转向臂托架、汽车悬架和汽车的制作方法

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种转向臂托架、汽车悬架和汽车。

背景技术：

转向臂连接转向横拉杆和转向节，是汽车悬架的重要部件。

转向臂通过转向臂托架连接于车身，用于对转向臂提供旋转支撑与轴向限位。现有的转向臂托架一般采用铜套轴承提供旋转支撑，芯轴与托架本体之间采用导向螺纹的结构形式实现芯轴的轴向限位；在车辆运行过程中，铜套的磨损较大，且旋转阻力较大，导向螺纹的连接对芯轴和托架本体的材质和加工工艺要求较高，存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

为了解决以上技术问题，本发明提供一种转向臂托架，包括：

壳体，壳体包括中空的本体和沿本体的外壁面切线延伸的安装板；和

芯轴，芯轴一端通过相对设置的轴承安装于壳体的本体，另一端暴露于本体外，以锥形花键与转向臂相连；

其中，芯轴的端部和侧面设置有润滑脂流通油道；轴承包括与壳体接触的外环和位于外环与芯轴之间的滚针，以及位于芯轴凸台或垫圈与轴承外环之间的滚珠。

进一步地，轴承的外环设置有滚珠安装槽和滚针安装槽；

外环的外壁面与滚针安装槽之间开设有充油孔。

进一步地，轴承还包括顶环；

顶环通过固定套环将滚珠安装于滚珠安装槽。

进一步地，轴承包括靠近芯轴的一端的第一轴承和靠近芯轴的另一端的第二轴承；

第一轴承一端搭接于壳体的内部的第一台阶面；

芯轴的一端通过六角开口螺母搭接于第一轴承的另一端。

进一步地，芯轴的一端沿轴向开设有第一通道，沿径向开设有第二通道，第一通道和第二通道相连通，第二通道的开口与第一轴承的滚针相邻。

进一步地，第二轴承抵接于壳体内部的第二台阶面；

壳体的开口端与第二轴承之间设置有油封环。

进一步地，壳体的本体包括直筒部和盖帽，直筒部与盖帽螺纹连接。

进一步地，壳体的直筒部的侧壁面上部开设有润滑脂嘴安装孔，所述润滑脂嘴安装孔安装有润滑脂嘴，可为直通型、直角型或45度角型。下部开设有观察孔，所述观察孔安装有螺塞。

进一步地，壳体的安装板开设有用以将壳体安装于车身的螺栓安装孔。

进一步地，芯轴的另一端包括用以与转向臂相连接的锥形花键段和安装六角开口螺母的螺纹段。

进一步地，螺纹段开设有用于安装开口销的开口销安装孔。

本申请的实施例还提供了一种汽车悬架，该汽车悬架的转向臂通过上述的转向臂托架安装于车身。

本申请的实施例还提供了一种汽车，该汽车的转向臂通过上述的转向臂托架安装于车身。

由以上技术方案可知，本发明中转向臂托架的芯轴安装于壳体，芯轴与壳体之间通过轴承相连，实现转向臂的转动；该轴承采用滚珠和滚针相配合的方式，即该轴承同时具备了推力球轴承和滚针轴承的优点，在承受很高径向负荷的同时承受一定的轴向负荷，因而使芯轴具有较小的旋转阻力，较高的轴向稳定性，且寿命长久、可靠性强。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为本发明实施例的转向臂托架示意图。

图2为本发明实施例的转向臂托架立体剖面图。

图3为本发明实施例的转向臂托架俯视图。

图4为本发明实施例的转向臂托架半剖面图。

图5为本发明实施例的轴承示意图。

图6为本发明实施例的芯轴示意图。

图7为本发明实施例的汽车悬架示意图。

其中：

1-转向臂托架；

11-壳体、111-本体、111a-直筒部、111b-盖帽、111c-螺母、112-安装板、112a-螺栓安装孔、112b-加强部、113-第一台阶面、114-润滑脂嘴安装孔、115-第二台阶面、116-观察孔；

