一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)，包括上板、下板、第一鐵套、第二鐵套及彈簧座，上板為兩頭尺寸窄，中間寬，下板是截面為U型件的部件，下板U型截面積兩端大，中間小，上板和下板連接在一起，截面為封閉結(jié)構(gòu)，彈簧座設(shè)置在上板上，第一鐵套、第二鐵套設(shè)置在上下板兩端。本發(fā)明導(dǎo)向桿系非獨(dú)立懸架下擺臂，重新設(shè)計(jì)了下擺臂的結(jié)構(gòu)，采用開口向上，取消所有加強(qiáng)板，并且上下板與前后鐵套焊接行成一個封閉式的結(jié)構(gòu)，焊接工序得以減少，再通過CAE模擬分析焊縫的不同位置對擺臂焊合件強(qiáng)度及剛度的影響，找到了最佳的焊縫位置，不僅在剛度強(qiáng)度上滿足了使用要求，提高了懸架的使用壽命，而且減重率達(dá)到20%。
【專利說明】
一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車制造領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]懸架是保證車輪或車橋與汽車承載系統(tǒng)(車架或承載式車身)之間具有彈性聯(lián)接并能傳遞載荷，緩和沖擊、衰減振動以及調(diào)節(jié)汽車行駛中車身位置等有關(guān)裝置的總稱。
[0003]懸架最主要的功能是傳遞作用在車輪和車架(或車身)之間的一切力和力矩，并緩和其汽車駛過不平路面時所產(chǎn)生的沖擊，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，以保證汽車的行駛平順性。為此必須在車輪與車架或車身之間提供彈性聯(lián)接，依靠彈性元件來傳遞車輪或車橋與車架或車身之間的垂直載荷，并依靠其變形來吸收能量，達(dá)到緩沖的目的。
[0004]此外，懸架中確保車輪與車架或車身之間所有力和力矩可靠傳遞并決定車輪相對于車架或者車身的位移特性的連接裝置統(tǒng)稱為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)決定了車輪跳動時的運(yùn)動軌跡和車輪定位參數(shù)的變化，以及汽車前后側(cè)傾中心的位置，從而在很大成程度上影響了整車的操縱穩(wěn)定性和抗縱傾能力。
[0005]導(dǎo)向桿系的非獨(dú)立懸架，上下擺臂承受牽引力及制動力和力矩，橫向推力桿用于傳遞側(cè)向力。在前行制動、轉(zhuǎn)彎工況、過深坑工況、扭曲工況等工況中，下擺臂要求提供足夠的強(qiáng)度、剛度才能滿足擺臂的使用性能，而擺臂的結(jié)構(gòu)形式以及焊縫的焊接方式對應(yīng)力的影響也很大。即使同一種結(jié)構(gòu)，由于焊接的位置不同也會導(dǎo)致強(qiáng)度差別較大，所以選擇合適的焊接位置可以改善結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，使整車的安全性更高。
[0006]現(xiàn)有導(dǎo)向桿系非獨(dú)立懸架下擺臂結(jié)構(gòu)如圖(附圖11、12)所示:該擺臂焊合件構(gòu)成部分為:1-鐵套I ;2_加強(qiáng)板I ;3_擺臂主體；4-加強(qiáng)板II ;5_彈簧座；6-加強(qiáng)板III;7-鐵套II。其中擺臂主體3開口向下，彈簧座直接焊接在擺臂的上方，擺臂兩端分別與鐵套焊接，在擺臂主體3的下方以及內(nèi)部通過加強(qiáng)板2、4、6連接。
[0007]在制作驗(yàn)證過程中，此結(jié)構(gòu)存在以下問題:
1)、加強(qiáng)板多導(dǎo)致制造工序增加，零件重量較大；
2)、零件體積大，不利于底盤零件空間布置；
3)、焊縫多，焊接熱變形大，影響零件尺寸精度，且成本高；
4)、擺臂主體開口方向朝下，且采用半封閉式結(jié)構(gòu)，不利于擺臂總體強(qiáng)度。
[0008]2、現(xiàn)有專利技術(shù)
I)、一種汽車懸架下擺臂組件(CN200920101382.1)。
[0009]2)、多連桿后懸架用沖壓上擺臂(CN201320107208.4)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中問題，本發(fā)明提供了一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)，包括上板、下板、第一鐵套、第二鐵套及彈簧座，上板為兩頭尺寸窄，中間寬，下板是截面為U型件的部件，下板U型截面積兩端大，中間小，上板和下板連接在一起，截面為封閉結(jié)構(gòu)，彈簧座設(shè)置在上板上，第一鐵套、第二鐵套設(shè)置在上下板兩端。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上板中間寬度為H，兩端較窄部分寬度hl=h2為
