CN109094322A - 一种扭力梁结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种扭力梁结构，属于机械技术领域。它解决了现有的扭力梁结构焊接的强度和疲劳耐久性差的问题。本扭力梁结构，包括轮毂端板和呈方形管状的纵臂，轮毂端板与纵臂的一端端面贴靠焊接，轮毂端板上开设有若干供螺栓穿设的安装孔，纵臂端口一个拐角处的侧壁上具有向外凸出形成的凸起部一并在凸起部一的内表面形成避让槽，且轮毂端板上与纵臂该处侧壁对应的安装孔位于凸起部的内侧并与避让槽相对，凸起部一的端面与轮毂端板贴靠焊接。本扭力梁结构的纵臂与轮毂端板之间能够形成连续的焊缝，有效的保护了焊缝，降低了扭力梁纵臂与端板焊缝处的损伤值，不易开裂，提高了扭力梁的疲劳寿命。

Description

一种扭力梁结构
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种扭力梁结构。
背景技术
扭力梁式悬挂是汽车后悬挂类型的一种，是通过一个扭力梁来平衡左右车轮的上下跳动，以减小车辆的摇晃，保持车辆的平稳。现有的扭力梁总成均包括横置于车宽方向的横梁、以及连接横梁两端的纵臂和焊接在纵臂上的轮毂板，轮毂板主要用来安装轮毂轴承，轮毂板上开设有多个用于供安装螺栓穿过将轮毂轴承固定的安装孔。
如中国专利申请(申请号：201220544970.4)公开了一种汽车后扭力梁，包括长直状的横梁，所述横梁的两端对称连接有一个纵臂，所述的两个纵臂与与横梁所在的直线均在同一平面内，所述的纵臂与横梁连接处焊接有加强板，所述的纵臂一端设有套管，另一端设有轮毂座和弹簧座。
又如中国专利申请(申请号：201711061071.2)公开了一种U型变截面后扭力梁总成，包括左套管，所述左套管的底部设置有左纵臂，所述左纵臂的底部设置有左轮毂板，所述左纵臂的右侧底部设置有左减震器支架，所述左减震器支架的顶部设置有左弹簧盘，且左弹簧盘的左侧与左纵臂连接，所述左纵臂的右侧设置有扭力梁，所述左弹簧盘的顶部与扭力梁的底部连接，所述扭力梁的右端设置有右纵臂，所述右纵臂的顶部设置有右套管，所述右纵臂的底部设置有右轮毂板，所述右纵臂的左侧底部设置有右减震器支架，所述右减震器支架的顶部设置有右弹簧盘，且右弹簧盘的顶部与扭力梁的底部连接、右弹簧盘的右侧与右纵臂连接。
在如上述的现有扭力梁结构中，由于轮毂板上安装孔的位置是固定的，导致纵臂与轮毂板焊接固定时，纵臂一个拐角处的侧壁会覆盖其中一个安装孔，会影响安装螺栓的穿过。为了不影响安装螺栓穿过安装孔，现有的常规的做法均是在该拐角处的侧壁上开设一个供安装螺栓穿设的缺口，或者增加或减小纵臂的尺寸使得纵臂的侧壁与安装孔错开。而为了考虑周边安装空间的问题，轮毂板的尺寸大小一般均是固定的，如果增加纵臂的尺寸，现有的尺寸的轮毂板又没有足够的焊接空间满足要求，势必也要增大轮毂板的尺寸，从而势必会对周边的安装布局产生影响，较为不便。如果减小纵臂的尺寸，则纵臂的强度也会减弱，满足不了所需强度要求。因此，现有的扭力梁结构中，均是采用在拐角处的侧壁上开设一个供安装螺栓穿设的缺口，该种结构存在以下缺陷：由于缺口的设置，导致纵臂与轮毂板之间的焊缝是断开形成两条的，致使这个安装孔孔附近的焊缝承受较大的弯矩和扭矩，容易由于应力集中导致开裂，不能满足疲劳耐久性能的要求；而且现有的纵臂与轮毂板相交的位置属于锐角焊接，强度及疲劳耐久性差。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种扭力梁结构，本发明所要解决的技术问题是：如何在不改变空间布局的情况下，提高焊接的强度和疲劳耐久性。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种扭力梁结构，包括轮毂端板和呈方形管状的纵臂，所述轮毂端板与纵臂的一端端面贴靠焊接，所述轮毂端板上开设有若干供螺栓穿设的安装孔，其特征在于，所述纵臂端口一个拐角处的侧壁上具有向外凸出形成的凸起部一并在凸起部一的内表面形成避让槽，且轮毂端板上与纵臂该处侧壁对应的安装孔位于凸起部一的内侧并与所述避让槽相对，所述凸起部一的端面与轮毂端板贴靠焊接。
