[发明专利]一种带有花键的碳纤维空心传动轴的成型方法

说明书

一种带有花键的碳纤维空心传动轴及其成型方法，由多块碳纤维布沿传动轴侧壁的厚度方向依次铺设而成，多块碳纤维布的长度均等于传动轴的长度，相邻两块碳纤维布之间均填充有环氧树脂；位于传动轴内外壁表面的碳纤维布均为碳纤维斜纹布，位于传动轴内外壁之间的碳纤维布均为碳纤维单向布，沿厚度方向依次相邻的碳纤维单向布的布纹方向均不同；多块碳纤维单向布中与花键的键槽槽底端面或键凸外侧端面相平行的部分内均填充有碳纤维增强条，碳纤维增强条均与其对应的花键端面平行设置，且碳纤维增强条均与传动轴的长度方向垂直。本发明能够通过模具直接加热成型，能够提升碳纤维空心传动轴的传动性能。

技术领域

本发明涉及空心传动轴领域，尤其涉及一种带有花键的碳纤维空心传动轴的成型方法。

背景技术

传动轴在工作过程中会受到很大的扭矩，为了传递扭矩常用键与键槽配合的结构，其中花键配合结构是传动性能较好的一种，尤其对于内外侧都需要进行传动的空心轴，在内外侧分别开设花键是一种常见的传动形式。空心传动轴在运行过程中容易产生共振，共振会使机械零部件产生松动或发生疲劳破坏，产生噪声，影响机械的运转精度；碳纤维管材的抗震性好，不易发生共振，转速快，密度只有1.5 g/cm³，抗拉强度却在3000MPa以上，实现轻量化的同时确保安全性，并具有膨胀系数低、对环境的适应性强等优点，因此现有技术中已经出现了采用碳纤维制成的空心传动轴。

现有技术中常见的碳纤维空心传动轴一般为先在轴两端连接过渡连接件，然后再通过过渡连接件与需要旋转的零部件配合连接传动，主要包括以下几种连接方式：在碳纤维管两端插入轴封，然后在圆周方向上插入销钉，来限制其旋转方向相对转动，工作时销钉将承受一定扭力，同时也使碳纤维管上穿销轴处局部受力较大；在制作碳纤维轴的同时将带有法兰金属连接头缠绕包裹在层间并置于轴的两端，再通过法兰连接其他部件；碳纤维轴和两端的金属件分别带有仿键凸起和凹槽结构，类似双手手指水平交叉样式进行过渡连接；将碳纤维管两端的金属件插入到碳纤维管中，在接触面涂刷树脂胶粘剂，通过粘结的方式进行固定，再在外圆套上一个带槽定位圈，最后通过销轴进行固定。通过以上几种方式传动的碳纤维空心传动轴，在工作过程中容易出现粘结松动或销轴因长时间受力而使销轴孔扩大等情况，使空心传动轴与传动零件之间的连接发生松动，同时销钉或螺钉孔会将碳纤维丝切断，破坏了碳纤维沿着碳纤维方向上的各向同性，降低了碳纤维空心传动轴的抗扭转强度等力学性能，难以满足使用要求。

发明内容

为解决上述现有的碳纤维空心传动轴难以满足使用要求的问题，本发明提供了一种带有花键的碳纤维空心传动轴的成型方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种带有花键的碳纤维空心传动轴的成型方法，所述带有花键的碳纤维空心传动轴由多块碳纤维布沿传动轴侧壁的厚度方向依次铺设而成，多块碳纤维布的长度均等于传动轴的长度，相邻两块碳纤维布之间均填充有用于固化粘接的环氧树脂；位于传动轴内外壁表面的碳纤维布均为碳纤维斜纹布，位于传动轴内外壁之间的碳纤维布均为碳纤维单向布，沿厚度方向依次相邻的碳纤维单向布的布纹方向均不同；多块碳纤维单向布中与花键的键槽槽底端面或键凸外侧端面相平行的部分内均填充有碳纤维增强条，碳纤维增强条均与其对应的花键端面平行设置，且碳纤维增强条均与传动轴的长度方向垂直，同一块碳纤维单向布中与同一个花键端面平行的部分内填充的多个碳纤维增强条沿传动轴的长度方向均匀间隔设置；