CN107379888A - 一种汽车前轴总成及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽车前轴总成及其安装方法，其中，前轴为无销锁孔前轴，主销为无锁销沟槽主销，转向节由上转向节和下转向节组成；无锁销沟槽主销与无销锁孔前轴两端的主销孔过盈配合，无锁销沟槽主销的下端套装压力轴承后安装在下转向节的主销孔内，无锁销沟槽主销的上端套装调整垫片后安装在上转向节的主销孔内；上转向节和下转向通过转向节连接螺栓固定连接成一个转向节整体，转向节整体通过底板连接螺栓与制动底板固定连接。所述安装方法为现将无锁销沟槽主销安装到无销锁孔前轴上后，然后将上转向节和下转向节先后安装在无锁销沟槽主销的上下端。本发明大大减少了前轴及主销断裂的可能性，进而大幅提高前轴的寿命和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于汽车转向装置技术领域，具体涉及一种汽车前轴总成及其安装方法。
背景技术
前轴是汽车的主要构造之一，成品又被称为“前轴总成”。前桥利用转向节的摆转，实现汽车转向，因此前轴总成又称“转向桥”。该转向桥位于汽车前部，故又称为“前桥”。为保证车辆的行驶安全，前轴总成设有适当的前轮定位角。前轴总成除了承受汽车的重量外，还承受地面和车架之间的垂直载荷、制动力、侧向力以及侧向力所引起的弯矩等。如图1所示，现有的前轴总成由带锁销控前轴1、整体式转向节2、转向横拉杆、轮毂、制动器等部分组成。带锁销控前轴1为整体模锻成形，其断面呈“工”字型，故又称“工字梁”。前轴与前钢板弹簧座锻造成一体，为避免与发动机油底壳干涉，前轴中部有向下落差。前轴材料一般选用碳钢或Cr钢并经调制处理。整体式转向节2通过带锁销沟槽主销3安装在工字梁(前轴)两端，承受汽车前部的载荷，支承并带动前轮绕主销转动，进而使汽车转向。在汽车行驶状态下，前轴总成承受着多变的冲击载荷，因此，要求其具有很高的强度，是汽车上的保安件。带锁销沟槽主销3是连接带锁销控前轴1与整体式转向节2的销子。主销一般应该带有内倾角和后倾角以便于车轮回正。带锁销沟槽主销3与带锁销控前轴1的主销孔是间隙配合通过锁销将前轴和主销锁止。现有技术中的带锁销沟槽主销3、带锁销控前轴1、整体式转向节2的一般装配流程是先将带锁销控前轴1反架，使带锁销控前轴1的钢板弹簧座与支撑面接触，然后将带有主销衬套的整体式转向节2的上下耳主销孔与前轴拳部的主销孔对齐，再将带锁销沟槽主销3依次通过整体式转向节2的下耳主销孔、压力轴承5、前轴拳部10的主销孔以及整体式转向节2的上耳主销孔，因为整体式转向节2与前轴拳部主销孔为间隙配合，所以最后需要用锁销7及锁销螺母8及锁销垫片9，将整体式转向节2与前轴拳部锁止。
现有技术中的前轴总成会在前轴拳部锁销孔处产生应力集中，尤其在前轴载荷很大的情况下，此处的应力集中非常严重，导致前轴拳部在锁销孔处发生断裂，造成严重安全事故；同时，前轴的带锁销沟槽主销3也会在锁销处发生变形或者断裂，造成严重安全事故。尤其在矿山等严酷使用环境下，一旦发生前轴或主销断裂将严重危害车上及周边人员的人身安全，造成严重的人员和财产损失。
专利文献200920038066.4中公开的一种主销结构，其特征是在主销的上圆柱段和下圆柱段之间的销段上，由上至下依次制成上圆锥面段、过渡段和下圆锥面段，上圆锥面段和下圆锥面段的锥度相同且都是大直径端在下，将前轴的主销孔由上至下依次制成上圆锥孔、过渡孔和下圆锥孔，上圆锥孔和下圆锥孔的锥度相同且都是大直径孔端在下，上圆锥孔和下圆锥孔的锥度以及孔端的大、小直径分别与主销的上圆锥面段和下圆锥面段的锥度以及圆锥面端的大、小直径对应相等，主销穿装在前轴的主销孔中，主销的上圆锥面段和主销孔的上圆锥孔相配合，主销的下圆锥面段和主销孔的下圆锥孔相配合。这一结构可以取消锁销，但是这一结构的主销为3段式结构，两端是圆柱面，中间是圆锥面，所以在圆柱面与圆锥面的连接处必然会产生应力集中，存在使主销在这个位置发生断裂的可能。同时该结构采用圆锥面配合结构锁紧主销，拆装维修主销和转向节将会非常困难。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种全新的汽车前轴总成及其安装方法，大大减少了前轴及主销断裂的可能性，进而大幅提高前轴的寿命和可靠性。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：
一种汽车前轴总成，主要由前轴、转向节、主销、转向横拉杆、轮毂和制动器组成，所述前轴为无销锁孔前轴11，所述主销为无锁销沟槽主销13，所述转向节由上转向节12和下转向节14组成；
