一种仿生轻量化转向系统的制作方法

本发明涉及汽车转向系统技术领域，具体为一种仿生轻量化转向系统。

背景技术：

汽车的转向系统是保证汽车完成转向的机构，故其结构性能尤为重要。现代汽车设计的主流趋势是在保证零件性能的前提下尽可能的减少零件的质量以减少能耗。然而，传统转向系统的构件主要以锻钢或铸造为主，生产出的产品质量大、结构简单，且多为实心结构。目前转向系统拓扑结构的设计及优化主要采用工程经验与有限元分析相结合的方法，通过设定较高的安全系数进行强度、刚度校核，并重复多次以达到设计要求，这种方法工作量大且繁琐，难以充分发挥机体的承载性能。拓扑优化方法因能在概念设计阶段提供轻质、高效的结构形式和方案，受到各汽车企业的广泛关注，但转向系统结构复杂，若对其直接进行拓扑优化，存在拓扑结果难以辨识的问题。因此即使是经过优化设计的转向系统，其轻量化效果仍不理想。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种仿生轻量化转向系统，充分发挥动物骨架具有高强度比特点的优势，使应力分布更加均匀，从而减小因应力过大对结构产生的破坏，在保证结构性能的前提下进一步的减轻结构质量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种仿生轻量化转向系统，包括转向节，所述转向节上部通过球头销铰接上横臂，所述球头销的销杆固定连接所述转向节，所述球头销的球头铰接于所述上横臂，所述转向节的下部固定有支撑臂，所述支撑臂铰接下横臂，所述上横臂的侧端面、所述下横臂的上下端面和所述转向节的上端弯臂侧端面和下端直角臂端面中的至少一个端面上分布有多组对称的通孔结构。

在一个实施例中，所述通孔结构使所述上横臂的侧端面，和/或所述下横臂的上下端面，和/或所述转向节的上端弯臂侧端面和下端直角臂端面形成骨架结构。

在一个实施例中，所述骨架结构包括位于中心线的主骨架，和位于所述主骨架两侧以等角度和/或等距离向所述主骨架外侧延伸的支骨架。

在一个实施例中，所述骨架结构包括鱼骨架结构。

在一个实施例中，所述骨架结构包括叶脉结构。

在一个或多个实施例中，所述上横臂呈鱼头形状，所述上横臂的上下端面设置有多个圆孔。

在一个实施例中，所述下横臂上还设有多个圆孔。

相对于现有技术，本发明所述的仿生轻量化转向系统具有以下优势：

本发明的仿生轻量化转向系统，当转向系统受载时，内力会沿骨架结构传递和分散，充分发挥动物骨架具有高强度比特点的优势，使应力分布更加均匀，从而减小因应力过大对结构产生的破坏，使得零件在保证性能的条件下达到了轻量化的目的。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明仿生轻量化转向系统的结构示意图。

图2是本发明仿生轻量化转向系统的上横臂结构主视图。

图3是本发明仿生轻量化转向系统的上横臂结构俯视图。

图4是本发明仿生轻量化转向系统的下横臂结构主视图。

图5是本发明仿生轻量化转向系统的下横臂结构俯视图。

附图标记说明：

1－上横臂，2－转向节，3－下横臂，4－球头销，5－支撑臂。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面参考图1-图5并结合实施例描述本发明实施例的仿生轻量化转向系统。

一种仿生轻量化转向系统，包括转向节2，转向节2上部通过球头销4铰接上横臂1，上横臂1呈鱼头形状，上横臂1的上下端面设置有多个圆孔，球头销4的销杆固定连接转向节2，球头销4的球头铰接于上横臂1，转向节的下部固定有支撑臂5，支撑臂5铰接下横臂3，下横臂3上还设有多个圆孔，上横臂1的侧端面，下横臂3的上下端面，转向节2的上端弯臂侧端面和下端直角臂端面分布有多组对称的通孔结构。

在一个实施例中，通孔结构使上横臂1的侧端面、下横臂3的上下端面，和转向节2的上端弯臂侧端面和下端直角臂端面形成骨架结构，包括鱼骨架结构、叶脉结构或者其它类似骨架结构，骨架结构仿照鱼骨、叶脉等生物分枝结构设计而成。

在一个实施例中，骨架结构包括位于中心线上的主骨架和支骨架，支骨架沿着所述主骨架的曲线对称分布、等角度或等距排列，连接所述主骨架和边界。

相对于现有技术，本发明的仿生轻量化转向系统具有以下优势：

本发明的仿生轻量化转向系统，当转向系统受载时，内力会沿骨架结构传递和分散，充分发挥动物骨架具有高强度比特点的优势，使应力分布更加均匀，从而减小因应力过大对结构产生的破坏，使得零件在保证性能的条件下达到了轻量化的目的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种仿生轻量化转向系统，包括转向节，转向节上部通过球头销铰接上横臂，上横臂呈鱼头形状，上横臂的上下端面设置有多个圆孔，球头销的销杆固定连接转向节，球头销的球头铰接于上横臂，转向节的下部固定有支撑臂，支撑臂铰接下横臂，下横臂上还设有多个圆孔，上横臂的侧端面，下横臂的上下端面，转向节的上端弯臂侧端面和下端直角臂端面分布有多组对称的通孔结构，使其在满足结构性能的前提下达到更好地轻量化效果。

技术研发人员：刘鸣华;杜德喜;李玉东;熊文;鲁月新;于志远;张维智;常智;何泽功;李松;魏广才
受保护的技术使用者：中信戴卡股份有限公司
技术研发日：2019.06.27
技术公布日：2019.09.10