一种汽车拖车钩连接结构及汽车论文和设计-李落星

全文摘要

本实用新型公开了一种汽车拖车钩连接结构及汽车，汽车拖车钩连接结构包括防撞梁和拖车钩套筒，拖车钩套筒的两端分别为后端和用于与拖车钩连接的前端，防撞梁上设有安装通孔，拖车钩套筒贯穿安装在安装通孔中，拖车钩套筒伸出安装通孔的至少一端连接有加强连接板，各加强连接板与防撞梁连接。汽车包括行走底盘，行走底盘上设有该汽车拖车钩连接结构。本实用新型具有防撞梁不易变形和断裂、可承受牵引力大、结构简单、成本低、结构稳固性好、易于制造装配等优点。

主设计要求

1.一种汽车拖车钩连接结构，包括防撞梁(1)和拖车钩套筒(2)，所述拖车钩套筒(2)的两端分别为后端和用于与拖车钩连接的前端，其特征在于：所述防撞梁(1)上设有安装通孔(11)，所述拖车钩套筒(2)贯穿安装在所述安装通孔(11)中，所述拖车钩套筒(2)伸出安装通孔(11)的至少一端连接有加强连接板(21)，各加强连接板(21)与防撞梁(1)连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的汽车拖车钩连接结构，其特征在于：所述加强连接板(21)中间设有通孔，所述拖车钩套筒(2)穿设在加强连接板(21)的通孔中并与加强连接板(21)焊接，所述加强连接板(21)通过多个第一紧固件与防撞梁(1)连接，多个所述第一紧固件环绕拖车钩套筒(2)均匀间隔布置。

3.根据权利要求1所述的汽车拖车钩连接结构，其特征在于：所述拖车钩套筒(2)的中部设有抵挡部(22)，所述防撞梁(1)内部具有与抵挡部(22)接触并阻止拖车钩套筒(2)相对于防撞梁(1)沿拖车钩套筒(2)后端到前端的方向移动的阻挡结构。

4.根据权利要求3所述的汽车拖车钩连接结构，其特征在于：所述抵挡部(22)为设于拖车钩套筒(2)上的轴肩，所述轴肩与所述防撞梁(1)的阻挡结构面接触，且轴肩与所述防撞梁(1)的阻挡结构的接触面为环型面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的汽车拖车钩连接结构，其特征在于：所述防撞梁(1)上以可拆卸方式连接有一吸能盒(3)，所述拖车钩套筒(2)通过一个以上第二紧固件(101)与所述吸能盒(3)连接。

6.根据权利要求5所述的汽车拖车钩连接结构，其特征在于：所述吸能盒(3)通过一个以上第三紧固件(102)与防撞梁(1)连接，所述吸能盒(3)具有两个间隔布置的连接板部(31)，所述防撞梁(1)插设在两个连接板部(31)之间，所述第三紧固件(102)贯穿防撞梁(1)和两个连接板部(31)并将防撞梁(1)和两个连接板部(31)连接紧固；所述拖车钩套筒(2)位于两个连接板部(31)之间，至少一个第三紧固件(102)还贯穿所述拖车钩套筒(2)。

7.根据权利要求5所述的汽车拖车钩连接结构，其特征在于：所述吸能盒(3)具有一个以上抵接部(32)，所述抵接部(32)与防撞梁(1)相抵并阻止吸能盒(3)相对于防撞梁(1)沿拖车钩套筒(2)后端到前端的方向移动。

8.根据权利要求5所述的汽车拖车钩连接结构，其特征在于：每个第三紧固件(102)外部套设有一个用于防止紧固时防撞梁(1)变形的支撑套筒(103)，各连接板部(31)对应每个支撑套筒(103)均设有连接孔(311)，各支撑套筒(103)以过盈配合方式安装在两个连接板部(31)的连接孔(311)中。

9.根据权利要求5所述的汽车拖车钩连接结构，其特征在于：所述吸能盒(3)包括壳体(33)和底板(34)，所述壳体(33)具有一端开口的内腔，所述底板(34)连接于壳体(33)的开口端；所述底板(34)上设有带定位槽(36)的加强定位筋(35)，所述壳体(33)插设于所述定位槽(36)中；所述底板(34)上还设有一条以上连接加强筋(37)，所述连接加强筋(37)与壳体(33)焊接；所述壳体(33)的内腔底部设有紧固件安装孔(331)，所述第二紧固件(101)穿过所述紧固件安装孔(331)连接紧固所述壳体(33)和拖车钩套筒(2)，所述底板(34)上设有供工具穿过拆装所述第二紧固件(101)的工具孔(341)。

