一段式复合材料汽车传动轴的制备方法_2

文档序号:9268656阅读:来源:国知局
氧树脂浸泡形成玻璃纤维预浸料,该预浸料厚度为0.02mm,然后将玻璃纤维预浸料绕至外螺纹模具上,如图3所示,所述外螺纹模具为开有螺旋状螺槽的螺柱,螺槽的深度为1mm,首先玻璃纤维预浸料在1N的张力条件下,按照80°的角度在模具上缠绕一层;
[0041]b、再以30N张力条件下按照螺槽的角度缠绕到螺槽内,从螺槽的左边开始绕一直到螺槽的最右边;
[0042]C、重复步骤a和b反复缠绕50次将螺槽缠满;
[0043]d、然后按照玻璃纤维预浸料与模具轴向成45°、80°、10°交替将玻璃纤维预浸料在30N张力的条件下缠绕100层结束缠绕,形成复合材料管;
[0044]e、所述复合材料管在旋转烘箱内,以10r/min的速度旋转,在温度为80°C固化2h,温度为120°C固化2h,温度为150 °C固化3h,最后将所述复合材料管通过反方向旋转脱出所述外螺纹模具,得到具有内螺纹加强筋的复合材料管2 ;该复合材料管2内螺纹加强筋的螺纹宽度为0.5mm,螺纹截面形状为三角形;所述复合材料管的内螺纹加强筋在承受扭矩6000Nm时,螺纹与轴中心线的角度为80°,对应的模具为含有贯穿的相应螺纹结构;
[0045]2)将十字万向节I通过胶结连接到步骤I)制得的具有内螺纹加强筋的复合材料管2的一端;
[0046]3)将球笼式万向节3通过胶结连接到所述具有内螺纹加强筋的复合材料管2的另一端,即制得一段式复合材料汽车传动轴。
[0047]实施例2
[0048]本发明的一段式复合材料汽车传动轴的制备方法,包括分别与具有内螺纹的复合材料管两端连接的镁合金十字万向节I和镁合金球笼式万向节3,所述镁合金十字万向节与汽车动力系统连接,所述镁合金球笼式万向节与后桥系统采用法兰形式连接,所述制备方法包括以下步骤:
[0049]I)具有内螺纹的复合材料管2制备:
[0050]a、先将芳纶进行双马来酰亚胺树脂树脂浸泡形成芳纶预浸料,该芳纶预浸料的厚度为1_,然后将芳纶预浸料缠绕至外螺纹模具上,如图3所示,所述外螺纹模具为开有螺旋状螺槽的螺柱,螺槽的深度为2mm,首先芳纶预浸料在O的张力条件下,按照10°的角度在模具上缠绕一层;
[0051]b、再以1N张力条件下按照螺槽的角度缠绕到螺槽内,从螺槽的左边开始绕一直到螺槽的最右边;
[0052]C、重复步骤a和b反复缠绕2次将螺槽缠满;
[0053]d、然后按照芳纶预浸料与模具轴向成5°、30°、45、45°、80°交替将芳纶预浸料在5N张力的条件下缠绕5层结束缠绕,形成复合材料管;
[0054]e、所述复合材料管在旋转烘箱内,以5r/min的速度旋转,在温度为60°C固化0.5h,温度为90°C固化0.5h,温度为150°C固化0.5h,最后将所述复合材料管通过反方向旋转脱出所述外螺纹模具,得到具有内螺纹加强筋的复合材料管2 ;该复合材料管内螺纹加强筋的螺纹宽度为10mm,螺纹截面形状为半圆形;所述复合材料管的内螺纹加强筋在承受扭矩为2000Nm时,螺纹与复合材料管轴中心线的角度为30°,对应的模具为含有贯穿的相应螺纹结构;
[0055]2)将十字万向节I通过螺纹连接到步骤I)制得的具有内螺纹加强筋的复合材料管2的一端;
[0056]3)将球笼式万向节3通过螺纹连接到所述具有内螺纹加强筋的复合材料管2的另一端;即制得一段式复合材料汽车传动轴。
[0057]实施例3
[0058]本发明的一段式复合材料汽车传动轴的制备方法,包括分别与具有内螺纹的复合材料管两端连接的钛合金十字万向节I和钛合金球笼式万向节3,所述钛合金十字万向节与汽车动力系统连接,所述钛合金球笼式万向节与后桥系统采用法兰形式连接,所述制备方法包括以下步骤:
[0059]I)具有内螺纹的复合材料管2制备:
