一種采用螺栓和托板螺母連接的復(fù)合材料傳動軸的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于復(fù)合材料制造技術(shù)，涉及一種采用螺栓和托板螺母連接的復(fù)合材料傳動軸。本實(shí)用新型選用螺栓和托板自鎖螺母連接方法替代傳統(tǒng)的膠接、花鍵連接和緊固件連接等方法，在滿足使用條件的情況下，該連接方法具有裝拆方便、連接可靠、可傳遞大扭矩及軸向力、疲勞性能好、重量輕和成本低等特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料傳動軸管體和金屬接頭的連接提供了新的技術(shù)途徑。
【專利說明】一種采用螺栓和托板螺母連接的復(fù)合材料傳動軸

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于復(fù)合材料制造技術(shù)，涉及一種采用螺栓和托板螺母連接的復(fù)合材料傳動軸。

【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合材料傳動軸與鋼制傳動軸相比，重量減輕約50% (純管體，不考慮金屬接頭)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)性能更佳，軸可以做的更長，從而減少傳動軸的數(shù)目，省去兩軸中間的支承結(jié)構(gòu)，還具有耐腐蝕、耐疲勞和減振性能好等特點(diǎn)，目前已在航空、船舶和汽車行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
[0003]復(fù)合材料傳動軸的管體一般為纖維增強(qiáng)塑料，而兩端的接頭還是金屬的，傳統(tǒng)的管體和接頭連接方法主要有膠接、花鍵連接和緊固件連接等幾種，但這些傳統(tǒng)連接方法均有各自缺點(diǎn):膠接強(qiáng)度不大，施工復(fù)雜，膠接質(zhì)量不易保證，且不易檢測；花鍵連接可傳遞較小扭矩，但不能傳遞大軸向力；緊固件連接需采用法蘭型接頭，重量和外徑均有很大增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是:提出一種裝拆方便、連接可靠和疲勞性好的采用螺栓和托板螺母連接的復(fù)合材料傳動軸。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:復(fù)合材料傳動軸為不同長度及直徑的圓柱形管體結(jié)構(gòu)，管體結(jié)構(gòu)的兩端均安裝金屬接頭，其兩端的金屬接頭內(nèi)壁分別安裝有環(huán)形支架，環(huán)形支架上均勻開有螺栓孔，托板螺母安裝在螺栓孔內(nèi)，限位卡箍置于托板螺母上，并卡在環(huán)形支架的卡槽中，圓柱形管體結(jié)構(gòu)上與環(huán)形支架螺栓孔對應(yīng)的位置處安裝螺栓。
[0006]所述的環(huán)形支架的個數(shù)為I?5個。
[0007]所述的環(huán)形支架螺栓孔的直徑大于托板螺母的直徑I?5mm。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:本實(shí)用新型采用在復(fù)合材料傳動軸兩端的金屬接頭內(nèi)安裝環(huán)形支架、限位卡箍和托板螺母，使得復(fù)合材料傳動軸具有裝拆方便、連接可靠、可傳遞大扭矩及軸向力、疲勞性能好、重量輕和成本低等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于航空、船舶、汽車及其它機(jī)械領(lǐng)域。還可應(yīng)用到傳動軸管體和接頭材料不相同時的其它情況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型的外形結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是圖1的剖視圖；
[0011]圖3是圖1 一端的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面通過實(shí)施例對本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)和制備技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)說明。以一種傳動軸為例，如圖所示:復(fù)合材料傳動軸為不同長度及直徑的圓柱形管體結(jié)構(gòu)1，管體結(jié)構(gòu)I的兩端均安裝金屬接頭2，金屬接頭2內(nèi)壁的兩端分別安裝有環(huán)形支架3，環(huán)形支架3上均勻開有螺栓孔，托板螺母5安裝在螺栓孔內(nèi)，限位卡箍4置于托板螺母5上，并卡在環(huán)形支架3的卡槽中，管體結(jié)構(gòu)I上與環(huán)形支架3螺栓孔對應(yīng)的位置處安裝螺栓6。
[0013]復(fù)合材料傳動軸的連接方法如下:
[0014]I)根據(jù)傳動軸的載荷情況，確定管體結(jié)構(gòu)厚度和鋪層，金屬接頭的壁厚，螺栓的材料、數(shù)量和直徑等參數(shù)；
[0015]2)計(jì)算螺栓受剪時產(chǎn)生的軸向拉力，由此選定適合的托板螺母；
[0016]3)計(jì)算螺栓的擰緊力矩，獲得托板螺母作用在環(huán)形支架上的擠壓應(yīng)力，由此確定環(huán)形支架的材料和厚度；
[0017]4)根據(jù)托板螺母的游動量，確定限位卡箍的尺寸和環(huán)形支架的鉆孔直徑；
[0018]5)機(jī)加制得環(huán)形支架、限位卡箍和托板螺母，托板螺母與環(huán)形支架的接觸區(qū)應(yīng)為弧面；
[0019]6)將托板螺母放入環(huán)形支架，用限位卡箍將其固定，并檢查其游動量；
[0020]7)將金屬接頭放入復(fù)合材料傳動軸管體，并配合鉆孔；
[0021]8)取出金屬接頭，清除管體中的鐵屑；
[0022]9)將帶有托板螺母的環(huán)形支架裝入金屬接頭；
[0023]10)將帶有環(huán)形支架的金屬接頭放入傳動軸管體結(jié)構(gòu)；
[0024]11)放入螺栓，根據(jù)它的擰緊力矩，使用定力扳手將其擰緊。
[0025]本實(shí)用新型所述的【具體實(shí)施方式】并不用以限制本實(shí)用新型，只是本實(shí)用新型的一個較優(yōu)實(shí)用案例，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種采用螺栓和托板螺母連接的復(fù)合材料傳動軸，復(fù)合材料傳動軸為不同長度及直徑的圓柱形管體結(jié)構(gòu)，管體結(jié)構(gòu)的兩端均安裝金屬接頭，其特征在于，兩端的金屬接頭內(nèi)壁分別安裝有環(huán)形支架，環(huán)形支架上均勻開有螺栓孔，托板螺母安裝在螺栓孔內(nèi)，限位卡箍置于托板螺母上，并卡在環(huán)形支架的卡槽中，圓柱形管體結(jié)構(gòu)上與環(huán)形支架螺栓孔對應(yīng)的位置處安裝螺栓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用螺栓和托板螺母連接的復(fù)合材料傳動軸，其特征在于，所述的環(huán)形支架的個數(shù)為I?5個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用螺栓和托板螺母連接的復(fù)合材料傳動軸，其特征在于，所述的環(huán)形支架螺栓孔的直徑大于托板螺母的直徑I?5mm。
【文檔編號】F16C3/02GK204041711SQ201420401113
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】戈家榮, 陳立峰, 岳海闊, 姜云鵬 申請人:中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司