CN114454678B - 一种汽车用铸造推力杆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车用铸造推力杆，推力杆包括空心杆、过渡梁和球头，空心杆的两端均设置有球头，球头和空心杆之间均通过过渡梁相连接，过渡梁采用变截面结构，推力杆采用铸造方式一体成形。本发明结构强度高且重量较轻，不易发生失效问题，可以在有效保证推力杆使用寿命的基础上满足轻量化的使用需求。
Description
技术领域
本发明涉汽车零部件技术领域，尤其是指一种汽车用铸造推力杆。
背景技术
推力杆作是汽车悬架系统的重要组成部件，可以起到导向作用和进行力传递的作用。现有的推力杆一般是焊接件，对于焊接而成的推力杆，焊缝处容易产生开裂，焊点容易开缝，整体强度较低，导致推力杆易发生失效问题而无法正常使用，特别是推力杆在行驶路况差、装载条件差、使用环境恶劣、车辆使用强度大等复杂工况下运行时，会受到多向载荷作用，容易发生疲劳损坏。另外，现有的推力杆一般采用钢或者铸铁材质，重量较大，无法满足汽车轻量化的发展需求。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的推力杆易发生失效问题且重量较大的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车用铸造推力杆，所述推力杆包括空心杆、过渡梁和球头，所述空心杆的两端均设置有球头，所述球头和空心杆之间均通过所述过渡梁相连接，所述过渡梁采用变截面结构，所述推力杆采用铸造方式一体成形。
在本发明的一个实施例中，所述过渡梁的横截面呈工字形。
在本发明的一个实施例中，所述过渡梁包括支撑板，所述支撑板的两端均设置有翼板，所述翼板和所述支撑板相垂直，所述支撑板和所述空心杆的轴线相平行，所述支撑板位于所述空心杆轴线的延长线上。
在本发明的一个实施例中，所述空心杆和球头之间的所述翼板的宽度自空心杆向球头方向递增。
在本发明的一个实施例中，所述支撑板和所述球头的轴线相垂直。
在本发明的一个实施例中，所述球头外壁的中部开设有弧形槽。
在本发明的一个实施例中，所述球头上均开设有通孔。
在本发明的一个实施例中，所述空心杆采用圆管。
在本发明的一个实施例中，所述推力杆采用铸铁材质。
在本发明的一个实施例中，所述空心杆两端的球头呈对称布置。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的汽车用铸造推力杆，结构强度高且重量较轻，不易发生失效问题，可以在有效保证推力杆使用寿命的基础上满足轻量化的使用需求。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的汽车用铸造推力杆的结构示意图；
图2是图1所示的推力杆的主视图；
图3是图2所示的推力杆的俯视图；
图4是图2中A-A处的截面图；
说明书附图标记说明：1、空心杆；2、过渡梁；21、支撑板；22、翼板；3、球头；31、弧形槽；32、通孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1所示，本实施例公开了一种汽车用铸造推力杆，推力杆包括空心杆1、过渡梁2和球头3，空心杆1的两端均设置有球头3，球头3和空心杆1之间均通过过渡梁2相连接，过渡梁2采用变截面结构，推力杆采用铸造方式一体成形。
上述结构中，过渡梁2采用变截面结构，可以在减重的同时也可以有效保证结构强度。推力杆的中部采用空心杆1，可以有效提升推力杆的抗屈曲能力，防止推力杆的中间部位发生弯曲，同时空心结构也可以起到减重效果。通过将空心杆1和变截面过渡梁2相结合，可以在有效保证结构强度的同时满足轻量化需求；另外，推力杆采用铸造方式一体成形，可以有效避免焊接缺陷，提高了整体结构的抗疲劳强度和使用可靠性，不易发生推力杆失效问题，同时也利于提升加工精度和简化工艺流程。
在其中一个实施方式中，如图4所示，过渡梁2的横截面呈工字形，也即过渡梁2呈现工字形变截面结构，该结构在保证强度的前提下大大减少了截面面积，能够更好地减轻了过渡梁2的重量，更利于实现汽车的轻量化。
