[发明专利]一种轻量化轴

说明书

本发明公开一种轻量化轴，其特征在于，包括轴本体(1)，该轴本体(1)的材料为轻质合金；所述轴本体(1)内部嵌有扭力和载荷增强件(2)，扭力和载荷增强件(2)的比重比所述轴本体(1)的比重大。本发明通过扭力和载荷增强件来增强扭力和载荷增强件，而轴本体的比重低，这样既同时降低了重量，又保证了扭力和载荷，通过小改动实现了轻量化的目的，结构简单，易于实施，且成本低廉。

技术领域

本发明涉及一种机械零部件领域，具体是一种轻量化轴。

背景技术

轴是运用广泛的机械零部件，并用传递动力，主要承载扭矩力。现有轴的材质一般为20Cr钢，这类轴取材方便，价格便宜，但是比重高，从而导致重量比较大，无法满足轻量化要求，为此急需解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻量化轴，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种轻量化轴，其特征在于，包括轴本体(1)，该轴本体(1)的材料为轻质合金；所述轴本体(1)内部嵌有扭力和载荷增强件(2)，扭力和载荷增强件(2)的比重比所述轴本体(1)的比重大。

为了加强结构强度，所述轴本体(1)与扭力和载荷增强件(2)为一体式结构。

作为一种实施方式，所述扭力和载荷增强件(2)为一组螺杆，这一组螺杆沿轴本体(1)的周向均布，且每根螺杆沿轴本体(1)的轴向设置。当然，具体实施过程中，还可以采用其他结构形式的扭力和载荷增强件(2)，比如钢骨架。

为了便于选材，并兼顾成本，所述轴本体(1)的材质为铝合金和镁合金，螺杆的材质为20Cr，且螺杆的长度与轴本体(1)长度一致。

作为优先设计，所述螺杆在轴本体(1)处于半固态状态下插入，并通过挤压一体成型。该轻量化轴是采用在直径为40mm的7075-T6铝合金基体中，加入6根M8的螺杆作为轴的骨架，螺杆材料为20Cr、调质处理。在满足同等为直径40mm的20Cr轴强度要求(最大扭矩和最大负荷)的前提下，达到了减重50％左右的目的。制造时，先将6根M8的螺杆(材料7075-T6)均匀插入固定在直径为25mm的圆周上，该圆周位于直径为40的挤压模具地板中心，挤压模具由底板及内径为40mm，长为160mm的半圆筒组成。螺杆在轴本体(1)处于半固态状态下插入，并通过挤压一体成型，制造工艺和设备都成熟并通用。

本发明的有益效果是：本发明通过扭力和载荷增强件来增强扭力和载荷增强件，而轴本体的比重低，这样既同时降低了重量，又保证了扭力和载荷，通过小改动实现了轻量化的目的，结构简单，易于实施，且成本低廉。

附图说明

图1为本发明的结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1所示，一种轻量化轴，包括轴本体1，该轴本体1的材料为轻质合金；所述轴本体1内部嵌有扭力和载荷增强件2，扭力和载荷增强件2的比重比所述轴本体1的比重大。在本案中，所述扭力和载荷增强件2为一组螺杆，这一组螺杆沿轴本体1的周向均布，且每根螺杆沿轴本体1的轴向设置。采用螺杆主要增加轴本体1、扭力和载荷增强件2的结合面与摩擦力，当然不一定必须是螺杆，也可以采用其它方式增加结合面。理论上螺杆应该是均匀分布，以避免不平衡引起的应力集中。

所述螺杆的数目为6-8根，可以根据轴的应用具体要求对螺杆的数量进行增减，但是增减螺杆数量会直接影响到轴的强度和重量，可以通过计算和试验选取最佳值。

所述轴本体1的材质为铝合金和镁合金，螺杆的材质为20Cr，且螺杆的长度与轴本体1长度一致。在其它轻质合金中加入载荷增强件2，也可能有相似的效果。并且，所述轴本体1与扭力和载荷增强件2为一体式结构。在本案中，所述螺杆在轴本体1处于半固态状态下插入，并通过挤压一体成型。