10.一种汽车，包括行走底盘，其特征在于：所述行走底盘设有权利要求1至9中任一项所述的汽车拖车钩连接结构。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及交通工具技术领域，具体涉及一种汽车拖车钩连接结构及汽车。

背景技术

汽车作为人们日常生活和工作中的重要交通工具，在发生故障无法继续前进时，一般会通过其他车辆拖拽的方式将车辆送入修理厂，尤其是在偏远地区发生故障，无法利用救援拖车，所以最佳的处理方式是拖拽。拖拽所需拖车钩与防撞梁上的套筒相连，现有拖车钩套筒均是等半径圆筒结构，此类拖车钩套筒与防撞梁内外轮廓面采用保护焊连接，在使用时，整个套筒部分的应力分布不均，局部应力过高。一旦发生失效断裂，汽车将无法拖拽，且后期维修需要更换整个防撞梁，成本大。此外，随着汽车轻量化的需求，铝合金防撞梁日益普及，传统铝制防撞梁的拖车钩套筒形式，与钢制防撞梁对比，强度较弱，难以满足拖车钩的使用工况，容易发生塑性变形或者失效的情况。所以，设计一种质量轻，强度高且便于更换的拖车钩套筒连接结构是解决这一问题的主要途径。

经对现有技术的文献检索发现有以下相关专利：

一种适用于M1车辆的拖车钩(专利号：2012102600345，名称：拖车钩)，该方法通过使拖车钩的固定端从外螺纹退刀槽的位置转移到过渡区，从而降低外螺纹退刀槽处的弯曲应力及剪应力，避免了外螺纹退刀槽处产生塑性变形或断裂，已解决拖车钩变形与断裂问题。

一种拖车钩(专利号：2017215797190，名称：拖车钩)，该方法通过指定第一杆体及第二杆体之间的直径比，使拖车钩的杆体部分不再是等直径的杆体，使受力较小的部分直径较小，这样的设置方式使拖车钩的整体重量降低，满足轻量化发展的目的。

一种拖车钩(专利号：2014200690479，名称：拖车钩)，该方法通过钩部相对基部的另一端朝远离基部的方向延伸形成限位部，限位部的曲率半径小于钩部任意部分的曲率半径，其内侧形成用于嵌设挂钩的凹槽，增大与挂钩的接触面，避免受力不均匀，以保证其结构稳定性及强度。

由上可知，目前汽车的牵引装置结构探究主要集中在拖车钩主体以及拖车钩与套筒的匹配结构优化设计，对于拖车钩套筒与白车身的连接强度关注不多。2016年我国正式实施了法规GB32087-2015，即《轻型汽车牵引装置》，其对汽车牵引装置既有强度方面的要求，也有整车碰撞性能方面的要求。因此，处于防撞梁及吸能盒中的拖车钩套筒连接结构设计显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种防撞梁不易变形和断裂、可承受牵引力大、结构简单、成本低、结构稳固性好、易于制造装配的汽车拖车钩连接结构，还相应提供一种具有该汽车拖车钩连接结构的汽车。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种汽车拖车钩连接结构，包括防撞梁和拖车钩套筒，所述拖车钩套筒的两端分别为后端和用于与拖车钩连接的前端，所述防撞梁上设有安装通孔，所述拖车钩套筒贯穿安装在所述安装通孔中，所述拖车钩套筒伸出安装通孔的至少一端连接有加强连接板，各加强连接板与防撞梁连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述加强连接板中间设有通孔，所述拖车钩套筒穿设在加强连接板的通孔中并与加强连接板焊接，所述加强连接板通过多个第一紧固件与防撞梁连接，多个所述第一紧固件环绕拖车钩套筒均匀间隔布置。

