[发明专利]一种碳纤维传动轴

说明书

本发明公开的一种碳纤维传动轴，包括轴管、万向节叉、万向节，轴管设置在一对万向节叉之间，一端万向节叉通过万向节与套管叉组件连接，另一端万向节叉通过万向节与凸缘叉连接；其特征在于，所述轴管由一对端部法兰及复合材料层组成，端部法兰设置在复合材料层的两端，所述复合材料层由碳纤维及环氧树脂经过湿法缠绕、固化成型，所述碳纤维占复合材料层的体积比为70‑80%。复合材料层中碳纤维的缠绕采用环向缠绕和螺旋缠绕，螺旋缠绕设置在复合材料层的端部；碳纤维环向缠绕的预应力为60Mpa，碳纤维螺旋缠绕的预应力为40 Mpa。本申请提供的碳纤维传动轴，其结构合理，轴管采用碳纤维及环氧树脂缠绕成型，有效提高了传动轴的抗扭强度及消音抗震性。

技术领域

本发明涉及车辆传动技术领域，尤其涉及一种碳纤维传动轴。

背景技术

汽车轻量化是新能源汽车发展的迫切要求，由于复合材料相对金属有较高的比强度和比刚度，可设计性强，可实现结构和功能的一体化设计，使之间具有减震、隔热、降噪、抗冲击损伤等功能，复合材料替代金属材料制造汽车零部件，将有效减轻汽车结构重量，降低能源损耗，提高汽车的安全性。

传动轴是汽车传动系中传递动力的重要部件，它的作用是与变速箱、驱动桥一起将发动机的动力传递给车轮，使汽车产生驱动力。传动轴的品质直接影响汽车的综合性能。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题，本发明提供的一种碳纤维传动轴，其结构合理，复合材料层采用碳纤维及环氧树脂缠绕成型，并与端部法兰粘接，既保证了轴管的刚度、又减轻了轴管的总体重量，有效提高了传动轴的抗扭强度及消音抗震性，具有良好的推广价值。

本发明的技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供的一种碳纤维传动轴，包括轴管、万向节叉、万向节，轴管设置在一对万向节叉之间，一端万向节叉通过万向节与套管叉组件连接，另一端万向节叉通过万向节与凸缘叉连接；其特征在于，所述轴管由一对端部法兰及复合材料层组成，端部法兰设置在复合材料层的两端，所述复合材料层由碳纤维及环氧树脂经过湿法缠绕、固化成型，所述碳纤维占复合材料层的体积比为70-80%。

碳纤维与环氧树脂组成的复合材料层，具有较高的比强度，这样既能保证传动轴的强度，又能降低传动轴的总体质量，具有较好的性能优势。

进一步地，所述端部法兰为铝合金，其一端设置有焊口，其另一端设置有滚花。滚花的设置主要是增加复合材料层与端部法兰的粘接性，提高两者结合的牢固性。

进一步地，所述复合材料层中碳纤维的缠绕采用环向缠绕和螺旋缠绕，螺旋缠绕设置在复合材料层的端部。碳纤维浸胶后，紧密排布在芯模上，在端部设置螺旋缠绕层，螺旋缠绕的角度为85°，以增加复合材料层端部的强度。

进一步地，所述碳纤维环向缠绕的预应力为60Mpa，碳纤维螺旋缠绕的预应力为40Mpa。复合材料层采用湿法预应力缠绕，有效增强了复合材料的比强度。

进一步地，所述碳纤维及环氧树脂经过湿法缠绕成型后，在固化设备中固化，固化温度为80℃，固化时间为360min。

同时，本申请还提供了一种轴管的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，根据轴管的长度，选择长度适中的芯模；

S2，将芯模固定在缠绕设备上，使用碳纤维及环氧树脂在芯模上缠绕作业；

S3，将缠绕后的芯模放置在固化炉中固化；

S4，将芯模与复合材料层脱离；

S5，在端部法兰上的滚花处，均匀涂抹粘接剂，并将复合材料层与端部法兰粘接；

S6，将复合材料层与端部法兰形成的组件放置在固化设备中固化，完成轴管。