12-芯轴、121-第一通道、122-第二通道、123-锥形花键段、124-螺纹段、125-第一轴承安装段、126-过渡段、127-第二轴承安装段、128-凸台段；

13-轴承、13a-第一轴承、13b-第二轴承、131-外环、132-滚珠、133-滚针、134-滚珠安装槽、135-滚针安装槽、136-充油孔、137-顶环、138-固定套环；

14-六角开口螺母、15-润滑脂嘴、16-油封环、17-开口销、18-弹簧垫圈、19-垫块；

2-转向臂。

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。

为了解决现有技术中对的转向臂托架润滑不好、易磨损、转动阻力较大的技术问题，如图1-4所示，本发明的实施例提供了一种转向臂托架1，该转向臂托架1包括：

壳体11，壳体11包括中空的本体111和沿本体111的外壁面切线延伸的安装板112；和

芯轴12，芯轴12一端通过相对设置的轴承13安装于壳体11的本体111，另一端暴露于本体111外，以锥形花键与转向臂2相连；

其中，芯轴12的端部和侧面设置有润滑脂流通油道；轴承13包括与壳体11接触的外环131和位于外环131与芯轴12之间的滚珠滚针133，以及位于芯轴凸台或垫圈与轴承外环之间的滚珠。

该转向臂托架1的壳体11的安装板112与车身相连，芯轴12一端安装于壳体11，另一端暴露于壳体11外，并与转向臂2相连，实现将转向臂2安装于车身；而安装板112与本体111一体，相对于车身固定，也就是壳体11位置是固定的，不能相对于车身转动，而为了实现转向臂2的相对于车身的转动，芯轴12通过轴承13安装于壳体11，壳体11位置固定，芯轴12可通过轴承13相对壳体11具有沿自身轴线转动的旋转自由度，因而转向臂2可实现转动；该轴承13并不是单一的某种轴承，而是包括外环1331和位于外环131与芯轴12之间的滚珠132和滚针133，芯轴12直接与滚珠132和滚针133接触，省去了轴承内环，减少了芯轴12与轴承内环之间的摩擦力，减少芯轴12与轴承13的摩擦，并且省去内环后可减少轴承13的径向尺寸，同时减小壳体11的径向尺寸，即减小壳体11的体积，节省车身内部空间；并且该轴承13同时包含滚珠132和滚针133，在承受很高径向负荷的同时承受一定的轴向负荷，提高该芯轴12的承载能力，降低了使用磨损，避免芯轴12在使用过程中断裂，并且芯轴12的端部和侧面设置有润滑脂流通油道，能够对轴承13进行润滑，使得转向臂2转动过程中阻力小。

现有的转向臂托架与转向臂之间形成摩擦副，对转向臂的生产工艺要求高，并且该摩擦副的润滑不好，造成转向臂和托架均磨损严重，导致托架容易扭断。本申请中芯轴12安装于壳体11，芯轴12与壳体11之间通过轴承13相连，实现转向臂2的转动；该轴承13采用滚珠132和滚针133相配合的方式，即该轴承13同时具备了推力球轴承和滚针轴承的优点，在承受很高径向负荷的同时承受一定的轴向负荷，因而可以提高该芯轴12的承载能力，避免芯轴12在使用过程中断裂，并且轴承13使用时便于润滑。

图5为本发明实施例的轴承13结构示意图。轴承13的外环131设置有滚珠安装槽134和滚针安装槽135，滚珠132安装于该滚珠安装槽134，滚针133安装于该滚针安装槽135，也就是将滚珠132和滚针133同时集合于同一个轴承，该轴承具备推力球轴承和滚针轴承的优点，在承受很高径向负荷的同时承受较高的轴向负荷，提高了该转向臂托架1的承重能力，避免芯轴12使用时断裂；外环134的外壁面与滚针安装槽135之间开设有充油孔136，该充油孔136实现对滚针133的润滑，减少滚针133与芯轴12之间的摩擦力，使得转向臂2的转动更加灵活。并且优选地，该滚针133凸出于该滚针安装槽135，使得滚针133与芯轴12直接接触，避免外环131与芯轴12接触，减少芯轴12所受到的摩擦力。