0.4Η?0.6Η。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上板和下板由焊接連接在一起，彈簧座焊接在上板上，兩個鐵套焊接在上下板兩端。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，下板的第一端部和第二端部設(shè)有至少5mm的焊接距離。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，上板和下板連接后組成的擺臂的右端區(qū)域比左端區(qū)域?qū)?，所述右端區(qū)域?yàn)榭拷鼜椈勺囊欢恕?br> [0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，下板中，h為U型板底面的寬度，底面設(shè)有第三孔和第四孔，第三孔和第四孔直徑為0.4tT0.6h，第三孔中心距端部距離L3=h，第四孔中心距端部距離 L4=33mm±2mm。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，下板200中，U型板的兩個側(cè)面對稱設(shè)有第五孔至第九孔，第五孔至第九孔半徑為0.4tT0.6h。
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第五孔的圓心到下板200端部的距離L5= h，第五孔和第六孔中心的距離L6及第六孔和第七孔中心的距離L7均為2h，第七孔和第八孔中心的距離L8= 3h，第八孔和第九孔中心的距離L9=2 h。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明導(dǎo)向桿系非獨(dú)立懸架下擺臂，重新設(shè)計(jì)了下擺臂的結(jié)構(gòu)，采用開口向上，取消所有加強(qiáng)板，并且上下板與前后鐵套焊接行成一個封閉式的結(jié)構(gòu)，焊接工序得以減少，再通過CAE模擬分析焊縫的不同位置對擺臂焊合件強(qiáng)度及剛度的影響，找到了最佳的焊縫位置，不僅在剛度強(qiáng)度上滿足了使用要求，提高了懸架的使用壽命，而且減重率達(dá)到20%。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)上板三維圖；
圖2是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)上板俯視圖；
圖3是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)上板側(cè)視圖；
圖4是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)下板三維圖；
圖5是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)下板俯視圖；
圖6是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)下板側(cè)視圖；
圖7是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)焊合總成三維圖；
圖8是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)焊合總成仰視圖；
圖9是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)焊合總成俯視圖；
圖10是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)焊合總成側(cè)視圖；
圖11是現(xiàn)有技術(shù)擺臂側(cè)視圖；
圖12是現(xiàn)有技術(shù)擺臂底部視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0021]提供一種擺臂結(jié)構(gòu)，滿足整車的強(qiáng)度和剛度要求，通過結(jié)構(gòu)合理布置，達(dá)到輕量化目的同時保證壽命要求。該擺臂由上下兩塊板構(gòu)成，無須加強(qiáng)板，解決了由加強(qiáng)板焊接引起的應(yīng)力集中問題；通過CAE對焊縫位置的模擬分析，改善了強(qiáng)度的分配；通過CAE分析后對冗余的地方進(jìn)行去料處理，達(dá)到減重的目的。CAE(Computer Aided Engineering)是用計(jì)算機(jī)輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、三維多體接觸、彈塑性等力學(xué)性能的分析計(jì)算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)等問題的一種近似數(shù)值分析方法。
[0022]如圖1至圖3，圖1是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)上板三維圖；圖2是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)上板俯視圖；圖3是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)上板側(cè)視圖。擺臂的上板為鋼板沖壓成形件，兩頭尺寸窄，中間寬，合理避開下板干涉。
[0023]擺臂上板中間寬度為H，兩端較窄部分寬度hl=h2為0.4礦0.6H，第一孔1、第二孔2直徑都約為0.4 hr0.6 hi。
[0024]如圖4至圖6所示，圖4是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)下板三維圖；圖5是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)下板俯視圖；圖6是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)下板側(cè)視圖。擺臂下板結(jié)構(gòu)為由鋼板沖壓成形的截面為U型件，而且下板U型截面積兩端大，中間小，有效利用材料，實(shí)現(xiàn)輕量化。
