适用于汽车后悬架的高强度轻量化转向节的制作方法

1.本发明涉及汽车转向桥上的一种汽车后悬架的高强度轻量化转向节。


背景技术：

2.转向节是汽车转向桥上的主要零件之一，主要用于汽车稳定行驶并传递行驶方向。转向节是汽车后悬架的主要连接部件，一些中高级轿车多采用多连杆式独立悬架，增加乘坐舒适性。转向节分别与控制臂、卡钳和后传动轴连接，用于传递各个方向的力，承受来自车轮多变的冲击载荷，受力情况复杂。
3.转向节属于安全件，需要满足很高的强度要求。也需要进一步的轻量化设计，现有技术中的轻量化设计常用减薄转向节厚度，减小加强筋厚度等方法，但进行轻量化的同时经常会引起强度的降低，成为了阻碍转向节轻量化发展的一个难题。因此，需要一种轻量化的同时又具有高强度的转向节。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是设计一种在保证轻量化的同时又具有高强度的适用于汽车后悬架的转向节。在优化的转向节结构上，进一步地通过cae分析来科学设计转向节的减重部位。
5.本实用新型的一种适用于汽车后悬架的高强度轻量化转向节，该转向节为一体成型结构件。其中：转向节的前部是上摆臂安装部(3)，其上设有a支臂(3a)与b支臂(3b)；转向节的后部是上h臂后安装部(6)；转向节的左部是上h臂前安装部(2)、卡钳b安装部(7b)、卡钳a安装部(7a)；转向节的右部是上束臂安装部(4)、上h臂拉杆安装部(5)。转向节上设有四个腔体、轴承配合孔(8)和轴承安装部(9)。上摆臂安装部(3)的a支臂(3a)与上束臂安装部(4)之间是第一加强连接部(11)。上束臂安装部(4)与上h臂后安装部(6)之间是第二加强连接部(12)。卡钳a安装部(7a)与卡钳b安装部(7b)之间是第三加强连接部(13)。
6.本实用新型设计的适用于汽车后悬架的高强度轻量化转向节的优点在于：
7.①
通过cae分析来科学设计转向节的减重部位。通过cae分析发现单纯的减重腔体还有继续减重的空间，因此在应力相对较小的三个减重腔体又再次设置了减重孔，为了保证应力的有效传递，在减重腔体和减重孔之间设置了台阶依次保证应力传递的光顺性。
8.②
减重的前提是要保证结构有足够的强度，因此，在转向节外围设置了一圈加强连接部，每个连接臂上均设有用于与零部件连接的加强连接部，从而使得转向节构成在过减薄其厚度来进一步减重，而依旧具有较高的强度；从而能够获得轻量化的同时又具有高强度的高强度轻量化转向节。
9.③
本实用新型设计的转向节采用铝合金材料加工，其铝合金转向节重量为3.2kg，相对于现有技术的该种铸钢转向节减重水平可达到46％以上。
附图说明
10.图1是本实用新型设计的适用于汽车后悬架的高强度轻量化转向节的结构图。
11.图1a是图1的正视图。
12.图1b是图1的后视图。
13.图1c是图1的左视图。
14.图1d是图1的右视图。
15.图1e是图1的俯视图。
16.图1f是图1的仰视图。
17.图2是本实用新型设计的适用于汽车后悬架的高强度轻量化转向节的第一个视角结构图。
18.图2a是图2的另一视角结构图。
19.图3是本实用新型设计的适用于汽车后悬架的高强度轻量化转向节的第二个视角结构图。
20.图3a是图3的另一视角结构图。
21.图4是本实用新型设计的适用于汽车后悬架的高强度轻量化转向节的应力变形云图。
22.具体实施方式
23.下面将结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
24.参见图1、图2、图3所示，本实用新型设计的是一种适合汽车后悬架用的高强度轻量化转向节，该转向节为一体成型结构件。
