CN205371341U - 一种金属法兰叉和复合材料轴管的连接结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于连接结构技术领域，具体涉及一种金属法兰叉和复合材料轴管的连接结构，包括复合材料轴管和设于复合材料轴管两端的金属法兰叉，所述金属法兰叉通过过盈连接插接在复合材料轴管内，所述法兰叉与复合材料轴管的连接面上设有齿纹，复合材料轴管内表面设有粘结层。本实用新型提供的这种金属法兰叉和复合材料轴管的连接结构，不仅降低了连接部位应力集中的现象，同时胶结与过盈连接并用的方式增强了连接部位的强度和抗变形能力，实现轴系扭转、拉、压载荷的平稳传递。
Description
技术领域
本实用新型属于连接结构技术领域，具体涉及一种金属法兰叉和复合材料轴管的连接结构。
背景技术
传动轴是汽车传动系统中的一个重要部件，主要用于汽车传动系统的万向传动装置中。复合材料传动轴与金属传动轴相比重量轻，耐腐蚀，振动衰减打，噪声低，不导磁，免维护，可减少支撑轴承数量，同时还具有较强的位移补偿功能。复合材料传动轴在实际应用时，如何实现轴系扭转、拉、压载荷的平稳传递，其与两端金属法兰叉之间的连接安装方法至关重要。
由于复合材料传动轴的承载较为复杂，采用某种单一连接方式通常难以保障传动轴长期稳定传递载荷的要求，例如风力发电用复合材料传动轴采用胶结方式与金属传动机构相连，长期使用后经常发生胶层破坏、脱落的现象。另外纤维缠绕复合材料材质较脆且各向异性，采取机械连接容易导致连接部位的应力集中，降低连接效率。因此就需要设计一种连接更可靠，适合缠绕成型复合材料传动轴的连接方式。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种强度高，容易在生产中实现的金属法兰叉和复合材料轴管的连接结构，用于缠绕成型复合材料轴管与金属法兰叉连接装配时，降低连接部位的应力集中，增强连接部位的抗变形能力，实现轴系扭转、拉、压载荷的平稳传递。
为此，本实用新型提供了一种金属法兰叉和复合材料轴管的连接结构，包括复合材料轴管和设于复合材料轴管两端的金属法兰叉，所述金属法兰叉通过过盈连接插接在复合材料轴管内，所述法兰叉与复合材料轴管的连接面上设有齿纹，所述复合材料轴管内表面设有粘结层。
所述复合材料轴管与两端金属法兰叉过盈连接部位的过盈量不超过0.5mm。
所述复合材料为碳纤维/环氧树脂。
所述轴管与两端金属法兰叉连接部位通过缠绕碳纤维/环氧树脂增厚1-2mm。
所述粘结层为环氧树脂。
所述粘结层均匀分布，厚度为1-2mm。
所述碳纤维/环氧树脂中碳纤维为T300、T700或T800中的一种。
所述环氧树脂为E-44(6101)环氧树脂。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的这种金属法兰叉和复合材料轴管的连接结构，复合材料轴管与两端法兰叉之间通过过盈连接、胶结和齿纹连接三种方式结合进行连接，胶结结构具有一定的韧性和变形补偿能力，不仅降低了连接部位应力集中的现象，同时胶结与过盈连接并用的方式增强了连接部位的强度和抗变形能力，实现轴系扭转、拉、压载荷的平稳传递。
下面将结合附图做进一步详细说明。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1、金属法兰叉；2、复合材料轴管。
具体实施方式
实施例1：
为了降低复合材料轴管2与金属法兰叉1连接装配时连接部位的应力集中，本实施例提供了一种如图1所示的金属法兰叉1和复合材料轴管2的连接结构，所述金属法兰叉1插接在复合材料轴管2内，金属法兰叉1与复合材料轴管2过盈连接，所述金属法兰叉1与复合材料轴管2的连接面上设有齿纹，所述复合材料轴管2内表面设有粘结剂。