[0060]a、先将碳纤维进行双马来酰亚胺树脂树脂浸泡形成碳纤维预浸料,该碳纤维预浸料的厚度为0.1_,然后将碳纤维预浸料缠绕至外螺纹模具上,如图3所示,所述外螺纹模具为开有螺旋状螺槽的螺柱,螺槽的深度为1mm,首先碳纤维预浸料在5N的张力条件下,按照50°的角度在模具上缠绕一层;
[0061]b、再以20N张力条件下按照螺槽的角度缠绕到螺槽内,从螺槽的左边开始绕一直到螺槽的最右边;
[0062]C、重复步骤a和b反复缠绕10次将螺槽缠满;
[0063]d、然后按照碳纤维预浸料与模具轴向成45°、15°、60°交替将碳纤维预浸料在20N张力的条件下缠绕50层结束缠绕,形成复合材料管;
[0064]e、所述复合材料管在旋转烘箱内,以5r/min的速度旋转,在温度为60°C固化2h,温度为90°C固化lh,温度为180°C固化2h,最后将所述复合材料管通过反方向旋转脱出所述外螺纹模具,得到具有内螺纹加强筋的复合材料管2 ;该复合材料管内螺纹加强筋的螺纹宽度为6mm,螺纹截面为梯形;所述复合材料管的内螺纹加强筋在承受扭矩100Nm时,螺纹与复合材料管轴中心线的角度为10°,对应的模具为含有贯穿的相应螺纹结构;
[0065]2)将十字万向节I通过套管冷挤压连接到步骤I)制得的具有内螺纹加强筋的复合材料管2的一端;
[0066]3)将球笼式万向节3通过套管冷挤压连接到所述具有内螺纹加强筋的复合材料管2的另一端;即制得一段式复合材料汽车传动轴。
[0067]实施例4
[0068]本发明的一段式复合材料汽车传动轴的制备方法,包括分别与具有内螺纹的复合材料管两端连接的钢材十字万向节I和钢材球笼式万向节3,所述钢材十字万向节与汽车动力系统连接,所述钢材球笼式万向节与后桥系统采用法兰形式连接,所述制备方法包括以下步骤:
[0069]I)具有内螺纹的复合材料管2制备:
[0070]a、将厚度为3mm的高模量聚乙烯(PE)纤维预浸料缠绕至外螺纹模具上,所述外螺纹模具为开有螺旋状螺槽的螺柱,螺槽的深度为90mm,首先高模量聚乙烯(PE)纤维预浸料在2N的张力条件下,按照10°的角度在模具上缠绕一层后;
[0071]b、再以1N张力条件下按照螺槽的角度缠绕到螺槽,从螺槽的左边开始绕一直到螺槽的最右边;
[0072]C、重复步骤a和b反复缠绕30次将螺槽缠满;
[0073]d、然后按照高模量聚乙烯(PE)纤维预浸料与模具轴向成20°、45°、30°、60°交替将高模量聚乙烯(PE)纤维预浸料在1N张力的条件下缠绕10层结束缠绕,形成复合材料管;
[0074]e、所述复合材料管在旋转烘箱内,以6r/min的速度旋转,在温度为70°C固化0.5h,温度为100°C固化0.5h,温度为200°C固化0.6h,最后将所述复合材料管通过反方向旋转脱出所述外螺纹模具,得到具有内螺纹加强筋的复合材料管2 ;该复合材料管内螺纹加强筋的螺纹宽度为6mm,螺纹截面为梯形;所述复合材料管的内螺纹加强筋在承受扭矩为4000Nm时,螺纹与复合材料管轴中心线的角度为60°,对应的模具为含有贯穿的相应螺纹结构;
[0075]2)将十字万向节I在复合材料管缠绕时直接缠绕在复合材料管的金属法兰上;
[0076]3)将球笼式万向节3按照2)的方式先将金属法兰连接至复合材料管,再将球笼式万向节连接至金属法兰,即制得一段式复合材料汽车传动轴。本实施例中,金属法兰与复合材料管连接的部分镶嵌凸起,凸起主体直径为1_,含有针状的尖端;凸起沿圆周方向数量为4个,垂直圆周方向数量为I个;凸起高度为复合材料管壁厚的10倍。
[0077]实施例5
[0078]本发明的一段式复合材料汽车传动轴的制备方法,包括分别与具有内螺纹的复合材料管两端连接的铝合金十字万向节I和铝合金球笼式万向节3,所述铝合金十字万向节与汽车动力系统连接,所述铝合金球笼
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