所述无销锁孔前轴11的前轴拳部、上转向节12和下转向节14上均加工有主销孔；
无锁销沟槽主销13与无销锁孔前轴11的主销孔过盈配合，上转向节12和下转向节14的主销孔内均安装由主销衬套4，所述无锁销沟槽主销13的下端套装压力轴承5后安装在下转向节14的主销孔内，所述无锁销沟槽主销13的上端套装调整垫片6后安装在上转向节12的主销孔内；
所述上转向节12和下转向节14对接后，通过转向节连接螺栓15固定连接成一个转向节整体，所述转向节整体通过底板连接螺栓16与制动底板固定连接。
所述下转向节14上的底板连接螺栓孔为下沉式螺栓孔，底板连接螺栓16为内六角螺栓。
所述上转向节12和下转向节14采用锻造加工。
其中，先用带定位销功能的转向节连接螺栓15将上转向节12和下转向节14连接为整体后，再对转向节12和下转向节14上的连接孔和配合面进行一体式加工。
一种汽车前轴总成安装方法，其特征在于：
具体过程如下：
步骤一：将无锁销沟槽主销13压入到无锁销孔前轴11的主销孔中，使主销无锁销沟槽13与无锁销孔前轴11的主销孔过盈配合；
步骤二：将压力轴承5从无锁销沟槽主销13的下端套装入，然后将主销孔内装有主销衬套4的下转向节14套装到无锁销沟槽主销13的下端；
步骤三：将调整垫片6从无锁销沟槽主销13的上端套入，然后将主销孔内安装有主销衬套4的上转向节12套装到无锁销沟槽主销13的上端；
步骤四：用转向节连接螺栓15将上转向节12和下转向节14固定连接在一起形成一个转向节整体；
步骤五：用底板螺栓16将转向节整体与制动底板固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明所述的汽车前轴总成中，采用了一种全新的前轴、主销及转向节及其连接方式，取消前轴上的锁销孔，消除了前轴拳部的应力集中点，优化了前轴拳部的受力，在同等载荷下，能够大幅提高前轴的寿命和可靠性，同时减少了前轴的加工步骤降低了前轴的制造成本；
2、本发明所述的汽车前轴总成中，取消了主销上为锁销加工的沟槽，并将锁销做成整体圆柱形，消除了主销上的应力集中点，提高了主销的寿命和可靠性，大大降低了主销断裂的可能性，同时减少了主销的加工步骤，降低了主销的制造成本；
3、本发明所述的汽车前轴总成中，转向节采用上转向节与下转向节的分体组合方式，降低了转向节锻造模具的制造难度，尤其对于大吨位车辆，将一个复杂的大型转向节拆分成两个相对简单的结构，大大降低了锻造模具难度和制造难度，有利于制造成品率的提升降低制造成本。同时上、下转向节通过螺栓连接，提高了拆装维修的方便性。
附图说明
图1为现有技术中汽车前轴总成连接结构示意图；
图2为本发明所述汽车前轴总成的剖面结构图；
图3为本发明所述汽车前轴总成的装配结构示意图。
图中：
1-带销锁孔前轴；2-整体式转向节；3-带锁销沟槽主销；4-主销衬套；
5-压力轴承；6-调整垫片；7-锁销；8-锁销螺母；
9-锁销垫片；10-前轴拳部；11-无销锁孔前轴；12-上转向节；
13-无锁销沟槽主销；14-下转向节；15-转向节连接螺栓；16-底板连接螺栓。
具体实施方式
为进一步阐述本发明的技术方案，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
在本发明中，为便于理解和描述，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常指参考附图所示的上、下、左、右；上述方位词并不用于限制本发明。
本发明公开了一种汽车前轴总成，主要由前轴、转向节、主销、转向横拉杆、轮毂和制动器组成；在本发明所述的汽车前轴总成中，前轴、主销以及转向节采用了全新的设计，如图2和图3所示，所述前轴采用无销锁孔前轴11，所述无销锁孔前轴11两端的前轴拳部仅加工有主销孔，取消了锁销孔，从而避免了因前轴锁销孔而产生的应力集中点，优化了前轴拳部的受力。所述主轴采用无锁销沟槽主销13，所述无锁销沟槽主销13整体为圆柱形，无锁销沟槽主销13上除两端面加工有注油槽外，其余位置没有加工沟槽，取消了原有的锁销沟槽，保证整个主销圆柱体表面无应力集中点。
所述转向节采用分体式结构，由上转向节12和下转向节14上下相对接组成；所述上转向节12与下转向节14均采用锻造加工而成，以保证强度要求；所述上转向节12上加工有上主销孔，下转向节14上加工有下主销孔。
所述无锁销沟槽主销13与无销锁孔前轴11的主销孔采用过盈配合，且无锁销沟槽主销13的上端伸出部分为A端，无锁销沟槽主销13的下端伸出部分为B端。
