CN202368265U - 汽车前轴、汽车转向前桥总成以及汽车 - Google Patents

Abstract

汽车前轴，包括截面呈工字形的前轴主体(2)和对称形成在该前轴主体(2)两端的前轴拳形部(4)，所述前轴主体与各个前轴拳形部之间分别具有圆弧过渡部(3)，优选地所述前轴主体(2)包括一体的主体上部(7)、主体下部(9)以及位于该主体上部(7)与主体下部(9)之间的主体连结部(8)，该主体连结部(8)的相对侧面分别形成为弧形面，且该主体连结部(8)与所述主体上部(7)和主体下部的连结部位分别形成有弧形过渡面。此外，本实用新型还提供一种包括所述汽车前轴的汽车转向前桥总成和汽车。本实用新型能够在不显著增大汽车前轴重量的前提下，有效地改善了汽车前轴的承载能力，并显著改善了汽车转向前桥总成的工作可靠性。

Description

汽车前轴、汽车转向前桥总成以及汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车车桥，具体地，涉及一种汽车前轴。在此基础上，本实用新型还涉及一种包括所述汽车前轴的汽车转向前桥总成以及汽车。

背景技术

汽车转向前桥的承载能力是与汽车的行驶安全性密切相关的技术指标，而汽车转向前桥的承载能力主要取决于汽车前轴。但是由于汽车日趋轻量化，为了降低汽车整车重量，设计人员往往认为降低了汽车前轴的尺寸，这导致汽车前轴的承载能力显著降低。

例如，目前商用车的前桥理论上能够承受在3.6～7.5T的重量，但是在使用过程中，对于载重小、路况好的车辆尚能基本满足使用要求，但是对于载重大、路况恶劣的车辆，其在满载下坡等状态下前桥负荷较大，重心较高，在制动时轴荷的传递、冲击等使得前桥承受更大的载荷，因而在使用过程中常常出现前轴严重变形等问题，存在着安全隐患，使用可靠性不够，无法安全地满足使用要求。

因此，设计一种能够不显著增大汽车前轴重量，同时又能有效改善承载能力的汽车前轴，具有重要的技术意义。在此基础上，可以对汽车前桥相关组成构件进行完善，以进一步地改善汽车前桥的工作可靠性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种汽车前轴，该汽车前轴能够在不显著增加重量的情形下，有效地改善该汽车前轴的承载能力。

在此基础上，本实用新型进一步所要解决的技术问题是提供一种汽车转向前桥总成，该汽车转向前桥总成具有显著改善的承载能力，工作可靠性良好。

此外，本实用新型还要提供一种汽车，该汽车的转向前桥总成具有显著改善的承载能力，工作安全可靠。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种汽车前轴，包括截面呈工字形的前轴主体和对称形成在该前轴主体两端的前轴拳形部，其中，所述前轴主体与各个所述前轴拳形部之间分别具有圆弧过渡部。

进一步地，所述前轴主体包括形成为一体的主体上部、主体下部以及位于该主体上部与主体下部之间的主体连结部，该主体连结部的相对侧面分别形成为弧形面，并且该主体连结部与所述主体上部和主体下部的连结部位分别形成有弧形过渡面。

优选地，所述前轴主体上表面的板簧安装部具有比所述前轴主体的其余部分更宽的宽度。

在上述汽车前轴技术方案的基础上，本实用新型还提供一种汽车转向前桥总成，包括汽车前轴以及安装在该汽车前轴两端的前轴拳形部上的左、右侧转向节，各个所述转向节上分别安装有转向节梯形臂和轮毂，并且左侧的所述转向节上安装有转向节上臂，所述汽车前轴为上述任一技术方案所述的汽车前轴。

优选地，所述转向节上臂包括形成为一体的转向节连接座、直拉杆连接部以及位于该转向节连接座与直拉杆连接部之间的中间连结部，该中间连结部的截面面积形成为从所述转向节连接座朝向所述直拉杆连接部减小。

优选地，所述转向梯形臂包括形成为一体的转向节连接部、横拉杆连结部以及位于该转向节连接部与横拉杆连结部之间的中间过渡部，所述中间过渡部的截面面积形成为从所述转向节连接部朝向所述横拉杆连结部减小。

