CN117722428A - 一种碳纤维轴传动轴总成及其制备方法 - Google Patents
一种碳纤维轴传动轴总成及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117722428A CN117722428A CN202311667691.6A CN202311667691A CN117722428A CN 117722428 A CN117722428 A CN 117722428A CN 202311667691 A CN202311667691 A CN 202311667691A CN 117722428 A CN117722428 A CN 117722428A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shaft
- carbon fiber
- spline
- tube
- fork
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims abstract description 66
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims abstract description 66
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 63
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000007723 die pressing method Methods 0.000 claims description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 abstract description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 5
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
本发明涉及汽车领域，提供一种碳纤维轴传动轴总成及其制备方法，包括采用碳纤维制作的轴管和钢制的花键轴，所述轴管的一端固定连接碳纤维制作的花键毂，花键毂内侧固定设置钢制内花键套，所述花键轴与所述钢制内花键套间隙配合。本发明的有益效果在于：避免了伸缩套和万向节在使用过程中会伴随着大量的磨损，显著提高了碳纤维传动轴耐磨性能，再加之碳纤维复合材料主要由碳纤维丝束和树脂材料组成，碳元素化学性质稳定，无需进行表面防腐处理，其耐候性及耐老化性极好，寿命一般为钢材的2‑3倍，显著降低了后期维护成本，适合大范围推广。
Description
技术领域
本发明涉及汽车领域，具体涉及一种碳纤维轴传动轴总成及其制备方法。
背景技术
传动轴总成是汽车传动系统中的重要组成部分，主要由轴管、伸缩套和万向节组成。它的主要功能是将发动机的动力传递到驱动轮中。在前置后驱的驱动方式中，传动轴总成将变速器传来的扭矩与旋转运动传递给后桥的主减速器。对于前置引擎后轮驱动的车来说，传动轴是把变速器的转动传到主减速器的轴，它可以是好几节的，节与节之间可以由万向节连接。总的来说，传动轴总成是汽车传动系统中的重要组成部分，它将发动机的动力传递到驱动轮，使汽车能够行驶。
目前国内外商用车燃油成本占据了营运成本中很大的比例。整车轻量化设计成为目前提高车型竞争力的一大重要手段。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。碳纤维复合材料传动轴是传动轴轻量化的重要方向，但目前大部分碳纤维复合材料传动轴仅传动轴的轴管使用碳纤维复合材料，因为伸缩套和万向节在使用过程中会伴随着大量的磨损，如何减轻这种磨损是碳纤维复合材料如何进一步推广所需解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，解决碳纤维材料与其它钢制件的连接与磨损问题。
本发明提供了一种碳纤维轴传动轴总成，包括采用碳纤维制作的轴管和钢制的花键轴，所述轴管的一端固定连接碳纤维制作的花键毂，花键毂内侧固定设置钢制内花键套，所述花键轴与所述钢制内花键套间隙配合。
进一步地，所述花键轴外端固定设置连接万向节的第一轴叉。
进一步地，所述轴管另一端固定连接第二轴叉，第二轴叉设置碳纤维复材接头与轴管固定连接。
进一步地，所述轴管为双层管结构，包括内管和外管，内管两端分别固定连接碳纤维复材接头和花键毂，内管外侧设置有外管。
进一步地，所述花键毂外侧设置花键轴护套。
还提供一种上述的碳纤维轴传动轴总成的制作方法，包括以下步骤：
步骤1：在第二轴叉的模具内铺贴碳纤维预浸料,将第二轴叉预埋在预浸料中同时模压固化；
步骤2：将花键轴与第一轴叉铸造成一体的毛坯件，蹚出第一轴叉的耳孔，铣加工花键轴的花键；
步骤3：在钢制内花键套外侧铺贴预浸料，固定连接在花键毂内侧；
步骤4：将花键轴与所述钢制内花键套间隙配合，内外花键连接为一体；
步骤5：碳纤维缠绕固化成型内管；
步骤6：内管两端分别固定连接花键毂与碳纤维复材接头；
步骤7：在内管外侧套设碳纤维缠绕固化成型的外管。
作为一种优选方案，步骤6具体为所述第二轴叉固化后在碳纤维复材接头上开设通孔，在花键毂连接轴管的一侧开设通孔，并在内管两侧各开设通孔，在内管两端设置挡纱钉分别连接花键毂与碳纤维复材接头。