所述拖车钩套筒的中部设有抵挡部，所述防撞梁内部具有与抵挡部接触并阻止拖车钩套筒相对于防撞梁沿拖车钩套筒后端到前端的方向移动的阻挡结构。

所述抵挡部为设于拖车钩套筒上的轴肩，所述轴肩与所述防撞梁的阻挡结构面接触，且轴肩与所述防撞梁的阻挡结构的接触面为环型面。

所述防撞梁上以可拆卸方式连接有一吸能盒，所述拖车钩套筒通过一个以上第二紧固件与所述吸能盒连接。

所述吸能盒通过一个以上第三紧固件与防撞梁连接，所述吸能盒具有两个间隔布置的连接板部，所述防撞梁插设在两个连接板部之间，所述第三紧固件贯穿防撞梁和两个连接板部并将防撞梁和两个连接板部连接紧固；所述拖车钩套筒位于两个连接板部之间，至少一个第三紧固件还贯穿所述拖车钩套筒。

所述吸能盒具有一个以上抵接部，所述抵接部与防撞梁相抵并阻止吸能盒相对于防撞梁沿拖车钩套筒后端到前端的方向移动。

每个第三紧固件外部套设有一个用于防止紧固时防撞梁变形的支撑套筒，各连接板部对应每个支撑套筒均设有连接孔，各支撑套筒以过盈配合方式安装在两个连接板部的连接孔中。

所述吸能盒包括壳体和底板，所述壳体具有一端开口的内腔，所述底板连接于壳体的开口端；所述底板上设有带定位槽的加强定位筋，所述壳体插设于所述定位槽中；所述底板上还设有一条以上连接加强筋，所述连接加强筋与壳体焊接；所述壳体的内腔底部设有紧固件安装孔，所述第二紧固件穿过所述紧固件安装孔连接紧固所述壳体和拖车钩套筒，所述底板上设有供工具穿过拆装所述第二紧固件的工具孔。

一种汽车，包括行走底盘，所述行走底盘设有上述的汽车拖车钩连接结构。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的汽车拖车钩连接结构中，拖车钩套筒通过加强连接板与防撞梁连接，牵引时拖车钩套筒所受的力通过加强连接板均匀传到至防撞梁，改善了防撞梁的受力情况，可避免防撞梁局部应力过高而产生变形和断裂的风险；同时还能够提高牵引强度，使防撞梁能够承受更大的牵引力，降低了对防撞梁的材质等性能要求；此外，拖车钩套筒贯穿安装在防撞梁的安装通孔中，其安装方便、结构稳固性好。该汽车拖车钩连接结构还具有结构简单、成本低、易于制造装配的优点。本实用新型的汽车拖车钩连接结构尤其适用于铝合金等易变形材质的防撞梁。

本实用新型的汽车由于采用了本实用新型的汽车拖车钩连接结构，同样具备该汽车拖车钩连接结构所具备的优点。

附图说明

图1为汽车拖车钩连接结构的立体结构示意图。

图2为拖车钩套筒与防撞梁连接位置处的剖视结构示意图。

图3为拖车钩套筒与吸能盒连接的立体结构示意图。

图4为拖车钩套筒的立体结构示意图。

图5为拖车钩套筒的剖视结构示意图。

图6为吸能盒的壳体的立体结构示意图。

图7为吸能盒的底板的立体结构示意图。

图8为传统汽车拖车钩连接结构中拖车钩套筒的应力分布图。

图9为传统汽车拖车钩连接结构中防撞梁的应力分布图。

图10为本实用新型汽车拖车钩连接结构中拖车钩套筒的应力分布图。

图11为本实用新型汽车拖车钩连接结构中防撞梁的应力分布图。

图例说明：

1、防撞梁；11、安装通孔；2、拖车钩套筒；21、加强连接板；22、抵挡部；23、前端螺纹孔；24、后端螺纹孔；25、贯通孔；3、吸能盒；31、连接板部；311、连接孔；32、抵接部；33、壳体；331、紧固件安装孔；34、底板；341、工具孔；35、加强定位筋；36、定位槽；37、连接加强筋；101、第二紧固件；102、第三紧固件；103、支撑套筒。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1至图3所示，本实施例的汽车拖车钩连接结构，包括防撞梁1和拖车钩套筒2，拖车钩套筒2的两端分别为后端和用于与拖车钩连接的前端，防撞梁1上设有安装通孔11，拖车钩套筒2贯穿安装在安装通孔11中，拖车钩套筒2伸出安装通孔11的前端和后端均连接有加强连接板21，各加强连接板21与防撞梁1连接。该汽车拖车钩连接结构中，拖车钩套筒2通过加强连接板21与防撞梁1连接，牵引时拖车钩套筒2所受的力通过加强连接板21均匀传到至防撞梁1，改善了防撞梁1的受力情况，可避免防撞梁1局部应力过高而产生变形和断裂的风险；同时还能够提高牵引强度，使防撞梁1能够承受更大的牵引力，降低了对防撞梁1的材质等性能要求；此外，拖车钩套筒2贯穿安装在防撞梁1的安装通孔11中，其安装方便、结构稳固性好。该汽车拖车钩连接结构还具有结构简单、成本低、易于制造装配的优点。