所述下转向节14的下主销孔和上转向节12的上主销孔内均安装有主销衬套4，所述无锁销沟槽主销13的B端安装在下转向节14的下主销孔内，所述无锁销沟槽主销13的A端安装在上转向节12的上主销孔内，所述无锁销沟槽主销13的B端销根部与下转向节14的下主销孔上端面之间安装有压力轴承5，所述无锁销沟槽主销13的A端销根部与上转向节12的上主销孔下端面之间安装有调整垫片6。
所述上转向节12和下转向节14上下相对组合后，上转向节12和下转向节14的侧立面通过转向节连接螺栓15连接并固定，形成为一个转向节整体，而后转向节整体通过底板连接螺栓16固定连接在制动底板上。其中，所述转向节整体与制动底板连接时，下转向节14的侧立面外侧与制动底板相连配合，故所述下转向节14与制动底板的配合面处的螺栓孔为下沉式螺栓孔，且底板连接螺栓16采用内六角螺栓，以保证下转向节14与制动底板之间的配合面平整、无突出螺栓。此外，底板连接螺栓16还带有定位销功能。
所述上转向节12与下转向节14在加工主销孔及其他配合面时，采用一体式加工方式，即先用带定位销功能的转向节连接螺栓15将上转向节12和下转向节14连接固定后作为整体进行一体式加工。
本发明还提供了一种汽车前轴总成的安装方法，具体过程如下：
步骤一：将无锁销沟槽主销13冷却后压入到无锁销孔前轴11的主销孔中，使主销无锁销沟槽13与无锁销孔前轴11的主销孔实现过盈配合；
步骤二：将无锁销孔前轴11反架，使无锁销孔前轴11的钢板弹簧座与支撑面接触，将压力轴承5从无锁销沟槽主销13的B端套装到无锁销沟槽主销13上，然后将装有主销衬套4的下转向节14的主销孔对齐无锁销沟槽主销13，并从无锁销沟槽主销13的B端套装到无锁销沟槽主销13上；
步骤三：将调整垫片6从无锁销沟槽主销13的A端套装到无锁销沟槽主销13上，然后将安装有主销衬套4的上转向节12的主销孔对齐无锁销沟槽主销13，并从无锁销沟槽主销13的B端套装到无锁销沟槽主销13上；
步骤四：用转向节连接螺栓15将上转向节12和下转向节14固定连接在一起，使上转向节12和下转向节14连结为一个转向节整体；
步骤五：将上转向节12与下转向节14均与无锁销孔前轴11装配后，将制动底板与转向节整体用底板螺栓16连接。
Claims (5)
1.一种汽车前轴总成，主要由前轴、转向节、主销、转向横拉杆、轮毂和制动器组成，其特征在于：
所述前轴为无销锁孔前轴(11)，所述主销为无锁销沟槽主销(13)，所述转向节由上转向节(12)和下转向节(14)组成；
所述无销锁孔前轴(11)的前轴拳部、上转向节(12)和下转向节(14)上均加工有主销孔；
无锁销沟槽主销(13)与无销锁孔前轴(11)的主销孔过盈配合，上转向节(12)和下转向节(14)的主销孔内均安装由主销衬套(4)，所述无锁销沟槽主销(13)的下端套装压力轴承(5)后安装在下转向节(14)的主销孔内，所述无锁销沟槽主销(13)的上端套装调整垫片(6)后安装在上转向节(12)的主销孔内；
所述上转向节(12)和下转向节(14)对接后，通过转向节连接螺栓(15)固定连接成一个转向节整体，所述转向节整体通过底板连接螺栓(16)与制动底板固定连接。
2.如权利要求1所述一种汽车前轴总成，其特征在于：
所述下转向节(14)上的底板连接螺栓孔为下沉式螺栓孔，底板连接螺栓(16)为内六角螺栓。
3.如权利要求1所述一种汽车前轴总成，其特征在于：
所述上转向节(12)和下转向节(14)采用锻造加工。
4.如权利要求1-3中任一项所述一种汽车前轴总成，其特征在于：
先用带定位销功能的转向节连接螺栓(15)将上转向节(12)和下转向节(14)连接为整体后，再对转向节(12)和下转向节(14)上的连接孔和配合面进行一体式加工。
5.一种汽车前轴总成安装方法，其特征在于：
具体过程如下：
步骤一：将无锁销沟槽主销(13)压入到无锁销孔前轴(11)的主销孔中，使主销无锁销沟槽(13)与无锁销孔前轴(11)的主销孔过盈配合；
步骤二：将压力轴承(5)从无锁销沟槽主销(13)的下端套装入，然后将主销孔内装有主销衬套(4)的下转向节(14)套装到无锁销沟槽主销(13)的下端；
步骤三：将调整垫片(6)从无锁销沟槽主销(13)的上端套入，然后将主销孔内安装有主销衬套(4)的上转向节(12)套装到无锁销沟槽主销(13)的上端；
步骤四：用转向节连接螺栓(15)将上转向节(12)和下转向节(14)固定连接在一起形成一个转向节整体；
步骤五：用底板螺栓(16)将转向节整体与制动底板固定连接。
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