框架結(jié)構(gòu)在汽車軟軸支架上的應(yīng)用

王其云　倪冬

摘 要：框架結(jié)構(gòu)是一種剛性極佳的結(jié)構(gòu)，其廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁等設(shè)計(jì)。在汽車軟軸固定支架設(shè)計(jì)中，通過(guò)應(yīng)用框架結(jié)構(gòu)，有效解決了支架剛度不足和空間受限問(wèn)題。關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu);軟軸;支架中圖分類號(hào)：U463 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）11-72-02

Abstract：?Frame structure is a kind of structures with excellent stiffness， which is widely used in the design of buildings and bridges. In the design of automobile flexible shaft bracket， the problem of bracket stiffness and space is effectively solved by using frame structure.Keywords：?Frame structure; Flexible shaft; BracketCLC NO.： U463 ?Document Code： A ?Article ID：?1671-7988（2020）11-72-02

前言

框架結(jié)構(gòu)是一種剛性極佳的結(jié)構(gòu)，被廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁等設(shè)計(jì)。汽車軟軸支架起到固定選、換檔軟軸的作用，為確保汽車具有良好的選換檔性能，軟軸支架的剛度和強(qiáng)度非常關(guān)鍵。然而，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)實(shí)踐中，軟軸支架設(shè)計(jì)受到變速器的選換檔臂和發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)機(jī)布置影響，無(wú)法設(shè)計(jì)加強(qiáng)板或加強(qiáng)筋，影響支架的剛度和強(qiáng)度。本文應(yīng)用框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念，依靠支架的構(gòu)件形成一種框架式結(jié)構(gòu)，有效解決了軟軸支架剛度不足和空間受限問(wèn)題。

1 軟軸支架設(shè)計(jì)

依據(jù)車型開(kāi)發(fā)要求的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器，選定合適的汽車選、換檔軟軸，按照相關(guān)設(shè)計(jì)原則，將它們的裝配關(guān)系進(jìn)行布置（如圖1所示），從而獲得軟軸支架的設(shè)計(jì)硬點(diǎn)和約束邊界，應(yīng)用框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念完成軟軸支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

如圖2所示，軟軸支架的本體100、選檔支架200及換檔支架300之間采用焊接連接。

2 框架結(jié)構(gòu)在軟軸支架上的應(yīng)用

如圖2所示，在軟軸支架中，本體100上設(shè)計(jì)有上彎折部120和下彎折部110，上彎折部120、下彎折部110相對(duì)于本體100底面設(shè)計(jì)有高度差;選檔支架200焊接在下彎折部110上，用于固定選檔軟軸500;換檔支架300焊接在上彎折部120上，用于固定換檔軟軸600。

由于上彎折部120和下彎折部110相對(duì)于本體100底面的高度不一致，可以使選檔支架200、下彎折部110及上彎折部120之間通過(guò)焊接形成一種框架式結(jié)構(gòu)，從而提升了軟軸支架的整體剛度，而無(wú)需設(shè)計(jì)加強(qiáng)板或加強(qiáng)筋。

如圖1所示，高低設(shè)計(jì)的上彎折部120和下彎折部110的下表面因無(wú)加強(qiáng)板或加強(qiáng)筋，從而為啟動(dòng)機(jī)700的安裝提供空間，避免了干涉問(wèn)題發(fā)生。

如圖2所示，上彎折部120和下彎折部110之間可以設(shè)計(jì)有開(kāi)口400，以避免應(yīng)力在上彎折部120和下彎折部110之間過(guò)于集中而造成板件開(kāi)裂。

100-本體?110-下彎折部?120-上彎折部?200-選檔支架?210-第一卡槽

220-弧形翻邊?300-換檔支架??310-第二卡槽?320-加強(qiáng)板

400-開(kāi)口?500-選檔軟軸?600-換檔軟軸?700-起動(dòng)機(jī)

3 軟軸支架的強(qiáng)度和剛度CAE分析

軟軸支架本體100采用6mm厚的熱軋Q235鋼板，選檔支架200和換檔支架300采用4.5mm厚的熱軋Q235鋼板。將本體110兩安裝孔固定，在第一卡槽210和第二卡槽310表面分別施加1.5倍軟軸最大工作拉力，運(yùn)用Hypermesh對(duì)軟軸支架進(jìn)行CAE分析，最大應(yīng)力34.7MPa，最大應(yīng)變0.14mm，見(jiàn)圖3和圖4。

4 結(jié)論

（1）該軟軸支架通過(guò)CAE分析，滿足設(shè)計(jì)要求，已通過(guò)樣車試驗(yàn)驗(yàn)證并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn);

（2）在不更改發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器的情況下，該軟軸支架避免了與發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)機(jī)干涉;

（3）因應(yīng)用框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，該軟軸支架已獲得國(guó)家實(shí)用新型專利（CN 209426571 U）。

參考文獻(xiàn)

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