框架結構在汽車軟軸支架上的應用

王其云　倪冬

摘 要：框架結構是一種剛性極佳的結構，其廣泛應用于建筑、橋梁等設計。在汽車軟軸固定支架設計中，通過應用框架結構，有效解決了支架剛度不足和空間受限問題。關鍵詞：框架結構;軟軸;支架中圖分類號：U463 ?文獻標識碼：A ?文章編號：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

框架結構是一種剛性極佳的結構，被廣泛應用于建筑、橋梁等設計。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度非常關鍵。然而，在產品開發實踐中，軟軸支架設計受到變速器的選換檔臂和發動機的啟動機布置影響，無法設計加強板或加強筋，影響支架的剛度和強度。本文應用框架結構的設計理念，依靠支架的構件形成一種框架式結構，有效解決了軟軸支架剛度不足和空間受限問題。

1 軟軸支架設計

依據車型開發要求的發動機、變速器，選定合適的汽車選、換檔軟軸，按照相關設計原則，將它們的裝配關系進行布置（如圖1所示），從而獲得軟軸支架的設計硬點和約束邊界，應用框架結構的設計理念完成軟軸支架結構設計。

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 框架結構在軟軸支架上的應用

如圖2所示，在軟軸支架中，本體100上設計有上彎折部120和下彎折部110，上彎折部120、下彎折部110相對于本體100底面設計有高度差;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之間通過焊接形成一種框架式結構，從而提升了軟軸支架的整體剛度，而無需設計加強板或加強筋。

如圖1所示，高低設計的上彎折部120和下彎折部110的下表面因無加強板或加強筋，從而為啟動機700的安裝提供空間，避免了干涉問題發生。

如圖2所示，上彎折部120和下彎折部110之間可以設計有開口400，以避免應力在上彎折部120和下彎折部110之間過于集中而造成板件開裂。

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-加強板

400-開口?500-選檔軟軸?600-換檔軟軸?700-起動機

3 軟軸支架的強度和剛度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，運用Hypermesh對軟軸支架進行CAE分析，最大應力34.7MPa，最大應變0.14mm，見圖3和圖4。

4 結論

（1）該軟軸支架通過CAE分析，滿足設計要求，已通過樣車試驗驗證并實現批量生產;

（2）在不更改發動機、變速器的情況下，該軟軸支架避免了與發動機啟動機干涉;

（3）因應用框架結構設計理念，該軟軸支架已獲得國家實用新型專利（CN 209426571 U）。

參考文獻

[1] 安徽江淮汽車集團股份有限公司.江淮輕型卡車設計規范.第一版，合肥：安徽江淮汽車集團股份有限公司，2006年6月.

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[3] 王鈺棟Hypermesh&Hyperview應用技巧與高級實例.機械工業出版社，2012.