优选地，所述轮毂的用于支承轮辋的轮辋支承面上形成有耐磨层。

优选地，所述转向节、转向节上臂和转向梯形臂分别为整体形成的锻造件。

具体地，各个所述转向节还分别连接有用于安装制动气室的气室支架，并且各个所述气室支架上形成有加强筋。

此外，本实用新型还提供一种汽车，其中，该汽车具有上述任一技术方案所述的汽车转向前桥总成。

通过上述技术方案，本实用新型的汽车前轴由于在前轴拳形部与前轴主体之间形成圆弧过渡部，从而能够有效地承受汽车行驶过程中通过车轮传递的冲击载荷，避免了应力集中，使得前轴拳形部与前轴主体之间的过渡部位不容易发生变形。进一步地，本实用新型的前轴主体采用特定结构的工字梁结构，即主体连结部的两个相对侧面均形成为弧形面，并且主体连结部与前轴主体的主体上部和主体下部的连结部位分别形成有弧形过渡面，这避免了承受承载时应力集中，同时也通过该主体连结部相对增大了对主体上部和主体下部的支撑面积，从而在不显著增大汽车前轴重量的前提下，有效地改善了汽车前轴的承载能力。本实用新型的汽车转向前桥总成和汽车具有所述汽车前轴，因此其同样具有上述优点。经由试验证实，在现有汽车车的载重吨位为3.6～7.5T的汽车转向前桥上采用本实用新型的技术方案，其承载能力可达到9T，安全系数达到3.5，完全符合《QC/T 513-1999》的汽车行业标准。

此外，本实用新型还对汽车转向前桥总成中的相应组成构件进行了结构改进，从而更加改善了本实用新型汽车转向前桥的工作可靠性，这将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

下列附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但本实用新型的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：

图1为本实用新型具体实施方式的汽车前轴的立体结构示意图；

图2为本实用新型具体实施方式的汽车前轴的主视示意图；

图3为本实用新型具体实施方式的汽车前轴的俯视示意图；

图4和图5分别为沿图2中的A-A线和B-B线剖切的剖视示意图；

图6为图2中的C部位的局部放大示意图；

图7为本实用新型具体实施方式的汽车转向前桥总成的立体结构示意图，其中标示的轮毂上安装有轮辋；

图8为本实用新型汽车转向前桥总成中的转向节的立体结构示意图，其中所述转向节的转向节轴颈上安装有第一轴承和第二轴承；

图9为本实用新型汽车转向前桥总成中的转向梯形臂的立体结构示意图；

图10为本实用新型汽车转向前桥总成中的转向节上臂的立体结构示意图；

图11为本实用新型汽车转向前桥总成中的轮毂的立体结构示意图；

图12为本实用新型汽车转向前桥总成中的气室支架的立体结构示意图。

附图标记说明：

1汽车前轴；   2前轴主体；

3圆弧过渡部； 4前轴拳形部；

5板簧安装部； 6主销安装孔；

7主体上部；   8主体连结部；

9主体下部；   10转向节；

11转向节上臂；12转向梯形臂；

13转向横拉杆；14气室支架；

15轮毂；      16制动气室；

17主销；            18转向节上臂安装孔；

19转向梯形臂安装孔；20转向节轴颈；

21第一轴承；        22第二轴承；

23转向节连接部；    24横拉杆连接部；

25中间过渡部；      26转向节连接座；

27直拉杆连接部；    28中间连结部；

29轮辋支承面；      30加强筋。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，本实用新型的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

参见图1至图6所示，本实用新型的汽车前轴1包括截面呈工字形的前轴主体2和对称形成在该前轴主体2两端的前轴拳形部4。前轴拳形部4是本领域技术人员的常规技术术语，公知地，该前轴拳形部4通常形成有主销安装孔6，以通过该主销安装孔6和主销17(图8)安装转向节10。

为了使得汽车前轴1能够有效地承受汽车行驶过程中通过车轮传递的冲击载荷，避免应力集中，使得前轴拳形部与前轴主体之间的过渡部位不容易发生变形，前轴主体2与两端的前轴拳形部4之间分别具有圆弧过渡部3，该圆形过渡部3整体形成为弧形，而不是仅具有一个弧形过渡面。

此外，采用工字梁形式的汽车前轴对于本领域技术人员属于汽车前轴的一种形式，但是，本实用新型的前轴主体2具有特定形式的工字形，具体地，前轴主体2包括形成为一体的主体上部7、主体下部9以及位于该主体上部7与主体下部9之间的主体连结部8，该主体连结部8的相对侧面分别形成为弧形面，并且该主体连结部8与主体上部7和主体下部9的连结部位分别形成有弧形过渡面。这既避免了承受承载时应力集中，同时也通过该主体连结部8相对增大了对主体上部7和主体下部9的支撑面积，从而在不显著增大汽车前轴重量的前提下，有效地改善了汽车前轴1的承载能力。

