[发明专利]车用复合材料传动轴及其制备方法

说明书

本发明公开了一种车用复合材料传动轴及其制备方法，包括纤维增强复合材料管，其两端的管壁上环向均布有多个通孔；金属连接件，其具有与纤维增强复合材料管的端部的内径相同的外径，且环向设有与通孔的数量和位置对应的多个凹孔，两个金属连接件分别同轴心连接于纤维增强复合材料管的两端，并通过销轴穿设通孔和凹孔；补强套管，其套接于纤维增强复合材料管的端部，并覆盖住销轴。本发明采用编织拉挤的纤维增强复合材料管，内外壁光滑，管壁厚度均匀，高速运转时动平衡性能好，其轴向和环向强度和刚度高，层间抗扭强度高，制备工艺简单，整体可靠性高，补强套管填补了打孔处的强度缺陷，实现了外约束，同时避免了使用过程中轴外侧产生毛坯。

技术领域

本发明属于汽车传动轴的生产技术领域，特别涉及一种车用复合材料传动轴及其制备方法。

背景技术

汽车传动轴主要是用来传递扭矩，在工作过程中受到很大的扭矩。机械系统在运行过程中容易产生共振，共振会使机械零部件产合生松动或发生疲劳破坏，产生噪声，影响机械的加工精度。

传统金属材质的传动轴，密度大，耐磨性和耐腐蚀性等性能差。而传统复合材料传动轴采用缠绕、拉挤成型工艺，例如，公布号为CN 104632861A的中国专利，公开了一种采用缠绕的方式加热固化制备传动轴的方法，当以一定角度缠绕时，对于传动轴这种细长型制品，两端缠绕时就会带来很大的不便，且轴向的强度和刚度低。还有公布号为CN102815210A的中国专利，公开了一种采用拉挤-缠绕的方式制备传动轴的方法，工序长，效率低。

发明内容

针对现有技术中存在的传统车用传动轴存在的工艺复杂、使用寿命和可靠性低的技术问题，本发明提供一种车用复合材料传动轴及其制备方法，制作工艺简单，性能稳定且使用寿命长，可靠性高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种车用复合材料传动轴，包括

纤维增强复合材料管，其两端的管壁上环向均布有多个通孔；

金属连接件，其具有与纤维增强复合材料管的端部的内径相同的外径，且环向设有与通孔的数量和位置对应的多个凹孔，两个所述金属连接件分别同轴心连接于纤维增强复合材料管的两端，并通过销轴穿设通孔和凹孔以固定；

补强套管，其套接于所述纤维增强复合材料管的端部，并覆盖住所述销轴。

作为优先，所述纤维增强复合材料管的两端的内壁分别具有从内向外直径逐渐增大的第一圆锥面，所述金属连接件的外壁具有向端面方向直径逐渐减小的第二圆锥面，所述第二圆锥面与第一圆锥面能够贴合。

作为优选，所述纤维增强复合材料管由增强材料和基体材料采用编织-拉挤成型工艺制备而成。

作为优先，所述基体材料为环氧树脂、不饱和树脂、乙烯基树脂、聚氨酯或酚醛树脂。

作为优先，所述增强材料为玻璃纤维、碳纤维、碳化硅纤维、玄武岩纤维、氧化铝纤维和芳纶纤维的任意一种或者几种的组合。

作为优先，所述通孔和凹孔的横截面形状均为圆形。

作为优先，多个所述通孔的孔间距与多个所述凹孔的孔间距相等。

作为优先，所述通孔和凹孔的个数均为三个或四个。

一种如上所述的车用复合材料传动轴的制备方法，包括如下的步骤：

1)采用编织-拉挤工艺制备纤维增强复合材料管，备用；制备加强套管，备用；

2)金属连接件的外壁和纤维增强复合材料管的内壁分别对应加工出第二圆锥面和第一圆锥面；

3)纤维增强复合材料管的两端分别进行环向均匀打多个通孔，金属连接件进行环向均匀打与通孔的数量对应的多个凹孔；