一种组装式碳纤维复合材料传动轴及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种组装式碳纤维复合材料传动轴，包括碳纤维管、万向节和花键，所述万向节和花键分别安装于所述碳纤维管的两端，其特征在于，所述万向节和花键与所述碳纤维管的连接端均设有锥度，万向节和花键的连接端分别插入碳纤维管两端，且所述碳纤维管两端分别设有与万向节和花键适配的锥度；所述组装式碳纤维复合材料传动轴还包括万向节端套管和花键端套管，所述万向节端套管和花键端套管分别套装于所述碳纤维管两端；所述万向节的连接端、碳纤维管、万向节端套管之间通过胶接配合紧固件连接的方式加以固定，所述花键的连接端、碳纤维管、花键端套管之间通过胶接配合紧固件连接的方式加以固定。2.根据权利要求1所述的组装式碳纤维复合材料传动轴，其特征在于，所述万向节的连接端、碳纤维管、万向节端套管之间，以及花键的连接端、碳纤维管、花键端套管之间通过胶接配合紧固件连接的方式具体为：先胶接再紧固件连接，万向节的连接端和花键的连接端分别与碳纤维管内壁胶接，万向节端套管和花键端套管分别与碳纤维管外壁胶接，胶接完全后再用紧固件固定连接。3.根据权利要求1或2所述的组装式碳纤维复合材料传动轴，其特征在于，所述紧固件为螺栓，所述万向节和花键的连接端均设有若干螺栓孔，所述碳纤维管、万向节端套管、花键端套管上设置相应的螺栓孔。4.根据权利要求3所述的组装式碳纤维复合材料传动轴，其特征在于，所述万向节连接端的螺栓孔沿轴向设置n1排，每排螺栓孔沿万向节连接端周向均匀分布，n1及每排螺栓孔的个数根据万向节连接端的长度及模拟力学校正的计算结果确定；所述花键连接端的螺栓孔沿轴向设置n2排，每排螺栓孔沿花键连接端周向均匀分布，n2及每排螺栓孔的个数根据花键连接端的长度及模拟力学校正的计算结果确定。5.根据权利要求3所述的组装式碳纤维复合材料传动轴，其特征在于，所述万向节和花键的连接端均设有若干凹槽，所述凹槽与螺栓孔位避开且均匀排布。6.根据权利要求5所述的组装式碳纤维复合材料传动轴，其特征在于，所述凹槽采用机加工成型，凹槽为波浪纹形或条形状，凹槽的深度为0.5～2mm。7.根据权利要求1所述的组装式碳纤维复合材料传动轴，其特征在于，所述万向节和花键的连接端锥度角的范围均在2.8
°
～5
°
。8.根据权利要求1所述的组装式碳纤维复合材料传动轴，其特征在于，所述万向节端套管和花键端套管的材料为玻璃纤维或碳纤维；所述万向节端套管和花键端套管表面均包覆有玻璃纤维或碳纤维，以遮盖螺栓孔。9.根据权利要求1所述的组装式碳纤维复合材料传动轴，其特征在于，所述万向节端套管长度比万向节的连接端长度长5-25mm；所述花键端套管长度比花键的连接端长度长5-25mm。10.根据权利要求1所述的组装式碳纤维复合材料传动轴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、制备复合材料管件：采用缠绕
→
固化
→
脱模
→
切割的工艺流程制备所需的碳纤维管、万向节端套管和花键端套管；s2、机加工：1)将金属万向节和花键，以及碳纤维管进行机加工锥度；2)锥度加工完成之后进行打孔处理，在万向节的连接端和花键的连接端打用于紧固件安装的孔，并在碳纤维管、万向节端套管、花键端套管上对应打好孔；3)打孔完毕后，对万向节和花键两端进行
打磨处理，并雕刻出凹槽均匀排布在孔位的两侧；s3、胶接及机械连接：先将万向节和花键与碳纤维管内壁进行胶接，然后将万向节端套管和花键端套管外壁进行胶接，在胶还未固化前上紧固件，紧固件的预紧力可使得胶接的更加牢靠；s4、套管外层的包覆：在胶接部分完全固化后，对万向节端套管和花键端套管采用手糊工艺进行包覆。

技术总结
本发明涉及一种组装式碳纤维复合材料传动轴，包括碳纤维管、万向节和花键，万向节和花键分别安装于碳纤维管的两端，万向节和花键与碳纤维管的连接端均设有锥度，万向节和花键的连接端分别插入碳纤维管两端，且碳纤维管两端分别设有与万向节和花键适配的锥度；组装式碳纤维复合材料传动轴还包括万向节端套管和花键端套管，万向节端套管和花键端套管分别套装于碳纤维管两端；万向节的连接端、碳纤维管、万向节端套管之间通过胶接配合紧固件连接的方式加以固定，花键的连接端、碳纤维管、花键端套管之间通过胶接配合紧固件连接的方式加以固定。本发明组装式碳纤维复合材料传动轴，其成本低、安全系数高，并能实现批量化制造。并能实现批量化制造。并能实现批量化制造。


技术研发人员：邹俊杰 鲁贻梅 黄坤 张磊 庞晓彬 朱锡
受保护的技术使用者：武汉海威船舶与海洋工程科技有限公司
技术研发日：2021.12.20
技术公布日：2022/2/18