轴承13还包括顶环137；顶环137通过固定套环138将滚珠132安装于滚珠安装槽134。具体而言，顶环137将滚珠132压入滚珠安装槽134，为了防止使用时顶环137脱落，使用固定套环138将顶环137与轴承13的外环131固定，固定套环138与外环131固定为一体，因而顶环137不会脱落。

该轴承13使用时为成对相对设置，因而轴承13包括靠近芯轴12的一端的第一轴承13a和靠近芯轴12的另一端的第二轴承13b；

第一轴承13a一端搭接于壳体1的内部的第一台阶面113，第一台阶面113为第一轴承13a提供支撑面，也就是第一台阶面113对第一轴承13a进行支撑；

芯轴12的一端通过六角开口螺母14搭接于第一轴承13a的另一端，六角开口螺母14安装于芯轴12的一端的螺纹段124，六角开口螺母14搭接于第一轴承13a，进而将芯轴12搭接于第一轴承13a，也就是对芯轴12进行轴向定位。该处第一轴承13a一方面实现与芯轴12的接触，并为芯轴12的转动提供相对接触面，另一方面，第一轴承13a为芯轴12提供轴向支撑，实现芯轴12的安装。可选地，六角开口螺母14与第一轴承13a之间设置有垫块19，该垫块19增加六角开口螺母14与第一轴承13a的相对接触面积，使得六角开口螺母不会直接与第一轴承13a接触，减小第一轴承13a的压力，提高第一轴承13a的使用寿命。

芯轴12的一端沿轴向开设有第一通道121，沿径向开设有第二通道122，第一通道121和第二通道122相连通，第二通道122的开口与第一轴承13a的滚针133相邻。壳体11内部的空腔可作为润滑脂存储空间，该空间内储存油脂，油脂通过第一通道121进入第二通道122，由于第二通道122与滚针133相邻，因而当芯轴12转动过程中，油脂通过第一通道121和第二通道122进入芯轴12与滚针133之间，实现对滚针133的润滑，提高滚针133的润滑度，减少滚针133与芯轴12之间的摩擦力，并且该润滑脂脂可通过充油孔136进入轴承13与壳体11之间的间隙，进而进入滚珠132与外环131之间，实现对滚珠132的润滑，提高整个转向臂托架1的润滑性能。

与第一轴承13a结构类似，第二轴承13b抵接于壳体1内部的第二台阶面115，第二台阶面115对第二轴承13b进行定位，防止第二轴承13b沿芯轴12的轴向窜动；壳体11的开口端与第二轴承13b之间设置有油封环16，密封环16对壳体11的空腔进行密封，防止壳体11的空腔内的润滑脂脂泄露，并且该第二轴承13b抵接于芯轴12，通过芯轴12实现对第二轴承13b的位置固定，防止第二轴承13b从壳体1中脱出，并且第二轴承13b同时与油封环16相抵接，通过油封环16对第二轴承13b密封。

在一个示例中，壳体11的本体111包括直筒部111a和盖帽111b，直筒部111a与盖帽111b螺纹连接。可以理解的是，轴承13和芯轴12安装时需要从壳体11的上部安装，并且安装完成后需要密封，防止灰尘等异物进入，因而壳体11的上部设置盖帽111b，该盖帽111b盖设于直筒部111a，并且盖帽111b与直筒部111a螺纹连接，便于拆卸，方便对轴承13的维护和更换。可选地，盖帽111b顶部焊接固定有螺母111c，该螺母111c用于盖帽111b拆卸时使用，便于使用螺母扳手拧动。