而由于安装孔与轮毂端板的边沿之间均具有一定的间隙，该间隙特别是在拐角的位置处最大，本扭力梁结构在不改变空间布局的情况下，充分利用了轮毂端板的焊接空间，通过在将纵臂对应拐角处的侧壁进行向外凸出形成凸起部一，使得凸起部一的内表面形成的避让槽与安装孔相对，形成一个避让，可供安装孔中的安装螺栓穿设，而上述的间隙又能为凸起部一提供足够的焊接空间，又能够保证凸起部一与轮毂端板形成贴靠焊接，从而使得整个纵臂与轮毂端板之间能够形成连续的焊缝，使得纵臂和轮毂端板形成的焊缝将上述的安装孔完全包裹起来，从而使外载的力臂(即四个安装孔距轮心的距离)小于被动力臂(纵臂与轮毂端板焊缝距轮心的距离)，有效的保护了焊缝，降低了扭力梁纵臂与轮毂端板焊缝处的损伤值，不易开裂，提高了扭力梁的疲劳寿命。而且凸起部一的设置也增加了该拐角处本身及周边位置的局部刚度，改变了应力分布，使焊缝处的疲劳损伤值降低，寿命提高。
在上述的扭力梁结构中，所述纵臂包括均具有底板部和位于底板部两侧的侧板部的内板和外板，所述内板和外板相互扣合固定形成管状结构，所述内板和外板的端面均与所述轮毂端板贴靠焊接，所述外板相对所述轮毂端板呈倾斜设置，所述凸起部一位于外板上其中一个侧板部与底板部形成的拐角处。纵臂采用内板和外板的分体式结构设计，便于制作成型。而由于结构以及空间等的影响，外板与轮毂端板之间呈倾斜设置，外板与轮毂端板之间为锐角焊接，工艺性差，易造成虚焊，强度及疲劳耐久性差，而且正好安装孔又开在了轮毂端板上与该拐角处的对应位置处，通过在该拐角处设计凸起部一的结构，增加了该拐角处本身及周边位置的局部刚度，改变了应力分布，同时也使得纵臂与轮毂端板之间能够形成连续的焊缝，使得纵臂和轮毂端板形成的焊缝将上述的安装孔完全包裹起来，提高了扭力梁的疲劳寿命。
在上述的扭力梁结构中，所述凸起部一具有与所述轮毂端板相垂直的焊接段一，所述焊接段一的端面与所述轮毂端板贴靠焊接。通过与轮毂端板相垂直的焊接段一的设计，使得在外板的该拐角处与轮毂端板之间由原先的锐角焊接变成了垂直焊接，工艺性好，焊枪更容易对准焊接位置，不易产生虚焊，零件合格率高，形成的焊缝的强度及疲劳耐久性均较好。
在上述的扭力梁结构中，所述外板上的另一个侧板部与底板部形成的拐角处还具有向外凸出形成的凸起部二，所述凸起部二具有与所述轮毂端板相垂直的焊接段二，所述焊接段二的端面与所述轮毂端板贴靠焊接。通过凸起部二的设计，增加了外板上另一个拐角处的本身及周边位置的局部刚度，同时凸起部二在凸出的过程中形成垂直的焊接段二的，充分利用了拐角处的焊接空间，使得在外板的该拐角处与轮毂端板之间由原先的锐角焊接变成了垂直焊接，工艺性好，焊枪更容易对准焊接位置，不易产生虚焊，零件合格率高，形成的焊缝的强度及疲劳耐久性均较好，提高了扭力梁的疲劳寿命。
在上述的扭力梁结构中，所述凸起部一和凸起部二均由所述外板拐角处的侧壁向外冲压形成。凸起部一和凸起部二通过冲压成型，使得纵臂在该位置处的壁厚与其他部位保持了等壁厚，而冲压的凸起部一和凸起部二向外凸出，又增加了该位置处的横截面的局部等效半径，增强了结构的局部承载能力，因为扭梁纵臂是等壁厚的结构，截面外直径越大，抗弯模量和抗扭模量越大，即截面的抗弯和抗扭能力越强。