本发明有益效果在于：
1、本发明通过在与花键轴连接的位置设置钢制内花键套，避免了伸缩套和万向节在使用过程中会伴随着大量的磨损，显著提高了碳纤维传动轴耐磨性能，再加之碳纤维复合材料主要由碳纤维丝束和树脂材料组成，碳元素化学性质稳定，无需进行表面防腐处理，其耐候性及耐老化性极好，寿命一般为钢材的2-3倍，显著降低了后期维护成本，适合大范围推广。
2、本发明提供的碳纤维传动轴比普通传动轴要轻很多，因此转动惯量更小，从而减小了引擎动力输出时在传动轴上损失，提高输出效率。此外，选用了更轻的传动轴，减小了整车的重量，对于操控方面也有提升。
3、本发明提供的碳纤维传动轴比普通传动轴能够承受的扭矩更高，适合更大扭矩输出的车，碳纤维复合材料的抗拉强度是普通钢材的4-5倍，刚度是普通钢材的3-4倍。碳纤维复合材料的抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是普通钢材的5倍，能够适用于有更大强度需求的车辆。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明左端的局部放大示意图。
图3为本发明花键毂的结构示意图。
附图中标号为：
1、轴管；11、内管；12、外管；2、花键轴；3、内花键套；4、花键毂；5、第一轴叉；6、第二轴叉；61、碳纤维复材接头；7、花键轴护套。
具体实施方式
为说明本发明的特点，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例：
参考图1、图2和图3，本实施例提供一种碳纤维轴传动轴总成，轴管1采用双层管结构，包括内管11和外管12，内管11和外管12均采用碳纤维缠绕固化制作，内管11两端分别固定连接碳纤维复材接头61和花键毂4，本实施例采用的固定连接方案为：在所述第二轴叉6固化后在碳纤维复材接头61上开设通孔，在花键毂4连接轴管1的一侧开设通孔，并在内管11两侧各开设通孔，在内管11两端设置挡纱钉分别连接花键毂4与碳纤维复材接头61，内管11外侧设置有外管12。
本实施例为了提升传动轴的耐磨性能，在花键毂4内设置了钢制的内花键套3，所述花键轴2与所述钢制内花键套3间隙配合。通过在与花键轴2连接的位置设置钢制内花键套，避免了伸缩套和万向节在使用过程中会伴随着大量的磨损，显著提高了碳纤维传动轴耐磨性能。
所述花键轴2外端固定设置连接万向节的第一轴叉5，花键轴2和第一轴叉5采用一体铸造，通过钢制的轴叉显著提高轴叉与万向节结合处的耐磨性。轴管1的另一端固定连接第二轴叉6，第二轴叉6采用钢制与碳纤维复材接头61铸造成一体，通过碳纤维复材接头61与轴管1固定连接，通过两种材料的拼合铸造，既保证了更低的重量，同时兼具有较高的耐磨性。
另外本实施例为了进一步保护花键部分的结构，还在所述花键毂4外侧设置了花键轴护套7，花键轴护套7与第一轴叉5相连，可通过后期焊接为一体，提高整体的结构强度。
本实施例还提供了上述提到碳纤维轴传动轴总成的制作方法，具体包括以下步骤：
步骤1：在第二轴叉6的模具内铺贴碳纤维预浸料,将第二轴叉6预埋在预浸料中同时模压固化；
步骤2：将花键轴2与第一轴叉5铸造成一体的毛坯件，蹚出第一轴叉5的耳孔，铣加工花键轴2的花键；
步骤3：在钢制内花键套3外侧铺贴预浸料，固定连接在花键毂4内侧；
步骤4：将花键轴2与所述钢制内花键套3间隙配合，内外花键连接为一体；
步骤5：碳纤维缠绕固化成型内管11；
步骤6：所述第二轴叉6固化后在碳纤维复材接头61上开设通孔，在花键毂4连接轴管1的一侧开设通孔，并在内管11两侧各开设通孔，在内管11两端设置挡纱钉分别连接花键毂4与碳纤维复材接头61，实现在内管11两端分别固定连接花键毂4与碳纤维复材接头61；
步骤7：在内管11外侧套设碳纤维缠绕固化成型的外管12。
以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案，并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。本发明未详尽公开的其他相关技术结构为本领域现有技术。
Claims (7)
1.一种碳纤维轴传动轴总成，其特征在于：包括采用碳纤维制作的轴管（1）和钢制的花键轴（2）；
所述轴管（1）的一端固定连接碳纤维制作的花键毂（4），花键毂（4）内侧固定设置钢制内花键套（3）；
所述花键轴（2）与所述钢制内花键套（3）间隙配合。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维轴传动轴总成，其特征在于：所述花键轴（2）外端固定设置连接万向节的第一轴叉（5）。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维轴传动轴总成，其特征在于：所述轴管（1）另一端固定连接第二轴叉（6），第二轴叉（6）设置碳纤维复材接头（61）与轴管（1）固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维轴传动轴总成，其特征在于：所述轴管（1）为双层管结构，包括内管（11）和外管（12），内管（11）两端分别固定连接碳纤维复材接头（61）和花键毂（4），内管（11）外侧设置有外管（12）。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维轴传动轴总成，其特征在于：所述花键毂（4）外侧设置花键轴护套（7）。