此外，优选地，前轴主体上表面的板簧安装部5具有比前轴主体2的其余部分更宽的宽度，在此需要附加说明的是，此处所说的宽度是指汽车前轴1安装到汽车上后沿汽车的前后方向所测量的前轴主体的尺寸，本领域技术人员通常称为“宽度”。在该优选形式下，通过板簧安装部能够更好地支承钢板弹簧，显然地，板簧安装部5上需要形成有用于安装钢板弹簧的连接孔。例如，对于载重量较大的车辆，前轴主体2的形成有板簧安装部5的部分的上宽可以为160mm，下宽可以为72mm，高度可以为128mm，而前轴主体中间处的工字梁截面尺寸宽度可以为94mm，高度可以123mm，主体连接部8的厚度25mm。此外，汽车前轴1的材料可以由传统的40Cr改为42CrMo。

在上述技术方案的基础上，参见图7，本实用新型提供一种汽车转向前桥总成，其包括图1中所示的汽车前轴1以及安装在该汽车前轴1两端的前轴拳形部4上的左、右侧转向节10，各个转向节10上分别安装有转向节梯形臂12和轮毂15，并且左侧的所述转向节10上安装有转向节上臂11。需要说明的是，在该汽车转向前桥的技术方案中未提及的组成构件，仅是由于其与本实用新型的相关改进不直接相关同时又属于本领域技术人员公知的技术结构，为使得描述简洁而予以省略，但是不提及并不代表本实用新型的汽车转向前桥总成不包括该未提及的构件或相关的技术特征，例如转向横拉杆13等。

参见图8，转向节10上一般形成有用于安装转向节上臂11的转向节上臂安装孔18和用于安装转向梯形臂12的转向梯形臂安装孔19。此外，转向节10上还可以形成有气室支架安装孔，以安装制动气室16，例如图7所示转向节10上通过气室支架14安装有制动气室16。优选地，参见图12，为了增加气室支架14的强度，该气室支架14上形成有加强筋30。此外，转向节10上公知地具有转向节轴颈20，以用于安装轮毂15。轮毂15一般通过第一轴承21和第二轴承22(一般为圆锥滚子轴承)支承在转向节轴颈20上。

本实用新型的汽车转向前桥总成所进行的技术改进并不局限于采用上述新型的汽车前轴1，为了更加改善本实用新型汽车前桥总成的工作可靠性，本实用新型还运用运动分析及有限元分析等仿真模拟手段，对汽车转向前桥总成的相关零部件进行分析，以在保证满足承载性能要求的前提下，最大限度的减轻重量、降低成本、提高可靠性。

参见图10，转向节上臂11包括形成为一体的转向节连接座26(其上形成有用于连接到转向节10的安装孔)、直拉杆连接部27(其上形成有转向直拉杆安装锥孔)、以及位于该转向节连接座26与直拉杆连接部27之间的中间连结部28，优选地，该中间连结部28的截面面积形成为从所述转向节连接座26朝向所述直拉杆连接部27减小，这能够帮助转向节10承受载荷，同时又不影响转向操作的轻巧性。同时，根据本同的车型，为适应前桥载荷增大、转向阻力矩增大等，可以适当地对转向节上臂11的厚度及其上的安装锥孔进行了加大，更好地满足使用要求；

参见图9，转向梯形臂12包括形成为一体的转向节连接部23(其上形成有用于连接到转向节10上的安装孔)、横拉杆连结部24(其上形成有横拉杆连接孔)以及位于该转向节连接部23与横拉杆连结部24之间的中间过渡部25，优选地，为避免与车轮干涉并满足转向梯形的要求，对转向梯形臂13进行了三维有限元优化设计并造型，使得中间过渡部25的截面面积形成为从转向节连接部23朝向横拉杆连结部24减小，这能够有效地将部分载荷，尤其是车轮跳动的冲击载荷部分地传递到转向横拉杆13上，使得转向横拉杆13也能够一定程度地分担载荷，并且不显著增加转向梯形臂12的重量。

参见图11，轮毂15的用于支承轮辋的轮辋支承面29上形成有耐磨层，例如电镀耐磨金属层。此外，轮毂的材质可以由QT450改为QT500。

为了更好地提高相关构件的强度，转向节10、转向节上臂11和转向梯形臂12可以分别为整体形成的锻造件。这样，例如，对于转向节而言，就可以通过整体式模锻工艺，对装配轮毂轴承处的转向节轴颈20进行加强，提高这些构件的整体强度。