[0025]擺臂下板中，h為U型板寬度，其中第三孔3和第四孔4直徑為0.4tT0.6h，第三孔3中心距端部距離L3=h，第四孔4中心距端部距離L4=33mm±2mm，下板200的第一端部201和第二端部202設(shè)有至少5mm的焊接距離，第五孔5至第九孔9半徑為0.4tT0.6h，圖6中，L5= h，L6=L7=2 h, L8= 3h, L9=2 h。U型板的兩個側(cè)面對稱設(shè)有第五孔5至第九孔9。
[0026]如圖7至圖9，圖7是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)焊合總成三維圖；圖8是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)焊合總成仰視圖；圖9是本發(fā)明一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)焊合總成俯視圖。一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)，該擺臂主體包括上板100、下板200、第一鐵套300、第二鐵套400及彈簧座500。
[0027]擺臂上下板由焊接連接在一起，截面為封閉結(jié)構(gòu)，擺臂焊縫長度和位置分布合理，能有效改善擺臂的剛度分布，達(dá)到降低應(yīng)力的目的。擺臂彈簧座焊接在上板上，兩個鐵套焊接在上下板兩端。
[0028]擺臂上板與下板采用分段焊，彈簧座與上板的焊接位置如下:位置30、40不焊；位置 50、60、70、80 焊。
[0029]如圖10所示，擺臂的右端區(qū)域19比左端區(qū)域18要寬，主要是經(jīng)CAE分析在區(qū)域18所在位置應(yīng)力不大，所以在區(qū)域18處做了除料處理，并且在應(yīng)力小的地方開一些減重孔，以此來實(shí)現(xiàn)擺臂的輕量化。
[0030]本發(fā)明提供的一種開口方向向上、無加強(qiáng)板的全封閉式擺臂:
此擺臂結(jié)構(gòu)制造工藝簡單，主體由兩塊比較規(guī)則的沖壓板構(gòu)成，沒有附加的加強(qiáng)板，零件整體沖壓材料利用率高；
擺臂截面為封閉式結(jié)構(gòu)，使用最少的材料來提高抗彎截面系數(shù)，滿足零件強(qiáng)度和剛度的要求，同時使零件減重；
優(yōu)化焊縫長度和位置，改善擺臂的剛度分配，降低了零件應(yīng)力，減少焊接熱變形提高零件精度。
[0031]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括上板(100)、下板(200)、第一鐵套(300)、第二鐵套(400 )及彈簧座(500 )，上板為兩頭尺寸窄，中間寬，下板(200 )是截面為U型件的部件，下板U型截面積兩端大，中間小，上板(100)和下板(200)連接在一起，截面為封閉結(jié)構(gòu)，彈簧座(500 )設(shè)置在上板(100 )上,第一鐵套(300 )、第二鐵套(400 )設(shè)置在上下板兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上板(100)中間寬度為H，兩端較窄部分寬度hl=h2為0.4H?0.6H。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上板(100)和下板(200)由焊接連接在一起，彈簧座(500)焊接在上板(100)上，兩個鐵套焊接在上下板兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)，其特征在于:下板(200)的第一端部(201)和第二端部(202)設(shè)有至少5mm的焊接距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)，其特征在于:上板(100)和下板(200)連接后組成的擺臂的右端區(qū)域(19)比左端區(qū)域(18)寬，所述右端區(qū)域(19)為靠近彈簧座(500)的一端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)，其特征在于:下板(200)中，h為U型板底面的寬度，底面設(shè)有第三孔(3)和第四孔(4)，第三孔(3)和第四孔(4)直徑為0.4tT0.6h，第三孔(3)中心距端部距離L3=h，第四孔(4)中心距端部距離L4=33mm±2mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)，其特征在于:下板(200)中，U型板的兩個側(cè)面對稱設(shè)有第五孔(5)至第九孔(9)，第五孔(5)至第九孔(9)半徑為0.4tT0.6h。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種汽車懸架擺臂結(jié)構(gòu)，其特征在于:第五孔(5)的圓心到下板(200)端部的距離L5= h，第五孔(5)和第六孔(6)中心的距離L6及第六孔(6)和第七孔(7)中心的距離L7均為2h，第七孔(7)和第八孔(8)中心的距離L8=3h，第八孔(8)和第九孔(9)中心的距離L9=2 ho
【文檔編號】B60G7/02GK104309427SQ201410512162
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】潘俊斌, 何云峰, 肖光育, 伍初東, 景玄博, 林春欣 申請人:上汽通用五菱汽車股份有限公司