[发明专利]一种内嵌法兰的热塑性复合材料传动轴

摘要

一种内嵌法兰的热塑性复合材料传动轴，它包括传动轴轴体和两端的法兰，法兰带螺栓孔，根据传动轴承受载荷大小设计加工完成，法兰采用预埋的方式作为传动轴的一部分与传动轴轴体成为一个整体，实现轴系扭转、拉、压载荷的可靠、平稳传递；当轴系传递载荷较小或安装精度要求不高时，无须预埋法兰，法兰与传动轴轴体采用相同材料一体注塑成型，得到法兰与传动轴轴体一体化的热塑性复合材料传动轴。该热塑性复合材料传动轴两端法兰与轴体之间连接可靠，制造成本低和加工效率高，能推动复合材料传动轴更广泛的应用。

主权项

一种内嵌法兰的热塑性复合材料传动轴，其特征在于：它包括传动轴轴体和两端的法兰，法兰带螺栓孔，根据传动轴承受载荷大小设计加工完成，法兰采用预埋的方式作为传动轴的一部分与传动轴轴体成为一个整体，实现轴系扭转、拉、压载荷的可靠、平稳传递；当轴系传递载荷较小或安装精度要求不高时，无须预埋法兰，法兰与传动轴轴体采用相同材料一体注塑成型，得到法兰与传动轴轴体一体化的热塑性复合材料传动轴；其中，所述热塑性复合材料传动轴，是长玻纤增强复合材料和碳纤维增强复合材料中的一种；所述法兰材料是铝合金、镁铝合金、钢、铜合金、长玻纤增强复合材料和碳纤维增强复合材料中的一种；其中，根据法兰相对于传动轴轴体的相对位置，分为三种类型的热塑性复合材料传动轴：第一种热塑性复合材料传动轴法兰完全内嵌在复合材料传动轴内，复合材料传动轴轴体(11)包裹住法兰(12)，得到结构强化的法兰；为实现扭矩的可靠传递，在法兰的圆周方向上设计豁口(23)，注塑后豁口内填充有复合材料，第一种热塑性复合材料传动轴适合对法兰安装平面的精度要求不高的传动轴；第二种热塑性复合材料传动轴法兰的一部分内嵌在复合材料传动轴内，安装面是法兰(32)的端面，容易控制安装面的精度，为实现扭转、拉、压载荷的可靠平稳传递，将法兰设计成“夹层结构”，包含夹层结构外夹板(41)和夹层结构内夹板(42)，注塑后两层夹板之间填充有复合材料，保证复合材料结构上的连续性，法兰上设计有开槽(43)，第二种热塑性复合材料传动轴适用于传递载荷较大，安装面精度要求高的的传动轴；第三种热塑性复合材料传动轴无须预埋法兰，法兰和传动轴轴体采用相同材料，二者一体注塑成型，第三种热塑性复合材料传动轴适用于小载荷、安装面精度不高、螺栓孔处受力不严重的传动轴；其中，法兰设计带短轴的结构，法兰短轴(24)伸入传动轴轴体内，改善了传动轴根部受力恶劣的情况。