由上描述可以看出，本实用新型优点在于，所述汽车前轴1由于在前轴拳形部4与前轴主体2之间形成整体的圆弧过渡部3，从而能够有效地承受汽车行驶过程中通过车轮传递的冲击载荷，避免了应力集中，使得前轴拳形部4与前轴主体2之间的过渡部位不容易发生变形。进一步地，本实用新型的前轴主体2采用特定结构的工字梁结构，即主体连结部8的两个相对侧面均形成为弧形面，并且主体连结部8与前轴主体2的主体上部7和主体下部9的连结部位分别形成有弧形过渡面，这避免了承受承载时应力集中，同时也通过该主体连结部相对增大了对主体上部和主体下部的支撑面积，从而在不显著增大汽车前轴重量的前提下，有效地改善了汽车前轴的承载能力。本实用新型的汽车转向前桥总成和汽车具有所述汽车前轴1，因此其同样具有上述优点。此外，本实用新型的汽车转向前桥总成还通过有限元分析以及运动分析等技术手段，对汽车转向前桥总成的相应组成构件进行了结构改进，从而更加改善了汽车转向前桥总成的工作可靠性。

本实用新型通过对汽车转向前桥进行整体优化设计，使得其结构更加合理，并优化了相应构件的整体外形。经由试验证实，在现有汽车车的载重吨位为3.6～7.5T的汽车转向前桥上采用本实用新型的技术方案，其承载能力可达到9T，安全系数达到3.5，完全符合的《QC/T 513-1999》汽车行业标准。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.汽车前轴，包括截面呈工字形的前轴主体(2)和对称形成在该前轴主体(2)两端的前轴拳形部(4)，其特征在于，所述前轴主体(2)与各个所述前轴拳形部(4)之间分别具有圆弧过渡部(3)。

2.根据权利要求1所述的汽车前轴，其特征在于，所述前轴主体(2)包括形成为一体的主体上部(7)、主体下部(9)以及位于该主体上部(7)与主体下部(9)之间的主体连结部(8)，该主体连结部(8)的相对侧面分别形成为弧形面，并且该主体连结部(8)与所述主体上部(7)和主体下部(9)的连结部位分别形成有弧形过渡面。

3.根据权利要求1所述的汽车前轴，其特征在于，所述前轴主体(2)上表面的板簧安装部(5)具有比所述前轴主体(2)的其余部分更宽的宽度。

4.汽车转向前桥总成，包括汽车前轴(1)以及安装在该汽车前轴(1)两端的前轴拳形部(4)上的左、右侧转向节(10)，各个所述转向节(10)上分别安装有转向节梯形臂(12)和轮毂(15)，并且左侧的所述转向节(10)上安装有转向节上臂(11)，其特征在于，所述汽车前轴(1)为根据权利要求1至3中任一项所述的汽车前轴。

5.根据权利要求4所述的汽车转向前桥总成，其特征在于，所述转向节上臂(11)包括形成为一体的转向节连接座(26)、直拉杆连接部(27)以及位于该转向节连接座(26)与直拉杆连接部(27)之间的中间连结部(28)，该中间连结部(28)的截面面积形成为从所述转向节连接座(26)朝向所述直拉杆连接部(27)减小。 

6.根据权利要求4所述的汽车转向前桥总成，其特征在于，所述转向梯形臂(12)包括形成为一体的转向节连接部(23)、横拉杆连结部(24)以及位于该转向节连接部(23)与横拉杆连结部(24)之间的中间过渡部(25)，所述中间过渡部(25)的截面面积形成为从所述转向节连接部(23)朝向所述横拉杆连结部(24)减小。

7.根据权利要求4所述的汽车转向前桥总成，其特征在于，所述轮毂(15)的用于支承轮辋的轮辋支承面(29)上形成有耐磨层。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的汽车转向前桥总成，其特征在于，所述转向节(10)、转向节上臂(11)和转向节梯形臂(12)分别为整体形成的锻造件。

9.根据权利要求8所述的汽车转向前桥总成，其特征在于，各个所述转向节(10)还分别连接有用于安装制动气室(16)的气室支架(14)，并且各个所述气室支架(14)上还形成有加强筋(30)。

10.汽车，其特征在于，该汽车具有根据权利要求4至9中任一项所述的汽车转向前桥总成。 

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