴的技术领域，具体地说是一种带有碳纤维材质的传动轴总成及其装配方法。
背景技术
节能减排是当今汽车行业主流发展方向，而汽车的轻量化实现节能减排的重要措施之一。传动轴是汽车底盘动力系统的重要组成之一，研究和推广传动轴轻量化技术对于整车轻量化有着重要意义。带有碳纤维材质的传动轴是传动轴轻量化的重要方向。在轻量化的同时还需要保证传动轴总成在工作状态中顺利应对临界转速，就需要碳纤维材料部分与其他材料部分之间的连接更为紧密；现有技术中碳纤维材料部分直接与其他材料部分直接进行固定连接，导致无法避免的经过临界转速，或是在经过临界转速时，碳纤维材料部分直接与其他材料部分形成共振使振动幅度增加，造成传动轴总成的破坏出现。
发明内容
为解决带有碳纤维材质的传动轴总成在运行时无法避免临界转速，或是在经过临界转速时，出现碳纤维材料部分直接与其他材料部分形成共振，造成传动轴总成破坏出现的问题，本发明提供一种带有碳纤维材质的传动轴总成及其装配方法。
本发明一方面是通过下述技术方案来实现的。
一种带有碳纤维材质的传动轴总成，包括法兰、万向节总成、万向节叉和传动轴本体，所述传动轴本体设置于一对万向节叉之间，万向节叉分别通过万向节总成与法兰连接，所述传动轴本体包括花键联接和碳纤维轴体，所述花键联接的其中一端与碳纤维轴体连接，另一端与其中一万向节叉连接，所述碳纤维轴体为内部中空的管状结构，所述碳纤维轴体的两端通过连接组件固定连接有过渡件，两过渡件分别与花键联接和远离花键联接的万向节叉相接。中空的碳纤维轴体实现了传动轴总成的轻量化，碳纤维轴体通过过渡件将花键联接与其中一万向节叉实现过渡连接，使得运行时碳纤维材料部分与其他材料部分避免或顺利通过临界转速，以达到传动轴总成的稳定运行环境。
本发明的进一步改进还有，上述过渡件为环状结构，且嵌设于所述碳纤维轴体的端部。增加过渡件与碳纤维轴体的重合面积，形成整体性。
本发明的进一步改进还有，上述碳纤维轴体及过渡件上均设有相对应的通孔；所述连接组件包括螺栓和螺母，所述螺栓穿过上下对应的通孔并与所述螺母旋接固定。通过螺栓与螺母配合以将过渡件与碳纤维轴体压紧，降低两者之间的连接难度。
本发明的进一步改进还有，上述通孔分别在碳纤维轴体的端部及环状的过渡件的圆周面上呈环形阵列的通孔圈，所述通孔圈为若干个。通过通孔圈提高过渡件与碳纤维轴体的整体性。
本发明的进一步改进还有，上述花键联接包括花键轴和套设于所述花键轴一端上的花键毂，所述花键轴为内部中空的管状结构。通过中空的花键轴进一步降低传动轴总成的重量。
本发明的进一步改进还有，上述花键联接一端的万向节叉上焊接有套设于花键联接外部的护套油封总成。通过护套油封总成实现对花键联接的油性密封。
本发明的进一步改进还有，两过渡件分别与花键联接的其中一端及靠近碳纤维轴体的万向节叉相焊接，所述花键联接的另一端与另一万向节叉相焊接。通过焊接的形式提高各部件的整体连接性。
本发明另一方面是通过下列技术方案来实现的。
一种带有碳纤维材质的传动轴总成的装配方法，包括以下步骤：
S1、两过渡件分别嵌设进碳纤维轴体的端部，螺栓穿过碳纤维轴体及过渡件上相对应的通孔，所述螺母旋接于螺栓上，直至将过渡件与碳纤维轴体夹紧固定；
S2、所述花键轴的一端插入所述花键毂内；
S3、所述万向节总成压装在法兰上；
S5、所述花键轴远离花键毂一端与其中一万向节叉摩擦焊连接，护套油封总成套设在花键轴上并与万向节叉焊接；
S4、所述花键毂与其中一过渡件压紧并进行焊接；
S6、所述碳纤维轴体远离花键轴一端的过渡件与另一万向节叉压紧并进行焊接；
S7、所述万向节叉安装于万向节总成上。