如图1所示，复合材料轴管2与两端金属法兰叉1之间的胶结连接：首先采用丙酮清洗除去复合材料轴管2和金属法兰叉1连接面的污物，复合材料轴管2粘接面采用加工完成的齿纹面；其次，将粘结剂均匀涂敷在连接面上形成粘结层，并控制粘结剂的厚度和均匀性；然后采用压机压装将金属法兰叉1压入复合材料轴管2内，注意压装过程压机的操作控制；最后常温固化。
复合材料轴管2与两端金属法兰叉1之间通过过盈连接、胶结和齿纹连接三种方式结合进行连接，胶结结构具有一定的韧性和变形补偿能力，不仅降低了连接部位应力集中的现象，同时胶结与过盈连接并用的方式增强了连接部位的强度和抗变形能力，实现轴系扭转、拉、压载荷的平稳传递。
实施例2：
本实施例提供了一种金属法兰叉1和复合材料轴管2的连接结构，包括复合材料轴管2和设于复合材料轴管2两端的金属法兰叉1，金属法兰叉1插接在复合材料轴管2内，金属法兰叉1与复合材料轴管2过盈连接，过盈量不超过0.5mm，以免破坏轴管及影响传动轴的整体性能。法兰叉与复合材料轴管2的连接面上设有齿纹，复合材料轴管2内表面设有粘结剂，粘结层厚度为1-2mm。同时，为避免连接区域破坏，复合材料轴管2与两端金属法兰叉1连接部位通过缠绕复合材料增厚1-2mm。
本实施例中，复合材料为碳纤维/环氧树脂为已知材料名称，为碳纤维浸上树脂得来，是现有技术，其中碳纤维为T300、T700或T800中的一种，环氧树脂为E-44(6101)环氧树脂；粘结层为E-44(6101)环氧树脂，均匀涂敷在连接面，控制粘结剂的厚度为1-2mm和均匀性。
本实施例提供的金属法兰叉1和复合材料轴管2的连接结构，采用本实用新型设计的过盈连接连接、胶结和齿纹连接方案制作的复合材料传动轴，在保证轴管连接区域的连接强度的同时，减少了复合材料轴管2与金属法兰叉1连接部位的应力集中，传动轴传递扭矩提高1.5倍以上，产品使用寿命提高3年以上。
综上所述，本实用新型通过复合材料轴管2与两端法兰叉之间的过盈连接、胶结和齿纹连接三种方式结合进行连接，胶结结构具有一定的韧性和变形补偿能力，不仅降低了连接部位应力集中的现象，同时胶结与过盈连接并用的方式增强了连接部位的强度和抗变形能力，实现轴系扭转、拉、压载荷的平稳传递。
本实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知常识和公知技术，此处不再一一详细说明。
以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种金属法兰叉和复合材料轴管的连接结构，包括复合材料轴管（2）和设于复合材料轴管（2）两端的金属法兰叉（1），其特征在于：所述金属法兰叉（1）通过过盈连接插接在复合材料轴管（2）内，所述法兰叉(1)与复合材料轴管（2）的连接面上设有齿纹，所述复合材料轴管（2）内表面设有粘结层。
2.根据权利要求1所述的一种金属法兰叉和复合材料轴管的连接结构，其特征在于：所述复合材料轴管（2）与两端金属法兰叉（1）过盈连接部位的过盈量不超过0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种金属法兰叉和复合材料轴管的连接结构，其特征在于：所述复合材料为碳纤维/环氧树脂。
4.根据权利要求3所述的一种金属法兰叉和复合材料轴管的连接结构，其特征在于：所述轴管与两端金属法兰叉（1）连接部位通过缠绕碳纤维/环氧树脂增厚1-2mm。
5.根据权利要求1所述的一种金属法兰叉和复合材料轴管的连接结构，其特征在于：所述粘结层为环氧树脂。
6.根据权利要求1或5所述的一种金属法兰叉和复合材料轴管的连接结构，其特征在于：所述粘结层均匀分布，厚度为1-2mm。
7.根据权利要求3所述的一种金属法兰叉和复合材料轴管的连接结构，其特征在于：所述碳纤维/环氧树脂中碳纤维为T300、T700或T800中的一种。
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