25.参见图1、图1a、图1b、图1c、图1d、图1e、图1f所示，本实用新型设计的适用于汽车后悬架的高强度轻量化转向节的前部是上摆臂安装部3；转向节的后部是上h臂后安装部6；
转向节的左部是上h臂前安装部2、卡钳b安装部7b、卡钳a安装部7a；转向节的右部是上束臂安装部4、上h臂拉杆安装部5。
26.在本实用新型中上摆臂安装部3为u型支臂结构(如图1、图1e所示)。上摆臂安装部3上设有a支臂3a与b支臂3b。
27.上摆臂安装部3的a支臂3a与上束臂安装部4之间是第一加强连接部11。第一加强连接部11上设有第一凸起11a(如图1b、图1d所示)。
28.上束臂安装部4与上h臂后安装部6之间是第二加强连接部12。第二加强连接部12上设有第二凸起12a(如图1a所示)。
29.卡钳a安装部7a与卡钳b安装部7b之间是第三加强连接部13。第三加强连接部13上设有第三凸起13a(如图1c、图3所示)。
30.在本实用新型中，设计第一加强连接部11、第二加强连接部12和第三加强连接部13，是为了提高连接部位的强度。
31.本实用新型设计的转向节本体上设有第一腔体1a、第二腔体1b、第三腔体1c、第四腔体1d、轴承配合孔8和轴承安装部9。
32.所述上摆臂安装部3的a支臂3a与b支臂3b之间是第四腔体1d。参见图1、图2、图2a所示，第四腔体1d上设有第四腔体减重孔1d3，第四腔体1d的底部至第四腔体减重孔1d3设计有第四腔体过渡台1d1、第四腔体凹凸1d2；并且在第四腔体1d的下底面板上设计有第四腔体底板过渡台1d4。在第四腔体1d内部过度到第四腔体减重孔1d3的设计(第四腔体过渡台1d1、第四腔体凹凸1d2)，是为了更好地将连接臂的连接部受到的力传递到位于转向节本体上，以及结构工作的要求；另外，从转向节本体的底面板上查看，第四腔体1d自底部向顶部截面是逐渐扩大的。
33.所述上摆臂安装部3的a支臂3a的后缘与b支臂3b的后缘与第二加强连接部12之间是轴承安装部9。
34.所述上摆臂安装部3的b支臂3b、第一加强连接部11、上束臂安装部4和第二加强连接部12之间是第一腔体1a。参见图1、图2、图2a所示，第一腔体1a上设有第一腔体减重孔1a3，第一腔体1a的底部至第一腔体减重孔1a3设计有第一腔体过渡台1a1、第一腔体凹凸1a2；并且在第一腔体1a的下底面板上设计有第一腔体底板过渡台1a4。在第一腔体1a内部过度到第一腔体减重孔1a3的设计(第一腔体过渡台1a1、第一腔体凹凸1a2)，是为了更好地将连接臂的连接部受到的力传递到位于转向节本体上，以及结构工作的要求；另外，从转向节本体的底面板上查看，第一腔体1a自底部向顶部截面是逐渐扩大的。
35.所述轴承安装部9的左外缘、上h臂后安装部6、卡钳a安装部7a和卡钳b安装部7b之间是第二腔体1b。第二腔体1b上设有第二腔体减重孔1b3。
36.所述上摆臂安装部3的a支臂3a的外缘、卡钳b安装部7b和上h臂前安装部2之间是第三腔体1c。
37.上h臂前安装部2
38.参见图1、图3、图3a所示，上h臂前安装部2设有螺纹盲孔2a。通过螺纹盲孔2a实现了上h臂前部安装在上h臂前安装部2上。
39.上摆臂安装部3
40.参见图1、图1a、图1b、图1c、图1d、图1f、图3、图3a所示，上摆臂安装部3的a支臂3a
上设有ca通孔3a1。上摆臂安装部3的a支臂3a的内侧设有a支臂凸台3a2。上摆臂安装部3的a支臂3a的底面板上设有a底座3a3，a底座3a3上设有a底座螺纹盲孔3a4。a支臂凸台3a2的设计是为了避免在所述上摆臂安装部3对应的连接零部件时发生干涉。
41.参见图1、图3、图3a所示，上摆臂安装部3的b支臂3b上设有cb通孔3b1。