从以上技术方案可以看出，本发明的有益效果是：1.中空的碳纤维轴体实现了传动轴总成的轻量化，碳纤维轴体通过过渡件将花键联接与其中一万向节叉实现过渡连接，使得运行时碳纤维材料部分与其他材料部分避免或顺利通过临界转速，以达到传动轴总成的稳定运行环境。2.通过碳纤维自身高强度、高刚度、高模量、低重量、耐高温、耐腐蚀及具有优异电性能的特性，以满足传动轴总成实现轻量化的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施方式的半剖立体示意图。
图2为本发明具体实施方式的全剖面示意图。
图3为本发明具体实施方式的外部俯视示意图。
附图中：1、法兰，2、万向节总成，3、万向节叉，4、花键轴，5、护套油封总成，6、花键毂，7、过渡件，8、碳纤维轴体，9、连接组件，10、螺栓，11、螺母，12、花键联接，13、通孔。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
如附图所示，一种带有碳纤维材质的传动轴总成，包括法兰1、万向节总成2、万向节叉3和传动轴本体，所述传动轴本体设置于一对万向节叉3之间，万向节叉3分别通过万向节总成2与法兰1连接，所述传动轴本体包括花键联接12和碳纤维轴体8，所述花键联接12的其中一端与碳纤维轴体8连接，另一端与其中一万向节叉3连接，所述碳纤维轴体8为内部中空的管状结构，所述碳纤维轴体8的两端通过连接组件9固定连接有过渡件7，两过渡件7分别与花键联接12和远离花键联接12的万向节叉3相接，通过过渡件7完成碳纤维材料与其他材料的过渡连接，避免包含了不同材料部分的传动轴本体在运行时受临界转速影响出现不能克服的振动。通过碳纤维自身高强度、高刚度、高模量、低重量、耐高温、耐腐蚀及具有优异电性能的特性，以满足传动轴总成实现轻量化的要求。中空的碳纤维轴体8实现了传动轴总成的轻量化，碳纤维轴体8通过过渡件7将花键联接12与其中一万向节叉3实现过渡连接，使得运行时碳纤维材料部分与金其他材料部分避免或顺利通过临界转速，以达到传动轴总成的稳定运行环境。
所述过渡件7为环状结构，且嵌设于所述碳纤维轴体8的端部。增加过渡件7与碳纤维轴体8的重合面积，形成整体性。
所述碳纤维轴体8及过渡件7上均设有相对应的通孔13；所述连接组件9包括螺栓10和螺母11，所述螺栓10穿过上下对应的通孔13并与所述螺母11旋接固定。通过螺栓10与螺母11配合以将过渡件7与碳纤维轴体8压紧，降低两者之间的连接难度。
所述通孔13分别在碳纤维轴体8的端部及环状的过渡件7的圆周面上呈环形阵列的通孔圈，所述通孔圈为若干个。通过通孔圈提高过渡件7与碳纤维轴体8的整体性。
所述花键联接12包括花键轴4和套设于所述花键轴4一端上的花键毂6，所述花键轴4为内部中空的管状结构。通过中空的花键轴4进一步降低传动轴总成的重量。
所述花键联接12一端的万向节叉3上焊接有套设于花键联接12外部的护套油封总成5。通过护套油封总成5实现对花键联接12的油性密封。
两过渡件7分别与花键联接12的其中一端及靠近碳纤维轴体8的万向节叉3相焊接，所述花键联接12的另一端与另一万向节叉3相焊接。通过焊接的形式提高各部件的整体连接性。
所述过渡件7、连接组件9、花键联接12、法兰1、万向节总成2及万向节叉3的材质均为钢制。
一种带有碳纤维材质的传动轴总成的装配方法，包括以下步骤：
S1、两过渡件7分别嵌设进碳纤维轴体8的端部，螺栓10穿过碳纤维轴体8及过渡件7上相对应的通孔13，所述螺母11旋接于螺栓10上，直至将过渡件7与碳纤维轴体8夹紧固定；
S2、所述花键轴4的一端插入所述花键毂6内；
S3、所述万向节总成2压装在法兰1上；
S5、所述花键轴4远离花键毂6一端与其中一万向节叉3摩擦焊连接，护套油封总成5套设在花键轴4上并与万向节叉3焊接；
S4、所述花键毂6与其中一过渡件7压紧并进行焊接；
S6、所述碳纤维轴体8远离花键轴4一端的过渡件7与另一万向节叉3压紧并进行焊接；
S7、所述万向节叉3安装于万向节总成2上。