本实施例的拖车钩套筒2伸出安装通孔11的前端和后端均连接有加强连接板21，将拖车钩套筒2所受的力传到防撞梁1的前后侧壁。在其他实施例中，也可仅在拖车钩套筒2伸出安装通孔11的前端或者后端连接有加强连接板21。

本实施例中，加强连接板21中间设有通孔，拖车钩套筒2穿设在加强连接板21的通孔中并与加强连接板21焊接，加强连接板21通过多个第一紧固件(图中未示)与防撞梁1连接，多个第一紧固件环绕拖车钩套筒2均匀间隔布置。拖车钩套筒2穿设在加强连接板21的通孔中并与加强连接板21焊接，拖车钩套筒2与加强连接板21的连接强度高、受力性能好，同时加强连接板21通过多个第一紧固件与防撞梁1连接，且多个第一紧固件环绕拖车钩套筒2均匀间隔布置，加强连接板21与防撞梁1的连接强度高、受力性能好，从而保证防撞梁1的整体连接强度高和受力性能。优选的，拖车钩套筒2与加强连接板21通过保护焊焊接，第一紧固件采用铆钉。当然，在其他实施例中第一紧固件还可采用螺钉、螺栓等连接方式。

优选的，加强连接板21与防撞梁1的外轮廓面相仿，两者紧密贴合。

本实施例中，拖车钩套筒2的中部设有抵挡部22，防撞梁1内部具有与抵挡部22接触的阻挡结构，阻挡结构与抵挡部22配合阻止拖车钩套筒2相对于防撞梁1沿拖车钩套筒2后端到前端的方向移动。这样能够改善防撞梁1前后壁的受力情况，进一步提高连接强度高和受力性能，使拖车钩套筒2能承受更大的牵引力而不会导致防撞梁1变形和损坏。

优选的，抵挡部22为设于拖车钩套筒2上的轴肩，轴肩与防撞梁1的阻挡结构面接触，且轴肩与防撞梁1的阻挡结构的接触面为环型面。在拖车钩套筒2上设置轴肩形成抵挡部22，其制造容易、成本低，且对拖车钩套筒2的强度影响小、受力性能好，同时轴肩与防撞梁1的接触面为环型面，使拖车钩套筒2与防撞梁1之间传力更加均匀稳定。上述防撞梁1的阻挡结构通过将安装通孔11设置成台阶孔即可。

本实施例的防撞梁1具体为田字形断面防撞梁1，田字形断面防撞梁1的中间壁与抵挡部22接触阻挡拖车钩套筒2。

本实施例中，防撞梁1上以可拆卸方式连接有一吸能盒3，拖车钩套筒2通过一个以上第二紧固件101与吸能盒3连接。拖车钩套筒2所受的力能通过吸能盒3传递至防撞梁1的其他部位(加强连接板21与防撞梁1连接处以外的部位)，增加了防撞梁1的受力点，能够进一步改善防撞梁1的受力情况。

本实施例中，如图2、图3和图6所示，吸能盒3通过一个以上第三紧固件102与防撞梁1连接，吸能盒3具有两个间隔布置的连接板部31，防撞梁1插设在两个连接板部31之间，第三紧固件102贯穿防撞梁1和两个连接板部31并将防撞梁1和两个连接板部31连接紧固，其结构紧凑性好、连接强度高；拖车钩套筒2位于两个连接板部31之间，至少一个第三紧固件102还贯穿拖车钩套筒2，能够进一步提高连接强度和受力情况。优选的，连接板部31还设有容纳第三紧固件102端部的凹槽，使第三紧固件102的两个端部容置在凹槽中，利于提高结构紧凑性。

本实施例中，吸能盒3具有一个以上抵接部32，抵接部32与防撞梁1相抵并阻止吸能盒3相对于防撞梁1沿拖车钩套筒2后端到前端的方向移动。吸能盒3通过抵接部32将力传递至防撞梁1，增加了吸能盒3对防撞梁1的施力点，能够改善防撞梁1的受力情况。

