專利名稱：十字形對接結構用加強板和具有該加強板的車架的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及摩托車車架技術領域，具體是一種摩托車車架中對接處受較大彎 曲應力的非對稱/對稱十字形對接結構用的加強板。
背景技術：
由于摩托車技術含量低，國內外市場競爭越來越激烈。摩托車生產企業(yè)都想方設 法降低產品成本(在滿足使用性能的前提下)。為了減輕整車重量、降低成本，80CC以下 的彎梁車、踏板車大多選用圓管材料、下彎式單主梁管車架。這種車架結構和制造工藝簡 單、用料少、成本低，但是車架在主彎管和橫管對接處受較大彎曲應力，造成車架從此處斷 裂。為解決這個問題，99%以上的摩托車企業(yè)就被迫放棄了這種結構的車架，有的改為加 長左右彎管，再增加一根橫管，還在加長的左右彎管上增加加強板，車架重量增加了 2-3公 斤，提高了車架成本，承載能力提高1. 5倍；有的在主彎管和橫管之間加了兩根6mm厚、30mm 寬、320mm長板，這種結構使車架重量增加1公斤左右，承載能力僅提高1倍左右；有的將主 梁管換成了方管，再加一般加強板，承載能力約提高1.5倍。為了提高車架的性價比，設計 了本專利，經過振動疲勞試驗驗證，使用專利后，上述單主梁管車架，其抗彎能力最強，振動 疲勞時間比上述各結構的車架至少多了 2. 2倍。
實用新型內容為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺點，本實用新型的目的在于提供一種十字形對接 結構用加強板，它加強效果好且有利于保持較低的車架自重條件下提高車架承載能力。該 加強板的整體結構為與所述對接結構相適應的非對稱/對稱十字形，該加強板包括與車架的主管對應的第一部分，其橫截面為一方槽，該方槽由兩側翻邊、中間連接 平板構成，且兩側翻邊均與中間連接平板呈直角相連；兩側翻邊之間的垂直距離與所述主 管的外徑相當，兩側翻邊的寬度與所述主管的半徑相當；與車架的橫管對應的第二部分，其橫截面也為一方槽，該方槽也由兩側翻邊、中間 連接平板構成，且兩側翻邊均與中間連接平板呈直角相連；兩側翻邊之間的垂直距離與所 述橫管的外徑相當，兩側翻邊的寬度與所述橫管的半徑相當；與車架的搖臂限位管對應的第三部分，其截面是由兩側翻邊、中間連接弧形板構 成的半圓型槽，半圓型槽的內徑與所述搖臂限位管的外徑相當；所述第一部分的兩側翻邊與第二部分的一側翻邊之間分別通過斜板倒角過渡連 接，所述斜板與第一部分的中間連接平板、第二部分的中間連接平板垂直相連；所述第二部 分的另一側翻邊與所述第三部分的兩側翻邊圓弧板過渡連接。進一步的該加強板中，所述第一部分的兩側翻邊的高度等于所述主管半徑士 1mm。該加強板中，所述第二部分的兩側翻邊的高度等于所述橫管半徑士 1mm。該加強板中，所述第一部分的中間連接平板上沿所述主管軸向設有塞焊用長孔，所述第二部分的中間連接平板沿所述橫管軸向也設有塞焊用長孔。該加強板中，所述斜邊的翻折寬度小于第一部分的兩側翻邊、第二部分的兩側翻 邊的寬度。本實用新型還提供一種具有該加強板的車架，包括主管、橫管、搖臂限位管，且所 述主管、橫管、搖臂限位管構成非對稱/對稱十字形對接結構，還包括一加強板，該加強板 的整體結構為與所述對接結構相適應的非對稱/對稱十字形，該加強板包括包覆在主管上的第一部分，其橫截面為一方槽，該方槽由兩側翻邊、中間連接平板 構成，且兩側翻邊均與中間連接平板呈直角相連；兩側翻邊之間的垂直距離與所述主管的 外徑相當，兩側翻邊的寬度與所述主管的半徑相當；包覆在橫管上的第二部分，其橫截面也為一方槽，該方槽也由兩側翻邊、中間連接 平板構成，且兩側翻邊均與中間連接平板呈直角相連；兩側翻邊之間的垂直距離與所述橫 管的外徑相當，兩側翻邊的寬度與所述橫管的半徑相當；包覆在搖臂限位管上的第三部分，其截面是由兩側翻邊、中間連接弧形板構成的 半圓型槽，半圓型槽的內徑與所述搖臂限位管的外徑相當；所述第一部分的兩側翻邊與第二部分的一側翻邊之間分別通過斜板倒角過渡連 接，所述斜板與第一部分的中間連接平板、第二部分的中間連接平板垂直相連；所述第二部 分的另一側翻邊與所述第三部分的兩側翻邊圓弧板過渡連接。進一步的該車架，加強板中所述第一部分的兩側翻邊的寬度等于所述主管半徑士 1mm。該車架，加強板中所述第二部分的兩側翻邊的寬度等于所述橫管半徑士 1mm。