本发明所述的一种带有碳纤维材质的传动轴总成及其装配方法，中空的碳纤维轴体实现了传动轴总成的轻量化，碳纤维轴体通过过渡件将花键联接与其中一万向节叉实现过渡连接，使得运行时碳纤维材料部分与其他材料部分避免或顺利通过临界转速，以达到传动轴总成的稳定运行环境。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同、相似部分互相参见即可。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”“内侧”等如果存在是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种带有碳纤维材质的传动轴总成，其特征在于，包括法兰(1)、万向节总成(2)、万向节叉(3)和传动轴本体，所述传动轴本体设置于一对万向节叉(3)之间，万向节叉(3)分别通过万向节总成(2)与法兰(1)连接，所述传动轴本体包括花键联接(12)和碳纤维轴体(8)，所述花键联接(12)的其中一端与碳纤维轴体(8)相连接，另一端与其中一万向节叉(3)连接，所述碳纤维轴体(8)为内部中空的管状结构，所述碳纤维轴体(8)的两端通过连接组件(9)固定连接有过渡件(7)，两过渡件(7)分别与花键联接(12)和远离花键联接(12)的万向节叉(3)相接。
2.根据权利要求1所述的一种带有碳纤维材质的传动轴总成，其特征在于，所述过渡件(7)为环状结构，且嵌设于所述碳纤维轴体(8)的端部。
3.根据权利要求2所述的一种带有碳纤维材质的传动轴总成，其特征在于，所述碳纤维轴体(8)及过渡件(7)上均设有相对应的通孔(13)；所述连接组件(9)包括螺栓(10)和螺母(11)，所述螺栓(10)穿过上下对应的通孔(13)并与所述螺母(11)旋接固定。
4.根据权利要求3所述的一种带有碳纤维材质的传动轴总成，其特征在于，所述通孔(13)分别在碳纤维轴体(8)的端部及环状的过渡件(7)的圆周面上呈环形阵列的通孔圈，所述通孔圈为若干个。
5.根据权利要求1所述的一种带有碳纤维材质的传动轴总成，其特征在于，所述花键联接(12)包括花键轴(4)和套设于所述花键轴(4)一端上的花键毂(6)，所述花键轴(4)为内部中空的管状结构。
6.根据权利要求1所述的一种带有碳纤维材质的传动轴总成，其特征在于，所述花键联接(12)一端的万向节叉(3)上焊接有套设于花键联接(12)外部的护套油封总成(5)。
7.根据权利要求1所述的一种带有碳纤维材质的传动轴总成，其特征在于，两过渡件(7)分别与花键联接(12)的其中一端及靠近碳纤维轴体(8)的万向节叉(3)相焊接，所述花键联接(12)的另一端与另一万向节叉(3)相焊接。
8.一种带有碳纤维材质的传动轴总成的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、两过渡件(7)分别嵌设进碳纤维轴体(8)的端部，螺栓(10)穿过碳纤维轴体(8)及过渡件(7)上相对应的通孔(13)，所述螺母(11)旋接于螺栓(10)上，直至将过渡件(7)与碳纤维轴体(8)夹紧固定；
S2、所述花键轴(4)的一端插入所述花键毂(6)内；
S3、所述万向节总成(2)压装在法兰(1)上；
S4、所述花键轴(4)远离花键毂(6)一端与其中一万向节叉(3)摩擦焊连接，护套油封总成(5)套设在花键轴(4)上并与万向节叉(3)焊接；
S5、所述花键毂(6)与其中一过渡件(7)压紧并进行焊接；
S6、所述碳纤维轴体(8)远离花键轴(4)一端的过渡件(7)与另一万向节叉(3)压紧并进行焊接；
S7、所述万向节叉(3)安装于万向节总成(2)上。
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