本实施例中，每个第三紧固件102外部套设有一个用于防止紧固时防撞梁1变形的支撑套筒103，各连接板部31对应每个支撑套筒103均设有连接孔311，各支撑套筒103以过盈配合方式安装在两个连接板部31的连接孔311中，方便支撑套筒103的装配。上述支撑套筒103的长度与防撞梁1在第三紧固件102紧固方向上的厚度一致，在第三紧固件102紧固时可防止防撞梁1变形。

本实施例中，如图3、图6和图7所示，吸能盒3包括壳体33和底板34，壳体33具有一端开口的内腔，底板34连接于壳体33的开口端，其结构简单紧凑、重量轻、成本低。底板34上设有加强定位筋35，加强定位筋35设有定位槽36，壳体33插设于定位槽36中，便于装配定位以及提高壳体33与底板34连接强度和稳固性。底板34上还设有连接加强筋37，连接加强筋37与壳体33焊接，能够提高底板34与壳体33的连接强度，优选的，底板34上的连接加强筋37为环绕壳体33的环型筋。壳体33的内腔底部设有紧固件安装孔331，第二紧固件101穿过紧固件安装孔331连接紧固壳体33和拖车钩套筒2。上述第二紧固件101采用螺钉。如图4和图5所示，本实施例的拖车钩套筒2的前端设有用于连接拖车钩的前端螺纹孔23，后端设有用于与第二紧固件101配合连接的后端螺纹孔24，中部设有用于供第三紧固件102穿过的贯通孔25。底板34上设有供工具穿过拆装第二紧固件101的工具孔341，以便于拆装第二紧固件101。

优选的，上述壳体33采用筒体结构和加强底板组合而成，加强底板通过保护焊焊接与筒体结构一端的内壁焊接，拖车钩套筒2通过第二紧固件101与加强底板连接，将筒体结构一端的一对对侧边翻折成翻边结构作为抵接部32，另一对对侧边作为两个连接板部31。该壳体33具有易于制造、成本低、结构强度高的优点。

本实施例的汽车拖车钩连接结构中拖车钩套筒2与防撞梁1、拖车钩套筒2与吸能盒3、吸能盒3与防撞梁1之间均通过可拆卸的紧固件连接方式相连，在拖车钩套筒2被拉断和失效后，可单独更换拖车钩套筒2，能够大大降低成本。

一种汽车，包括行走底盘，行走底盘设有本实施例的汽车拖车钩连接结构。

将本实施例的汽车拖车钩连接结构应用于某田字形防撞横梁总成中，根据国标GB32087-2015《轻型汽车牵引装置》，在载荷方向上5度的工况中进行静载荷拉伸仿真，其中，拖车钩套筒2的材料为6063铝合金，直径为30mm，长度为88mm；防撞梁1的材料为7003铝合金，壁厚为1.8mm；加强连接板21材料为6063铝合金，壁厚为1.8mm；吸能盒3的材料为6063铝合金，壁厚为2.8mm；整车质量为1500kg，应能承受的最小静载荷F＝mg\/2＝1500×9.8\/2＝7.35KN。对比采用传统汽车拖车钩连接结构的相同田字形防撞横梁总成，加载牵引力时，发现传统汽车拖车钩连接结构中拖车钩连接套筒的应力集中于与防撞横梁连接的焊缝处，最大拉伸应力为0.2726GPa(参见图8)；防撞横梁的应力集中于拖车钩连接套筒的安装孔周围，最大应力为0.4458GPa，且发生了明显的塑性变形(参见图9；而本实施例的拖车钩套筒2应力分布于抵挡部22、贯通孔25、后端螺纹孔24及加强连接板21，其承受的最大应力分别为0.1867GPa、0.20GPa、0.1608GPa、0.1287GPa(参见图10)；防撞梁1应力分布于安装通孔11周围以及加强连接板21覆盖区域，其承受的最大应力分别为0.3138GPa、0.1578GPa，小于7003T6态铝合金的屈服强度，没有发生明显的塑性变形(参见图11)，由此可见，本实施例的防撞梁1的受力情况得到了极大的改善，有效防止了局部应力过高产生塑性变形，显著提升了汽车的牵引强度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。

设计图

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