在上述的扭力梁结构中，所述焊接段一和焊接段二沿平行于轮毂端板方向的截面均呈弧形。焊接段一和焊接段二的截面呈弧形，从而能够在拐角处形成平滑过渡，结构强度较好，形成的焊缝的强度及疲劳耐久性均较好，提高了扭力梁的疲劳寿命。
在上述的扭力梁结构中，所述凸起部一还包括连接段一，所述焊接段一远离轮毂端板的一端通过连接段一与外板的侧板部之间圆滑连接。通过上述设置，使得凸起部一与外板侧板部的连接处保证较好的强度和刚度，不易开裂。
在上述的扭力梁结构中，所述凸起部二还包括连接段二，所述焊接段二远离轮毂端板的一端通过连接段二与外板的侧板部之间圆滑连接。通过上述设置，使得凸起部二与外板侧板部的连接处保证较好的强度和刚度，不易开裂。
在上述的扭力梁结构中，所述焊接段一的高度大于焊接段二的高度。由于凸起部一的设置形成一个避让，可供安装孔中的安装螺栓穿设，焊接段一的高度设置的相对较高，能够更好的提供避让的空间，同时也使得焊枪更容易对准焊接位置，不易产生虚焊，零件合格率高，形成的焊缝的强度及疲劳耐久性均较好，提高了扭力梁的疲劳寿命。
与现有技术相比，本扭力梁结构具有以下优点：
1、整个纵臂与轮毂端板之间能够形成连续的焊缝，使得纵臂和轮毂端板形成的焊缝能将若干的安装孔完全包裹起来，从而使外载的力臂小于被动力臂，有效的保护了焊缝，降低了扭力梁纵臂与端板焊缝处的损伤值，不易开裂，提高了扭力梁的疲劳寿命。
2、凸起部一和凸起部二增加了外板拐角处的本身及周边位置的局部刚度。
3、在外板的该拐角处与轮毂端板之间由原先的锐角焊接变成了垂直焊接，工艺性好，焊枪更容易对准焊接位置，不易产生虚焊，零件合格率高，形成的焊缝的强度及疲劳耐久性均较好，提高了扭力梁的疲劳寿命。
4、凸起部一和凸起部二的设计又增加了该拐角处横截面的局部等效半径，增强了结构的局部承载能力。
附图说明
图1是本扭力梁结构的立体图。
图2是本扭力梁结构的局部结构图。
图3是本扭力梁结构的剖视图。
图中，1、轮毂端板；1a、安装孔；2、纵臂；2a、内板；2b、外板；2c、凸起部一；2c1、避让槽；2c2、焊接段一；2d、凸起部二；2d1、焊接段二；3、套管；4、横梁。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1-3所示，本扭力梁结构，包括横梁4、套管3、轮毂端板1和呈方形管状的纵臂2，横梁4的两端均焊接有纵臂2，轮毂端板1与纵臂2的一端端面贴靠焊接，套管3与纵臂2的另一端焊接固定。
如图3所示，具体地说，轮毂端板1上开设有若干供螺栓穿设的安装孔1a，本实施例中为4个。纵臂2包括均具有底板部和位于底板部两侧的侧板部的内板2a和外板2b，内板2a和外板2b相互扣合并焊接固定形成管状结构，内板2a和外板2b的端面均与轮毂端板1贴靠焊接。外板2b相对轮毂端板1呈倾斜设置，外板2b上其中一个侧板部与底板部形成的拐角处的侧壁上具有向外凸出形成的凸起部一2c，外板2b上的另一个侧板部与底板部形成的拐角处还具有向外凸出形成的凸起部二2d，增加了外板2b上两个拐角处的本身及周边位置的局部刚度。凸起部一2c和凸起部二2d均由外板2b拐角处的侧壁向外冲压形成，使得纵臂2在该位置处的壁厚与其他部位保持了等壁厚，同时增加了该位置处的横截面的局部等效半径，增强了结构的局部承载能力。
更进一步地说，冲压形成的凸起部一2c的内表面形成避让槽2c1，且轮毂端板1上与纵臂2该处侧壁对应的安装孔1a位于凸起部的内侧并与避让槽2c1相对，可供安装孔1a中的安装螺栓穿设形成一个避让。凸起部一2c的端面与轮毂端板1贴靠焊接，从而使得整个纵臂2与轮毂端板1之间能够形成连续的焊缝，将4个安装孔1a完全包裹起来，使外载的力臂(即四个安装孔1a距轮心的距离)小于被动力臂(纵臂2与轮毂端板1焊缝距轮心的距离)，有效的保护了焊缝，降低了扭力梁纵臂2与轮毂端板1焊缝处的损伤值，不易开裂。