該車架，加強板中所述第一部分的中間連接平板上沿所述主管軸向設有塞焊用長 孔，所述第二部分的中間連接平板沿所述橫管軸向也設有塞焊用長孔，所述加強板通過兩條長孔與主管、橫管塞焊在一起。該車架，加強板中所述斜邊的翻折寬度小于第一部分的兩側翻邊、第二部分的兩 側翻邊的寬度。本實用新型的有益效果是本實用新型充分分析了摩托車的性價比，認為雖然單 主梁管(圓管)下彎式車架強度低，導致車架斷裂(在主管和橫管對接處)，但是它的結 構簡單、各種加工工藝簡單、成本低，是其它類型的車架不可比擬的。因此本實用新型利用 TRIZ理論的局部質量原理，即A.將物體作用的均勻結構過渡到不均勻的；B.讓物體的不 同部分各具不同功能；C.讓物體的各部分處于完成各自功能的最佳狀態(tài)。對車架進行分 析，找出了車架強度低的問題。再結合材料力學知識和有限元分析找到解決問題的方案。本實用新型大大增加了主管與橫管搭接處的剛度和強度，解決了圓管抗彎能力差 的問題，滿足了小排量車的強度要求，且在保持較低的車架自重條件下提高了車架承載能 力。此外，它結構簡單，加強板成形工藝簡單、焊接工藝簡單、用料少、成本低。通過車架振動疲勞實驗驗證，使用本實用新型的技術方案之前，車架的實驗時間 最長是9. 5小時，使用本實用新型的技術方案后，車架的實驗時間是34. 5小時，約是原來的 3. 7 倍。以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明


圖1為本實用新型中車架的局部結構示意圖，圖2為
圖1的左視圖，圖3為本實用新型中加強板的結構示意圖，圖4為圖3的左視圖，圖5為圖3的俯視圖，圖中1主管，2橫管，3搖臂限位管，4加強板，41第一部分，411翻邊，412中間連接 平板，42第二部分，421翻邊，422中間連接平板，43第三部分，431翻邊，5斜板，6圓弧板，7 長孔，8長孔。hi h2 h具體實施方式
如
圖1、2所示，該車架包括主管1、橫管2、搖臂限位管3，且所述主管1、橫管2、搖 臂限位管3構成一非對稱十字形對接結構，該車架還包括一加強板4。如果沒有加強板4，加一個P方向的力，在主管與橫管搭接處(即圖2中雙點劃線 區(qū)域內)就會產生應力集中，車架易在此區(qū)域斷裂。如圖3、4、5所示，該加強板4的整體結構為與所述對接結構相適應的非對稱十字 形。該加強板4主要包括與車架的主管對應的第一部分41、與車架的橫管對應的第二部分 42、與車架的搖臂限位管對應的第三部分43。第一部分41，其橫截面為一方槽(如圖5所示)，該方槽由兩側翻邊411、中間連接 平板412構成，且兩側翻邊411均與中間連接平板412呈直角相連；兩側翻邊411之間的垂 直距離與主管1的外徑相當，兩側翻邊411的寬度hi等于主管1的半徑士 1mm。第二部分42，其橫截面也為一方槽(如圖4所示)，該方槽由兩側翻邊421、中間連 接平板422構成，且兩側翻邊421均與中間連接平板422呈直角相連。兩側翻邊421之間 的垂直距離與橫管2的外徑相當，兩側翻邊421的寬度h2等于橫管2的半徑士 1mm。車架的主管、橫管承受彎矩大，所以與之對應的加強板的第一部分、第二部分制成 方槽，對兩處進行加強。第三部分43，其截面是由兩側翻邊431、中間連接弧形板構成的半圓型槽(如圖5 所示)，半圓型槽的內徑與搖臂限位管3的外徑相當。搖臂限位管處受力小，所以其對應的 第三部分的橫截面制成半圓型，半圓型即可滿足強度使用要求，所以以成形工藝為主，半圓 型成形工藝簡單。第一部分41的兩側翻邊411與第二部分42的一側翻邊421之間分別通過斜板5 倒角過渡連接(如圖4所示)。斜板5與第一部分的中間連接平板412、第二部分的中間連 接平板422垂直相連。斜板5可提高加強板4的整體剛度和強度。此外，斜邊5的翻折寬 度小于第一部分的兩側翻邊411寬度hi、第二部分的兩側翻邊421的寬度h2，如圖4、5所 示，這樣一是降低了對材料拉伸性能的要求，二是提高了結構的沖壓工藝性。第二部分42的另一側翻邊與第三部分43的兩側翻邊431通過圓弧板6過渡連接。 圓弧板6翻邊小，節(jié)省材料，且滿足強度使用要求下，成形工藝簡單。[0043]該加強板中，第一部分的中間連接平板412上沿主管1軸向設有塞焊用長孔7，第 二部分的中間連接平板422沿橫管2軸向設置了塞焊用長孔8。在制造該車架時，主管、橫 管、搖臂限位管三者焊接完成后，再按