6.一种根据权利要求1至5任意一项所述的碳纤维轴传动轴总成的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在第二轴叉（6）的模具内铺贴碳纤维预浸料,将第二轴叉（6）预埋在预浸料中同时模压固化；
步骤2：将花键轴（2）与第一轴叉（5）铸造成一体的毛坯件，蹚出第一轴叉（5）的耳孔，铣加工花键轴（2）的花键；
步骤3：在钢制内花键套（3）外侧铺贴预浸料，固定连接在花键毂（4）内侧；
步骤4：将花键轴（2）与所述钢制内花键套（3）间隙配合，内外花键连接为一体；
步骤5：碳纤维缠绕固化成型内管（11）；
步骤6：内管（11）两端分别固定连接花键毂（4）与碳纤维复材接头（61）；
步骤7：在内管（11）外侧套设碳纤维缠绕固化成型的外管（12）。
7.根据权利要求6所述的碳纤维轴传动轴总成的制备方法，其特征在于：所述步骤6具体为所述第二轴叉（6）固化后在碳纤维复材接头（61）上开设通孔，在花键毂（4）连接轴管（1）的一侧开设通孔，并在内管（11）两侧各开设通孔；
在内管（11）两端设置挡纱钉分别连接花键毂（4）与碳纤维复材接头（61）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311667691.6A CN117722428A (zh) | 2023-12-07 | 2023-12-07 | 一种碳纤维轴传动轴总成及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311667691.6A CN117722428A (zh) | 2023-12-07 | 2023-12-07 | 一种碳纤维轴传动轴总成及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117722428A true CN117722428A (zh) | 2024-03-19 |
Family
ID=90199071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311667691.6A Pending CN117722428A (zh) | 2023-12-07 | 2023-12-07 | 一种碳纤维轴传动轴总成及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117722428A (zh) |
-
2023
- 2023-12-07 CN CN202311667691.6A patent/CN117722428A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101429975B (zh) | 汽车传动轴用挠性万向节 | |
| CN106740060A (zh) | 带拖曳臂三连杆悬架的轮边减速电驱动系统 | |
| CN117722428A (zh) | 一种碳纤维轴传动轴总成及其制备方法 | |
| CN101214792A (zh) | 汽车直连式分动箱装置 | |
| CN210978267U (zh) | 一种新型前传动轴总成 | |
| CN205186463U (zh) | 圆锥齿轮-传动杆传动方式的两轮车及其后轴组件 | |
| CN201220580Y (zh) | 转向驱动车桥 | |
| CN211370991U (zh) | 一种可伸缩的货车传动轴 | |
| CN101982331B (zh) | 混合动力汽车动力总成的耦合机构 | |
| CN202294080U (zh) | 转向驱动前桥的半轴连接结构 | |
| CN212422823U (zh) | 一种组合式结构的汽车传动轴总成 | |
| CN212267216U (zh) | 一种轮式行走机构的驱动系统 | |
| CN213705078U (zh) | 一种同轴一体式电驱桥 | |
| CN210970639U (zh) | 一种同轴动力耦合驱动电机总成 | |
| CN211493658U (zh) | 一种用于线控底盘的驱动机构 | |
| CN220923811U (zh) | 一种轻卡车用传动轴总成及轻卡车辆 | |
| CN219452712U (zh) | 一种带防尘套的万向节 | |
| KR101999277B1 (ko) | 자동차용 cfrp 프로펠러샤프트 | |
| CN206030958U (zh) | 一种汽车可分离式半轴结构 | |
| CN205186462U (zh) | 圆锥齿轮-传动杆传动方式的两轮车及其传动系统 | |
| CN212921020U (zh) | 一种误差小的转向驱动前桥 | |
| CN105314056B (zh) | 无链自行车及其传动系统 | |
| CN205186465U (zh) | 两轮车、三轮车及其轮毂、轮组 | |
| CN217835262U (zh) | 适用于轮毂电机的拖拉机前桥结构 | |
| CN215171654U (zh) | 一种防脱落的高密封主动轴安装结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |