CN106476553A - 一种汽车独立悬架组合摆臂结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车独立悬架组合摆臂结构，包括前臂、球销座及后臂；前臂的一端及后臂的一端均与球销座固定连接；前臂包括前臂本体，在前臂本体与球销座相连接的一端的同一侧设置有前臂上凸缘和前臂下凸缘；球销座的两侧上下各设置有一个向外延伸的凸台，凸台的上表面或下表面为平面；后臂包括后臂本体，在后臂本体与球销座相连接的一端的同一侧设置有后臂上凸缘和后臂下凸缘。摆臂采用锻件可充分保证悬架的承载能力；将摆臂分成几个比较容易锻造而且容易金加工的小件，这样锻造工艺和金加工就简单很多，成本也很低；如果某个件失效或损坏，可以拆下来更换，不用更换整个摆臂总成，使用成本低。

Description

一种汽车独立悬架组合摆臂结构
技术领域
本发明属于悬架系统技术领域，特别是指一种汽车独立悬架组合摆臂结构。
背景技术
汽车摆臂总成，位于汽车车身与车轮之间，是悬架主要导向杆件，承受启动、制动、转弯时的纵向力及横向力，还能够起到推力杆作用，是决定整车性能的主要部件之一。麦弗逊独立悬架和双横臂独立悬架等独立悬架都有摆臂。
一般悬架的摆臂总成都是球销、摆臂本体和衬套组成。在摆臂本体是锻件或铸件的摆臂总成中，球销座和摆臂本体一般都是一体，而在摆臂本体是冲焊件的摆臂总成中，球销座和摆臂本体通过螺栓连接或焊接在一起，衬套一般是压入摆臂本体上的套筒中。
每个摆臂本体都有两个分支臂，有的是两个分支臂共同承载车辆行驶过程中X向、Y向、Z向力的作用；有的是一个与Y向平行的分支臂承载车辆行驶过程中侧向力(Y向)和垂直力(Z向)的作用，另一个与X向平行的臂承载纵向(X向)的作用力。
现在独立悬架的摆臂采用锻件也越来越多，锻件的强度非常高，通过机加工后精度也比较高，乘用车采用锻铝的摆臂的车辆也越来越多，重量也降低很多，但是由于摆臂结构非常复杂，锻造工艺和金加工工艺也相应复杂，成本比较高。
如果将摆臂本体分成几个比较容易锻造而且容易金加工的小件，这样锻造工艺和金加工就简单很多，成本就降下来了，同时，如果某个小件失效或损坏，可以拆下来更换，这样不用更换整改摆臂总成，也节约成本。
现行很多摆臂本体总成是由多个冲压件或金加工件焊接而成，摆臂本体由冲压成形的上盖板01、底板02和多个保证强度的衬板和支撑板05等焊接而成，形成摆臂本体焊接总成结构，有球销安装座但不包括球销，如图1和图2所示，衬板包括第一衬板03、第二衬板04及第三衬板06。
摆臂本体不少采用冲焊件，但冲焊件本体包含很多冲压件，不仅需要大量的冲压模具，而且还要焊接夹具和焊接机械人，同时，冲压件强度差、精度差、管理复杂、批量少于5万件模具成本也很高，质量控制点也比较多。
现有技术物摆臂本体也有通过铸造而成，如图3所示，包括摆臂本体07、后衬套010、前衬套08及旋转轴09。现在铸件摆臂本体多采用球墨铸铁材料，受到冲击时容易产生脆断，对安全性影响很大，为了保证铸件摆臂本体的可靠性，摆臂本体做得比较粗大，由于铸件质量大，与现在车辆轻量化设计的发展趋势和要求格格不入。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车独立悬架组合摆臂结构，以解决现有技术的摆臂本体强度及精度差，加工复杂及成本高的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种汽车独立悬架组合摆臂结构，包括前臂、球销座及后臂；所述前臂的一端及所述后臂的一端均与所述球销座固定连接；
所述前臂包括前臂本体，在所述前臂本体与所述球销座相连接的一端的同一侧设置有前臂上凸缘和前臂下凸缘，在与所述前臂上凸缘或所述前臂下凸缘相对的一侧，设置有前臂第一圆台和前臂第二圆台，在所述前臂第一圆台上设置有第一前臂过孔，在所述前臂第二圆台上设置有第二前臂过孔；
在所述前臂本体的另一端设置有前衬套安装孔；且所述第一前臂过孔的中心线、所述第二前臂过孔的中心线及所述前衬套安装孔的中心线均位于同一平面上，并且该平面为前臂的中心平面；
所述球销座的两侧上下各设置有一个向外延伸的凸台，其中位于上侧的两个所述凸台的上表面为平面，位于下侧的两个所述凸台的下表面为平面；在所述球销座上设置有两个与所述第一前臂过孔及所述第二前臂过孔一一对应的球销座过孔，其中过球销中心点且垂直所述球销座过孔的中心线的平面为所述球销座的中心面；其中位于前摆臂一侧的上侧的凸台与所述前臂上凸缘贴合配合，位于前摆一侧的下侧的凸台与所述前臂下凸缘贴合配合；
所述后臂包括后臂本体，在所述后臂本体与所述球销座相连接的一端的同一侧设置有后臂上凸缘和后臂下凸缘，在与所述后臂上凸缘或所述后臂下凸缘相对的一侧，设置有后臂第一圆台和后臂第二圆台，在所述后臂第一圆台上设置有第一后臂过孔，在所述后臂第二圆台上设置有第二后臂过孔；
所述后臂上凸缘与所述球销座上位于后臂一侧的上侧的凸台贴合配合，所述后臂下凸缘与所述球销座上位于后臂一侧的下侧的凸台贴合配合；
在所述后臂本体的另一端设置有后衬套安装孔；且所述第一后臂过孔的中心线、所述第二后臂过孔的中心线及所述后衬套安装孔的中心线均位于同一平面上，并且该平面为后臂的中心平面。
所述前臂第一圆台位于所述前臂第二圆台与所述前衬套安装孔之间，所述前臂第一圆台的高度大于所述前臂第二圆台的高度。
所述前臂本体为以所述前臂的中心平面上下对称。
所述前臂第一圆台与所述前衬套安装孔之间的所述前臂本体的横截面为工字型。
所述球销座以所述球销座的中心面前后对称。
所述后臂第一圆台位于所述后臂第二圆台与所述后衬套安装孔之间，所述后臂第一圆台的高度大于所述后臂第二圆台的高度。
所述后臂本体为以所述后臂的中心平面上下对称。
所述后臂第一圆台与所述后衬套安装孔之间的所述后臂本体的横截面为工字型。
本发明的有益效果是：
1、摆臂采用锻件可充分保证悬架的承载能力。
2、将摆臂分成几个比较容易锻造而且容易金加工的小件，这样锻造工艺和金加工就简单很多，成本也很低。
3、如果某个件失效或损坏，可以拆下来更换，不用更换整个摆臂总成，使用成本低。
4、本技术方案的螺栓连接机构可充分保证螺栓连接的可靠性。
附图说明
图1为现有技术的摆臂本体正视图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为现有技术的摆臂本体总成示意图；
图4为本发明摆臂结构示意图；
图5为图4的仰视图；
图6为图4的俯视图；
图7为图5的B-B剖视图；
图8为图5的C-C剖视图；
图9为前臂的示意图；
图10为球销座的示意图；
图11为后臂的示意图；
图12为本发明的装配示意图。
附图标记说明
01上盖板，02底板，03第一衬板，04第二衬板，05支撑板，06第三衬板，07摆臂本体，08前衬套，09旋转轴，010后衬套，1前臂，11前臂上凸缘，12前臂下凸缘，13第一前臂过孔，14前衬套安装孔，15前臂第一圆台，16前臂第二圆台，17第二前臂过孔，2球销座，21凸台，22球销座过孔，3后臂，31后臂上凸缘，32后臂下凸缘，33第一后臂过孔，34后衬套安装孔，35后臂第一圆台，36后臂第二圆台，37扭杆弹簧座安装孔，38第二后臂过孔，4前衬套，5旋转轴，6后衬套。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例为示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本申请提供一种汽车独立悬架组合摆臂结构，如图4至图12所示，包括前臂1、球销座2及后臂3；前臂的一端及后臂的一端均与球销座固定连接。
前臂包括前臂本体，在前臂本体与球销座相连接的一端的同一侧设置有前臂上凸缘11和前臂下凸缘12，在与前臂上凸缘或前臂下凸缘相对的一侧，设置有前臂第一圆台15和前臂第二圆台16，在前臂第一圆台上设置有第一前臂过孔13，前臂第一圆台与第一前臂过孔同圆心，在前臂第二圆台上设置有第二前臂过孔17，前臂第二圆台与第二前臂过孔同圆心。
前臂第一圆台位于前臂第二圆台与前衬套安装孔14之间，前臂第一圆台的高度大于前臂第二圆台的高度。
在前臂本体的另一端设置有前衬套安装孔14；且第一前臂过孔的中心线、第二前臂过孔的中心线及前衬套安装孔的中心线均位于同一平面上，并且该平面为前臂的中心平面；前臂本体为以前臂的中心平面上下对称，便于锻造和金加工。
前臂第一圆台与前衬套安装孔之间的前臂本体的横截面为工字型，用于保证前臂的强度并降低前臂的重量。
球销座2的两侧上下各设置有一个向外延伸的凸台21，即球销座的两侧共有四个凸台，每侧两个凸台，其中位于上侧的两个凸台的上表面为平面，位于下侧的两个凸台的下表面为平面；在球销座上设置有两个与第一前臂过孔及第二前臂过孔一一对应的球销座过孔22，其中过球销中心点且垂直球销座过孔的中心线的平面为球销座的中心面；其中位于前摆臂一侧的上侧的凸台与前臂上凸缘贴合配合，位于前摆一侧的下侧的凸台与前臂下凸缘贴合配合；球销座以球销座的中心面前后对称。
后臂3包括后臂本体，在后臂本体与球销座相连接的一端的同一侧设置有后臂上凸缘31和后臂下凸缘32，在与后臂上凸缘或后臂下凸缘相对的一侧，设置有后臂第一圆台35和后臂第二圆台36，在后臂第一圆台上设置有第一后臂过孔33，在后臂第二圆台上设置有第二后臂过孔38；后臂第一圆台位于后臂第二圆台与后衬套安装孔34之间，后臂第一圆台的高度大于后臂第二圆台的高度。
后臂上凸缘与球销座上位于后臂一侧的上侧的凸台贴合配合，后臂下凸缘与球销座上位于后臂一侧的下侧的凸台贴合配合；
在后臂本体的另一端设置有后衬套安装孔34；且第一后臂过孔的中心线、第二后臂过孔的中心线及后衬套安装孔的中心线均位于同一平面上，并且该平面为后臂的中心平面。后臂本体为以后臂的中心平面上下对称，便于锻造和金加工。
后臂第一圆台与后衬套安装孔之间的后臂本体的横截面为工字型，用于保证后臂的强度并降低后臂的重量。
在后臂上还设置有扭杆弹簧座安装孔37，用于安装扭杆弹簧及扭杆弹簧座。
装配方法为：
将前衬套4压入前臂1的前衬套安装孔14中，同样，将后衬套6压入后臂3的后衬套安装孔34中，再将旋转轴5分别插入前衬套4和后衬套6中，如图12所示。
将前臂1上的前臂上凸缘11、前臂下凸缘12和后臂3上的后臂上凸缘31、后臂下凸缘32分别卡在球销座2上的四个凸台21的平面上，用1个长螺栓分别穿过后臂第一圆台35内的第一后臂过孔33、球销座过孔22、前臂第一圆台15内的第一前臂过孔13，然后用1个螺母固定；同样，用1个短螺栓分别穿过后臂第二圆台36内的第二后臂过孔、球销座过孔22、前臂第二圆台16内的第二前臂过孔，然后用1个螺母固定，这样，将的前臂1、球销座2和后臂3固定在一起，形成本发明组合摆臂。
工作原理
组合摆臂不仅承受车辆受到的垂直作用力，而且承受车辆受到的侧向和纵向的作用力，而单个摆臂一般只承受垂直作用力和侧向作用力。
组合摆臂通过旋转轴5上的孔固定在车身或副车架上，扭杆弹簧及扭杆弹簧座通过扭杆弹簧座安装孔37安装在后臂2上，球销座2受到车轮向上的作用力，扭杆弹簧的扭矩产生向下的作用力作用在后臂3上，当球销座2和前臂1、后臂2之间采用螺栓连接时，这些垂直力和力矩通过球销座2和前臂1、后臂2作用在螺栓上，在螺栓和球销座2之间、螺栓和前臂1、后臂2之间产生很大的剪切力，这些剪切力使螺栓变形、异响甚至断裂。
为了保证螺纹连接的可靠性，在球销座2设置4个凸台21，在前臂1上设置前臂上凸缘11、前臂下凸缘12，在后臂3上设置后臂上凸缘31、后臂下凸缘32，将前臂1上的前臂上凸缘11、前臂下凸缘12和后臂3上的后臂上凸缘31、后臂下凸缘32分别卡在球销座2上的四个凸台21的平面上，这样作用在螺栓上的垂直力及其力矩转移到前臂1、球销座2和后臂3上，大幅减小螺栓的受力，充分保证螺栓不会失效。
前臂1、球销座2和后臂3的几何形状都有对称面，便于锻造和金加工。
螺栓的光杆的末端深入前臂1的前臂过孔中部，避开在螺栓光杆与螺纹过渡处的应力大的位置，提供螺纹连接的可靠性。
以上是对本申请的具体实施例的详细描述，应当理解文字描述的局限性，本领域的技术人员通过本申请的技术方案可以进行引伸、替换或局部的修改，均应当理解为在本申请的技术范围之内。

Claims (8)

1.一种汽车独立悬架组合摆臂结构，其特征在于：包括前臂、球销座及后臂；所述前臂的一端及所述后臂的一端均与所述球销座固定连接；
所述前臂包括前臂本体，在所述前臂本体与所述球销座相连接的一端的同一侧设置有前臂上凸缘和前臂下凸缘，在与所述前臂上凸缘或所述前臂下凸缘相对的一侧，设置有前臂第一圆台和前臂第二圆台，在所述前臂第一圆台上设置有第一前臂过孔，在所述前臂第二圆台上设置有第二前臂过孔；
在所述前臂本体的另一端设置有前衬套安装孔；且所述第一前臂过孔的中心线、所述第二前臂过孔的中心线及所述前衬套安装孔的中心线均位于同一平面上，并且该平面为前臂的中心平面；
所述球销座的两侧上下各设置有一个向外延伸的凸台，其中位于上侧的两个所述凸台的上表面为平面，位于下侧的两个所述凸台的下表面为平面；在所述球销座上设置有两个与所述第一前臂过孔及所述第二前臂过孔一一对应的球销座过孔，其中过球销中心点且垂直所述球销座过孔的中心线的平面为所述球销座的中心面；其中位于前摆臂一侧的上侧的凸台与所述前臂上凸缘贴合配合，位于前摆一侧的下侧的凸台与所述前臂下凸缘贴合配合；
所述后臂包括后臂本体，在所述后臂本体与所述球销座相连接的一端的同一侧设置有后臂上凸缘和后臂下凸缘，在与所述后臂上凸缘或所述后臂下凸缘相对的一侧，设置有后臂第一圆台和后臂第二圆台，在所述后臂第一圆台上设置有第一后臂过孔，在所述后臂第二圆台上设置有第二后臂过孔；
所述后臂上凸缘与所述球销座上位于后臂一侧的上侧的凸台贴合配合，所述后臂下凸缘与所述球销座上位于后臂一侧的下侧的凸台贴合配合；
在所述后臂本体的另一端设置有后衬套安装孔；且所述第一后臂过孔的中心线、所述第二后臂过孔的中心线及所述后衬套安装孔的中心线均位于同一平面上，并且该平面为后臂的中心平面。
2.根据权利要求1所述的汽车独立悬架组合摆臂结构，其特征在于：所述前臂第一圆台位于所述前臂第二圆台与所述前衬套安装孔之间，所述前臂第一圆台的高度大于所述前臂第二圆台的高度。
3.根据权利要求1所述的汽车独立悬架组合摆臂结构，其特征在于：所述前臂本体为以所述前臂的中心平面上下对称。
4.根据权利要求1所述的汽车独立悬架组合摆臂结构，其特征在于：所述前臂第一圆台与所述前衬套安装孔之间的所述前臂本体的横截面为工字型。
5.根据权利要求1所述的汽车独立悬架组合摆臂结构，其特征在于：所述球销座以所述球销座的中心面前后对称。
6.根据权利要求1所述的汽车独立悬架组合摆臂结构，其特征在于：所述后臂第一圆台位于所述后臂第二圆台与所述后衬套安装孔之间，所述后臂第一圆台的高度大于所述后臂第二圆台的高度。
7.根据权利要求1所述的汽车独立悬架组合摆臂结构，其特征在于：所述后臂本体为以所述后臂的中心平面上下对称。
8.根据权利要求1所述的汽车独立悬架组合摆臂结构，其特征在于：所述后臂第一圆台与所述后衬套安装孔之间的所述后臂本体的横截面为工字型。
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