[实用新型]一种仿生轻量化转向系统

说明书

本实用新型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，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。

技术领域

本实用新型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。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型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，本实用新型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，本实用新型所述的仿生轻量化转向系统具有以下优势：

本实用新型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

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型仿生轻量化转向系统的结构示意图；

图2是本实用新型仿生轻量化转向系统的上横臂结构主视图；

图3是本实用新型仿生轻量化转向系统的上横臂结构俯视图；

图4是本实用新型仿生轻量化转向系统的下横臂结构主视图；