在上述示例中，进一步地，壳体11的直筒部111a的侧壁面上部开设有润滑脂嘴安装孔114，润滑脂嘴安装孔114安装有润滑脂嘴15，可为直通型、直角型或45度角型。下部开设有观察孔116，观察孔116安装有螺塞。壳体11内的轴承13需要润滑脂进行润滑，而对车辆维修的时候，仅需要将螺塞拆下，从观察孔116即可观察到壳体11内部的润滑脂量，根据内部的润滑脂量可进一步考虑是否需要添加润滑脂，当需要向壳体11内部注润滑脂时，仅需要通过润滑脂嘴15向壳体11内部注入即可，这时候并不需要将盖帽111b从直筒部111a拆卸下来，且润滑脂孔位于侧面，便于工人的操作空间，节省操作时间和维修人员的工作量，并且当车辆正常使用时仅需要使用螺塞将该观察孔116堵死即可。

壳体11的安装板112开设有用以将壳体11安装于车身的螺栓安装孔112a，壳体11通过安装板112的螺栓安装孔112a安装于车身，该螺栓安装孔112a用于安装螺栓，通过螺栓实现壳体11与车身的可拆卸连接。优选地，该螺栓安装孔112a为阶梯孔，提供螺栓安装面，减少螺栓安装所占用的多余体积。

可选地，为了增加安装板112的强度，防止使用过程中安装板112与直筒部111a脱离，在安装板112与直筒部111a之间设置有加强部112b，该加强部112b增加了安装板112与直筒部111a的连接强度。

在一个示例中，芯轴12的另一端包括用以与转向臂2相连接的锥形花键段123和安装六角开口螺母14的螺纹段124。芯轴12用以将转向臂2与壳体11相连，而芯轴12与转向臂2为锥面连接，具体是芯轴12设置有锥形花键段123，而转向臂2开设有与该锥形花键段123相匹配的锥孔,芯轴12的锥形花键段123安装于转向臂2的锥孔，实现转向臂2与芯轴12的连接，而连接完成后为了对转向臂2进一步固定，通过六角开口螺母14安装于芯轴12的螺纹段124，使用六角开口螺母14为转向臂2提供支撑面，即通过螺纹连接的连接力对转向臂2提供支撑力，并且优选地，六角开口螺母14与转向臂2之间设置有弹簧垫圈18，弹簧垫圈18保证了芯轴锥形花键与转向臂2的紧密连接。

进一步地，该螺纹段124开设有用于安装开口销17的开口销安装孔，开口销17对六角开口螺母14起紧固的作用，防止在转向臂2的重力作用下六角开口螺母14松脱，增加该转向臂托架1的使用安全性。

更为具体地，如图6所示，芯轴12包括依次相连的：第一通道121、第二通道122、锥形花键段123、螺纹段124；

螺纹段124，用于安装六角开口螺母14，并且开设有开口销安装孔；

第一轴承安装段125，用于安装第一轴承13a；

过渡段126，起连接作用；

第二轴承安装段127，用于安装第二轴承13b；

凸台段128，提供与第二轴承13b相抵接的抵接面；

锥形花键段123，用于与转向臂2相连；和

螺纹段124，用于安装六角开口螺母14，并且开设有开口销安装孔；

其中，过渡段126的直径小于第一轴承安装段125和第二轴承安装段127的直径，该处提供了润滑脂存储空间，实现对轴承13的润滑。

如图7所示，本申请提供了一种汽车悬架，该汽车悬架的转向臂2通过上述的转向节托架1安装于车身，该转向臂托架1允许转向臂2具有绕自身轴线的转动自由度，并且该转向臂托架1的轴承13为推力球轴承和滚针轴承的组合，在承受很高径向负荷的同时承受一定的轴向负荷，能够有效较小转动阻力和日常磨损，延长寿命，降低日常保养成本。

本申请的实施例还提供一种汽车，该汽车的转向臂2上述的转向臂托架1安装于车身。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。