凸起部一2c具有与轮毂端板1相垂直的焊接段一2c2，凸起部一2c还包括连接段一，焊接段一2c2远离轮毂端板1的一端通过连接段一与外板2b的侧板部之间圆滑连接。凸起部二2d具有与轮毂端板1相垂直的焊接段二2d1，凸起部二2d还包括连接段二，焊接段二2d1远离轮毂端板1的一端通过连接段二与外板2b的侧板部之间圆滑连接。焊接段一2c2和焊接段二2d1沿平行于轮毂端板1方向的截面均呈弧形，焊接段一2c2的高度大于焊接段二2d1的高度。焊接段一2c2的端面与轮毂端板1贴靠焊接，焊接段二2d1的端面与轮毂端板1贴靠焊接，使得在外板2b的两个拐角处与轮毂端板1之间的焊接由原先的锐角焊接变成了垂直焊接，工艺性好，焊枪更容易对准焊接位置，不易产生虚焊，零件合格率高，形成的焊缝的强度及疲劳耐久性均较好，提高了扭力梁的疲劳寿命。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种扭力梁结构，包括轮毂端板(1)和呈方形管状的纵臂(2)，所述轮毂端板(1)与纵臂(2)的一端端面贴靠焊接，所述轮毂端板(1)上开设有若干供螺栓穿设的安装孔(1a)，其特征在于，所述纵臂(2)端口一个拐角处的侧壁上具有向外凸出形成的凸起部一(2c)并在凸起部一(2c)的内表面形成避让槽(2c1)，且轮毂端板(1)上与纵臂(2)该处侧壁对应的安装孔(1a)位于凸起部一(2c)的内侧并与所述避让槽(2c1)相对，所述凸起部一(2c)的端面与轮毂端板(1)贴靠焊接。
2.根据权利要求1所述的扭力梁结构，其特征在于，所述纵臂(2)包括均具有底板部和位于底板部两侧的侧板部的内板(2a)和外板(2b)，所述内板(2a)和外板(2b)相互扣合固定形成管状结构，所述内板(2a)和外板(2b)的端面均与所述轮毂端板(1)贴靠焊接，所述外板(2b)相对所述轮毂端板(1)呈倾斜设置，所述凸起部一(2c)位于外板(2b)上其中一个侧板部与底板部形成的拐角处。
3.根据权利要求2所述的扭力梁结构，其特征在于，所述凸起部一(2c)具有与所述轮毂端板(1)相垂直的焊接段一(2c2)，所述焊接段一(2c2)的端面与所述轮毂端板(1)贴靠焊接。
4.根据权利要求3所述的扭力梁结构，其特征在于，所述外板(2b)上的另一个侧板部与底板部形成的拐角处还具有向外凸出形成的凸起部二(2d)，所述凸起部二(2d)具有与所述轮毂端板(1)相垂直的焊接段二(2d1)，所述焊接段二(2d1)的端面与所述轮毂端板(1)贴靠焊接。
5.根据权利要求2或3或4所述的扭力梁结构，其特征在于，所述凸起部一(2c)和凸起部二(2d)均由所述外板(2b)拐角处的侧壁向外冲压形成。
6.根据权利要求4所述的扭力梁结构，其特征在于，所述焊接段一(2c2)和焊接段二(2d1)沿平行于轮毂端板(1)方向的截面均呈弧形。
7.根据权利要求4所述的扭力梁结构，其特征在于，所述凸起部一(2c)还包括连接段一，所述焊接段一(2c2)远离轮毂端板(1)的一端通过连接段一与外板(2b)的侧板部之间圆滑连接。
8.根据权利要求4所述的扭力梁结构，其特征在于，所述凸起部二(2d)还包括连接段二，所述焊接段二(2d1)远离轮毂端板(1)的一端通过连接段二与外板(2b)的侧板部之间圆滑连接。
9.根据权利要求4所述的扭力梁结构，其特征在于，所述焊接段一(2c2)的高度大于焊接段二(2d1)的高度。
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