m，首先碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料在2N的张力条件下，按照8°的角度在模具上缠绕一层；
[0122]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；
[0123]C、重复步骤a和b反复缠绕50次将螺槽缠满；
[0124]d、然后按照碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料与模具轴向成0°将碳纤维预浸料、玻璃纤维预浸料在5N张力的条件下缠绕60层结束缠绕，形成复合材料管；
[0125]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2h，温度为120°C固化2h，温度为160°C固化lh，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5000Nm时，螺纹与复合材料管轴中心线的角度为80°，对应的模具为含有贯穿的相应螺纹结构；
[0126]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；
[0127]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3_，含有四角的尖端；凸起沿圆周方向数量为60个，垂直圆周方向数量为50个，凸起相互交错；凸起高度为复合材料管壁厚的I倍。
[0128]实施例10
[0129]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:
[0130]I)具有内螺纹的复合材料管2制备:
[0131]a、将厚度为0.6mm的织物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6mm，首先织物预浸料在5N的张力条件下，按照50°的角度在模具上缠绕一层；
[0132]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；
[0133]C、重复步骤a和b反复缠绕10次将螺槽缠满；
[0134]d、然后按照织物预浸料与模具轴向成50°将织物预浸料在20N张力的条件下缠绕50层结束缠绕，形成复合材料管；
[0135]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；
[0136]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；
[0137]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。
[0138]但是，上述的【具体实施方式】只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。
【主权项】
1.一段式复合材料汽车传动轴的制备方法，其特征在于:包括分别与具有内螺纹的复合材料管两端连接的十字万向节和球笼式万向节，所述十字万向节与汽车动力系统连接，所述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: 1)具有内螺纹的复合材料管制备: a、将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，首先预浸料在O?1N的张力条件下，按照O?90°的角度在模具上缠绕一层； b、再以10?30N张力条件下按照螺槽的角度缠绕到螺槽内； C、重复步骤a和b反复缠绕2?50次将螺槽缠满； d、然后按照预浸料与模具轴向成O?90°将预浸料在5?30N张力的条件下缠绕5?100层结束缠绕，形成复合材料管； e、最后将所述复合材料管固化定型后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)将十字万向节通过胶结或机械连接到步骤I)制得的具有内螺纹加强筋的复合材料管的一端或在所述复合材料管缠绕时直接缠绕在复合材料管的金属法兰上； 3)将球笼式万向节通过胶结或机械连接到所述具有内螺纹加强筋的复合材料管的另一端或按照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。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述复合材料管在脱模前通过在旋转烘箱内，以5?10r/min的速度旋转，在温度为60?80 °C固化0.5?2h，温度为90?120°C固化0.5?2h，温度为150?200°C固化0.5?3h后进行脱模。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述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I?5mm，含有针状或三角或四角的尖端；凸起沿圆周方向数量为4?100个，垂直圆周方向数量为I?100个，凸起相互交错；凸起高度为复合材料管壁厚的I?10倍。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述复合材料管的内螺纹加强筋螺纹与复合材料管轴中心线的角度为I?85°，对应的模具为含有贯穿的相应螺纹结构；当受扭矩为1000?3000Nm，螺纹的角度为I?45° ;当受扭矩为3000?lOOOONm，螺纹的角度为45?85。。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述复合材料管内螺纹加强筋的螺纹宽度为O?1mm ;所述内螺纹加强筋的螺纹截面形状为三角形、半圆形或梯形。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述十字万向节、球笼式万向节为铝合金、镁合金、钛合金或钢材材质；所述机械连接包括铆接、螺纹连接、锥螺纹连接或套管冷挤压连接。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述预浸料为纤维预浸料或织物预浸料。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于:所述预浸料为在线预浸的预浸料，即纤维在缠绕前进行浸泡树脂。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于:所述纤维为高性能纤维，包括碳纤维、玻璃纤维、芳纶、高模量聚乙烯纤维、玄武岩纤维以上任两种或两种以上纤维组合。10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于:所述树脂为热固型树脂，包括环氧树脂或双马来酰亚胺树脂。
【专利摘要】本发明公开一种一段式复合材料汽车传动轴的制备方法，该汽车传动轴包括分别与具有内螺纹的复合材料管两端连接的十字万向节和球笼式万向节，十字万向节与汽车动力系统连接，球笼式万向节与后桥系统采用法兰形式连接，首先通过开有螺旋状螺槽的外螺纹模具制备复合材料管，然后在该复合材料管两端连接十字万向节和球笼式万向节制备而成。本发明的复合材料传动轴充分发挥了复合材料比钢制传动轴的固有频率高的优势，具有极高的疲劳性和静扭强度等特点，可满足汽车在运动过程中对传动轴长度和角度的变化的要求，可应用于乘用车、卡车、商务车、越野车和跑车等前置后驱的车型。
【IPC分类】B29C70/34, B29B15/14, B29C70/54
【公开号】CN104985829
【申请号】CN201510157941
【发明人】余许多, 林江滨, 许群
【申请人】上海华渔新材料科技有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年4月3日