一种采用螺栓和托板螺母连接的复合材料传动轴的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于复合材料制造技术，涉及一种采用螺栓和托板螺母连接的复合材料传动轴。本实用新型选用螺栓和托板自锁螺母连接方法替代传统的胶接、花键连接和紧固件连接等方法，在满足使用条件的情况下，该连接方法具有装拆方便、连接可靠、可传递大扭矩及轴向力、疲劳性能好、重量轻和成本低等特点，为实现复合材料传动轴管体和金属接头的连接提供了新的技术途径。
【专利说明】一种采用螺栓和托板螺母连接的复合材料传动轴
【技术领域】
[0001]本实用新型属于复合材料制造技术，涉及一种采用螺栓和托板螺母连接的复合材料传动轴。
【背景技术】
[0002]复合材料传动轴与钢制传动轴相比，重量减轻约50% (纯管体，不考虑金属接头)，高速运转性能更佳，轴可以做的更长，从而减少传动轴的数目，省去两轴中间的支承结构，还具有耐腐蚀、耐疲劳和减振性能好等特点，目前已在航空、船舶和汽车行业得到广泛应用。
[0003]复合材料传动轴的管体一般为纤维增强塑料，而两端的接头还是金属的，传统的管体和接头连接方法主要有胶接、花键连接和紧固件连接等几种，但这些传统连接方法均有各自缺点:胶接强度不大，施工复杂，胶接质量不易保证，且不易检测；花键连接可传递较小扭矩，但不能传递大轴向力；紧固件连接需采用法兰型接头，重量和外径均有很大增加。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是:提出一种装拆方便、连接可靠和疲劳性好的采用螺栓和托板螺母连接的复合材料传动轴。
[0005]本实用新型的技术方案是:复合材料传动轴为不同长度及直径的圆柱形管体结构，管体结构的两端均安装金属接头，其两端的金属接头内壁分别安装有环形支架，环形支架上均匀开有螺栓孔，托板螺母安装在螺栓孔内，限位卡箍置于托板螺母上，并卡在环形支架的卡槽中，圆柱形管体结构上与环形支架螺栓孔对应的位置处安装螺栓。
[0006]所述的环形支架的个数为I?5个。
[0007]所述的环形支架螺栓孔的直径大于托板螺母的直径I?5mm。
[0008]本实用新型的优点是:本实用新型采用在复合材料传动轴两端的金属接头内安装环形支架、限位卡箍和托板螺母，使得复合材料传动轴具有装拆方便、连接可靠、可传递大扭矩及轴向力、疲劳性能好、重量轻和成本低等特点，可以广泛应用于航空、船舶、汽车及其它机械领域。还可应用到传动轴管体和接头材料不相同时的其它情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的外形结构示意图；
[0010]图2是图1的剖视图；
[0011]图3是图1 一端的剖视图。
【具体实施方式】
[0012]下面通过实施例对本实用新型的设计和制备技术做进一步详细说明。以一种传动轴为例，如图所示:复合材料传动轴为不同长度及直径的圆柱形管体结构1，管体结构I的两端均安装金属接头2，金属接头2内壁的两端分别安装有环形支架3，环形支架3上均匀开有螺栓孔，托板螺母5安装在螺栓孔内，限位卡箍4置于托板螺母5上，并卡在环形支架3的卡槽中，管体结构I上与环形支架3螺栓孔对应的位置处安装螺栓6。
[0013]复合材料传动轴的连接方法如下:
[0014]I)根据传动轴的载荷情况，确定管体结构厚度和铺层，金属接头的壁厚，螺栓的材料、数量和直径等参数；
[0015]2)计算螺栓受剪时产生的轴向拉力，由此选定适合的托板螺母；
[0016]3)计算螺栓的拧紧力矩，获得托板螺母作用在环形支架上的挤压应力，由此确定环形支架的材料和厚度；
[0017]4)根据托板螺母的游动量，确定限位卡箍的尺寸和环形支架的钻孔直径；
[0018]5)机加制得环形支架、限位卡箍和托板螺母，托板螺母与环形支架的接触区应为弧面；
[0019]6)将托板螺母放入环形支架，用限位卡箍将其固定，并检查其游动量；
[0020]7)将金属接头放入复合材料传动轴管体，并配合钻孔；
[0021]8)取出金属接头，清除管体中的铁屑；
[0022]9)将带有托板螺母的环形支架装入金属接头；
[0023]10)将带有环形支架的金属接头放入传动轴管体结构；
[0024]11)放入螺栓，根据它的拧紧力矩，使用定力扳手将其拧紧。
[0025]本实用新型所述的【具体实施方式】并不用以限制本实用新型，只是本实用新型的一个较优实用案例，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种采用螺栓和托板螺母连接的复合材料传动轴，复合材料传动轴为不同长度及直径的圆柱形管体结构，管体结构的两端均安装金属接头，其特征在于，两端的金属接头内壁分别安装有环形支架，环形支架上均匀开有螺栓孔，托板螺母安装在螺栓孔内，限位卡箍置于托板螺母上，并卡在环形支架的卡槽中，圆柱形管体结构上与环形支架螺栓孔对应的位置处安装螺栓。
2.根据权利要求1所述的一种采用螺栓和托板螺母连接的复合材料传动轴，其特征在于，所述的环形支架的个数为I?5个。
3.根据权利要求1所述的一种采用螺栓和托板螺母连接的复合材料传动轴，其特征在于，所述的环形支架螺栓孔的直径大于托板螺母的直径I?5mm。
【文档编号】F16C3/02GK204041711SQ201420401113
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】戈家荣, 陈立峰, 岳海阔, 姜云鹏 申请人:中航复合材料有限责任公司