[发明专利]一种汽车前桥前轴结构

说明书

技术领域

本发明属于汽车前桥技术领域，特别是指一种汽车前桥前轴结构。

背景技术

前轴是汽车前桥极其重要的承载部件，现有技术的前轴除两端外横截面为工字形，所以前轴又叫工字梁，由于两端要通过主销安装转向节，所以在两端各有一个主销孔，另外，在前轴的中部还有两处安装板簧的板簧托座。

由于承受很大负荷，材料一般都是特殊钢，通过锻模锻压而成，具有很高的强度和刚性，前轴的几何尺寸、精度和强度等对整车的安全性、可靠性以及整车性能影响很大。

现有技术的前轴如图1至图5所示，包括有主销孔01和板簧托座02，中部截面由上翼板03、腹板04及下翼板05组成。

现有技术的工字形的前轴已经使用了数十年，其结构一直没有较大的变化，现使用的前轴质量大、柔性差、刚度大而强度不足等问题越来越明显，随着轻量化、舒适性和安全性的要求越来越高，就必须进行前桥前轴的优化。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车前桥前轴结构，以解决现有技术的前桥前轴的质量较大、柔性差及刚度大而强度不足的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种汽车前桥前轴结构，包括前轴本体，在前轴本体的两端各设置有一个主销孔；在所述前轴本体上设置有两个板簧托座；

所述前轴本体依次由第一端部前轴本体、第一托座前轴本体、中部前轴本体、第二托座前轴本体及第二端部前轴本体连接为一体结构；

所述第一端部前轴本体与所述第二端部前轴本体的结构相同且相对中面对称，所述第一托座前轴本体与所述第二托座前轴本体相对中面对称；

所述第一端部前轴本体的截面为工字形，包括端部上翼板、端部腹板及端部下翼板；

所述第一托座前轴本体的截面为工字形，包括托座上翼板、托座腹板及托座下翼板；

所述中部前轴本体的截面为工字形，包括中部上翼板、中部腹板及中部下翼板；

在所述中部腹板上设置有两个腹板孔。

所述主销孔为圆柱孔，在所述主销孔的两端部设置有倒角，在所述主销孔的侧壁上设置有一个中心线垂直所述主销孔的固定孔；

在所述主销孔的侧壁上设置有一个限位凸台，用于转向限位。

所述中部前轴本体中只受到弯矩M的作用，所述中部上翼板的截面的正应力、所述中部腹板的截面的正应力及所述中部下翼板的截面的正应力均由下列公式求得：

I_e＝∑I_G+∑a_i²A_i(3)；

其中，σ：前轴中部截面某点的正应力；M：弯矩；Z：截面系数；I_G：各区域截面通过自身的形心的惯性矩；I_e：前轴中部截面相对前轴中部截面的形心的惯性矩；A_i：各区域截面的面积；a_i：各区域截面的形心到前轴中部截面的形心的距离；e：前轴中部截面某点到前轴中部截面的形心的距离；

根据公式(1)、(2)、(3)可知，所述中部上翼板的最高处压应力最大，所述中部下翼板的最下处拉应力最大，距离所述中部上翼板和所述中部下翼板的中点位置应力为0。

所述端部上翼板的宽度与所述端部下翼板的宽度相等且大于所述端部腹板的宽度。

所述中部上翼板的宽度大于或等于所述中部下翼板的宽度。

所述腹板孔为长方形，所述腹板孔的长度为两个所述定位孔之间长度的四分之一；所述腹板孔的四周导圆角。

所述腹板孔的四个导圆角分别为第一圆角、第二圆角、第三圆角及第四圆角；所述第一圆角和所述第三圆角与所述中部上翼板相邻；所述第二圆角与所述第四圆角与所述中部下翼板相邻；

所述第一圆角的半径大于所述第二圆角的半径，所述第三圆角的半径大于所述第四圆角的半径。

所述托座上翼板的宽度大于所述托座下翼板的宽度，所述托座下翼板的宽度大于所述托座腹板的宽度。

所述托座上翼板的宽度、所述中部上翼板的宽度及所述端部上翼板的宽度依次减小；

所述端部腹板的宽度、所述托座腹板的宽度及所述中部腹板的宽度依次减小。

两个所述主销孔中点连接所在的平面为所述前轴本体的对称平面；

所述中部上翼板、所述中部下翼板、所述托座上翼板及所述托座下翼板与所述对称平面的夹角均为82°～85°；

所述端部上翼板与所述端部下翼板与所述对称平面的夹角均为80°。