传统的锻造推力杆，通体采用工字梁结构，这种结构抗屈曲能力相对较低，实际使用中易发生杆身中部弯曲的情况，而本申请的上述实施例的推力杆结构采用工字形过渡梁2和空心杆1相结合的方式，该方式也可以有效避免上述问题，提高整体结构的抗屈曲能力。
在其中一个实施方式中，如图1、图2和图3所示，过渡梁2包括支撑板21，支撑板21的两端均设置有翼板22，翼板22和支撑板21相垂直，以使得支撑板21和两端的翼板22形成工字形结构；
支撑板21和空心杆1的轴线相平行，支撑板21位于空心杆1轴线的延长线上，该结构能够使得推力杆受力更加均衡，提高了推力杆的结构稳定性。
在其中一个实施方式中，如图3所示，空心杆1和球头3之间的翼板22的宽度H自空心杆1向球头3方向递增，以更好地保证结构强度，避免发生局部应力集中。
在其中一个实施方式中，翼板22的最大宽度和球头3两端面之间的距离相等，以实现球头3和空心杆1之间的平衡过渡，提高受力稳定性。
在其中一个实施方式中，翼板22厚度可以采用等厚设置；
在其中一个实施方式中，翼板22厚度也可以采用非等厚设置。
在其中一个实施方式中，每个过渡梁2中支撑板21两侧的翼板22呈对称布置。
在其中一个实施方式中，支撑板21和球头3的轴线相垂直，以更好地保证结构稳定性。
在其中一个实施方式中，球头3外壁的中部开设有弧形槽31，弧形槽31的轴线和球头3轴线相平行。对于球头3来说，其应力最大部位为球头3两端处，球头3中部所受应力相对较低，因此，在球头3外壁的中部开设弧形槽31，不仅可以有效保证结构受力稳定性，也利于减轻结构重量。
在其中一个实施方式中，球头3上均开设有通孔32，以安装球铰。
进一步地，球头3的两端面均为平面。
在其中一个实施方式中，空心杆1采用圆管，具有更好地抗弯屈作用，受力更加均衡。另外圆管也更利于采用铸造方式形成。
在其中一个实施方式中，推力杆采用铸铁材质。
在其中一个实施方式中，空心杆1的两端的球头3呈对称布置。
在其中一个实施方式中，推力杆的长度为542mm，具体长度可根据需要进行调整。
对于上述实施例的推力杆进行应力分析：通过有ABAQUS有限元分析软件对推力杆进行四面体网格划分，加载单轴承载的重量进行仿真计算，确认材料的应力分布以及大小，分析表明推力杆的最大主应力不高于350MPa，单轴承重范围为0～15t，可以有效满足使用需求；另外还采用专业试验装备按照受力条件进行正玄波验证，验证表明，推力杆的疲劳强度可超过20万次，具有较好的抗疲劳特性。
上述实施例的推力杆相较于传统的焊接形式的推力杆，可以有效避免焊缝处易失效以及焊接质量不稳定等问题，同时,也避免了焊接变形造成的装配困难问题。整体强度高且重量较轻，不易发生失效问题，也利于降低加工成本。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种汽车用铸造推力杆，其特征在于：所述推力杆包括空心杆、过渡梁和球头，所述空心杆的两端均设置有球头，所述球头和空心杆之间均通过所述过渡梁相连接，所述过渡梁采用变截面结构，所述推力杆采用铸造方式一体成形；
所述过渡梁的横截面呈工字形；
所述过渡梁包括支撑板，所述支撑板的两端均设置有翼板，所述翼板和所述支撑板相垂直，所述支撑板和所述空心杆的轴线相平行，所述支撑板位于所述空心杆轴线的延长线上。
2.根据权利要求1所述的汽车用铸造推力杆，其特征在于：所述空心杆和球头之间的所述翼板的宽度自空心杆向球头方向递增。
3.根据权利要求1所述的汽车用铸造推力杆，其特征在于：所述支撑板和所述球头的轴线相垂直。
4.根据权利要求1所述的汽车用铸造推力杆，其特征在于：所述球头外壁的中部开设有弧形槽。
5.根据权利要求1所述的汽车用铸造推力杆，其特征在于：所述球头上均开设有通孔。
6.根据权利要求1所述的汽车用铸造推力杆，其特征在于：所述空心杆采用圆管。
7.根据权利要求1所述的汽车用铸造推力杆，其特征在于：所述推力杆采用铸铁材质。
8.根据权利要求1所述的汽车用铸造推力杆，其特征在于：所述空心杆两端的球头呈对称布置。
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