42.通过将上摆臂的一端安装在ca通孔3a1中，上摆臂的另一端安装在cb通孔3b1中，实现上摆臂与上摆臂安装部3的安装。
43.上束臂安装部4
44.参见图1、图1a、图1b、图1c、图1d、图1f、图3、图3a所示，上束臂安装部4上设有上束臂安装孔4a。上束臂安装部4的底面板上设有b底座4b，b底座4b上设有b底座螺纹盲孔4b1(该b底座螺纹盲孔4b1是铸造加工中用于定位的)。通过上束臂安装孔4a实现了上束臂的一端安装在上束臂安装部4上。
45.上h臂拉杆安装部5
46.参见图1、图3所示，上h臂拉杆安装部5在上束臂安装部4的内侧与第二加强连接部12的起端。先将上h臂拉杆的一端放置于上h臂拉杆安装部5处，然后经一销钉穿过上束臂安装部4的上束臂安装孔4a后，顶紧上h臂拉杆。
47.上h臂后安装部6
48.参见图1、图1b、图1c、图1d、图1f、图3a所示，上h臂后安装部6的端部设有fa通孔6a，fa通孔6a的一侧是fa外圆台6b，fa通孔6a的另一侧是fb外圆台6c。上h臂后安装部6的底面板上设有c底座6d，c底座6d上设有c底座螺纹盲孔6d1。上h臂后部的一端穿过fa通孔6a后，通过衬套(fa外圆台6b中安装有衬套，fb外圆台6c中安装有衬套)实现将上h臂后部安装在上h臂后安装部6上。
49.卡钳a安装部7a
50.参见图1、图3、图3a所示，卡钳a安装部7a的中心设有卡钳a安装孔7a1。卡钳的一端安装在卡钳a安装部7a的卡钳a安装孔7a1中。
51.卡钳b安装部7b
52.参见图1、图3、图3a所示，卡钳b安装部7b的中心设有卡钳b安装孔7b1。卡钳的另一端安装在卡钳b安装部7b的卡钳b安装孔7b1中。
53.轴承安装部9
54.参见图1、图3、图3a所示，轴承安装部9的中心是轴承配合孔8。汽车后悬架的传动轴安装在轴承配合孔8中。轴承安装部9的四周设有用于固定汽车后悬架的传动轴的轴承安装固定孔9a。
55.第二加强连接部12
56.参见图1、图1a、图1d、图2a、图3、图3a所示，第二加强连接部12上设有第二凸起12a、沉头腔12b、螺纹销孔12c，通过在螺纹销孔12c中放置螺纹销钉实现将汽车后悬架的传动轴稳定在轴承配合孔8中。
57.转向节的承压性能
58.本实用新型设计的转向节采用铝合金材料加工，其铝合金转向节重量为3.2kg，相对于现有技术的该种铸钢转向节减重水平可达到46％以上。
59.所述铝合金材料为a356型号铝合金。
60.参见图4(应力变形云图)，为了在保证强度满足要求的情况下，通过cae软件(computeraidedengineering，近似数值分析方法)对本实用新型设计的适用于汽车后悬架的高强度轻量化转向节各个强度工况进行仿真分析，通过依次查看各个强度工况的分析结果，然后寻找出本实用新型设计的转向节综合应力比较小的部位，然后在这些应力较小的部位设置实现减重的腔体(第一腔体1a、第二腔体1b、第三腔体1c、第四腔体1d)，并且在的腔体(第一腔体1a、第四腔体1d)上还开有减重孔(第一腔体减重孔1a3、第四腔体减重孔1d3)。
61.本实用新型的转向节本体上设有四个轴承安装固定孔9a，属于较佳的实施方式，轴承安装固定孔9a的数量不限于此，轴承安装固定孔9a的数量可根据实际需要来设置，只要能实现将汽车车轮轴承牢固地固定在转向节上即可。
62.同样地，转向节本体上设有两个卡钳安装孔7a1、7b1，卡钳安装孔的数量也不限于此，卡钳安装孔的数量可根据实际需要来设置。
63.本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。