圖1所示位置組裝加強板4，加強板4通過兩條長孔 7、8與主管1、橫管2塞焊在一起，塞焊有利于提高結構的承載能力。除上述實施方式外，如果搖臂限位管2的中心線與主管1的中心線重合，就組成一 個對稱十字形結構，那么加強板4的整體也隨之制成對稱十字形結構即可，其余技術同非 對稱十字形結構的加強板，所以不再贅述。本實用新型的加強板應用于對稱十字形對接結 構效果最好。
權利要求1.十字形對接結構用加強板，其特征是，該加強板的整體結構為與所述對接結構相適 應的非對稱/對稱十字形，該加強板包括與車架的主管對應的第一部分，其橫截面為一方槽，該方槽由兩側翻邊、中間連接平板 構成，且兩側翻邊均與中間連接平板呈直角相連；兩側翻邊之間的垂直距離與所述主管的 外徑相當，兩側翻邊的寬度與所述主管的半徑相當；與車架的橫管對應的第二部分，其橫截面也為一方槽，該方槽也由兩側翻邊、中間連接 平板構成，且兩側翻邊均與中間連接平板呈直角相連；兩側翻邊之間的垂直距離與所述橫 管的外徑相當，兩側翻邊的寬度與所述橫管的半徑相當；與車架的搖臂限位管對應的第三部分，其截面是由兩側翻邊、中間連接弧形板構成的 半圓型槽，半圓型槽的內徑與所述搖臂限位管的外徑相當；所述第一部分的兩側翻邊與第二部分的一側翻邊之間分別通過斜板倒角過渡連接，所 述斜板與第一部分的中間連接平板、第二部分的中間連接平板垂直相連；所述第二部分的 另一側翻邊與所述第三部分的兩側翻邊圓弧板過渡連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的十字形對接結構用加強板，其特征是所述第一部分的兩側 翻邊的寬度等于所述主管半徑士 1mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的十字形對接結構用加強板，其特征是所述第二部分的兩側 翻邊的寬度等于所述橫管半徑士 1mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的十字形對接結構用加強板，其特征是所述第一部分的中間 連接平板上沿所述主管軸向設有塞焊用長孔，所述第二部分的中間連接平板沿所述橫管軸 向也設有塞焊用長孔。
5.根據(jù)權利要求1所述的十字形對接結構用加強板，其特征是所述斜邊的翻折寬度 小于第一部分的兩側翻邊、第二部分的兩側翻邊的寬度。
6.一種車架，包括主管、橫管、搖臂限位管，且所述主管、橫管、搖臂限位管構成非對稱 /對稱十字形對接結構，其特征是還包括一加強板，該加強板的整體結構為與所述對接結 構相適應的非對稱/對稱十字形，該加強板包括包覆在所述主管上的第一部分，其橫截面為一方槽，該方槽由兩側翻邊、中間連接平板 構成，且兩側翻邊均與中間連接平板呈直角相連；兩側翻邊之間的垂直距離與所述主管的 外徑相當，兩側翻邊的寬度與所述主管的半徑相當；包覆在所述橫管上的第二部分，其橫截面也為一方槽，該方槽也由兩側翻邊、中間連接 平板構成，且兩側翻邊均與中間連接平板呈直角相連；兩側翻邊之間的垂直距離與所述橫 管的外徑相當，兩側翻邊的寬度與所述橫管的半徑相當；包覆在所述搖臂限位管上的第三部分，其截面是由兩側翻邊、中間連接弧形板構成的 半圓型槽，半圓型槽的內徑與所述搖臂限位管的外徑相當；所述第一部分的兩側翻邊與第二部分的一側翻邊之間分別通過斜板倒角過渡連接，所 述斜板與第一部分的中間連接平板、第二部分的中間連接平板垂直相連；所述第二部分的 另一側翻邊與所述第三部分的兩側翻邊圓弧板過渡連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的車架，其特征是所述第一部分的兩側翻邊的寬度等于所述 主管半徑士 1mm。
8.根據(jù)權利要求6所述的車架，其特征是所述第二部分的兩側翻邊的寬度等于所述橫管半徑士 1mm。
9.根據(jù)權利要求6所述的車架，其特征是所述第一部分的中間連接平板上沿所述主 管軸向設有塞焊用長孔，所述第二部分的中間連接平板沿所述橫管軸向也設有塞焊用長 孔；所述加強板通過兩條長孔與主管、橫管塞焊在一起。
10.根據(jù)權利要求6所述的車架，其特征是所述斜邊的翻折寬度小于第一部分的兩側 翻邊、第二部分的兩側翻邊的寬度。
專利摘要十字形對接結構用加強板和具有該加強板的車架，其加強板包括與車架的主管對應的第一部分、與車架的橫管對應的第二部分、與車架的搖臂限位管對應的第三部分；三部分構成與主管、橫管、搖臂限位管對應的非對稱/對稱十字形結構；第一部分、第二部分的橫截面為方槽，第三部分的橫截面為半圓型。第一部分的兩側翻邊與第二部分的一側翻邊之間分別通過斜板倒角過渡連接，第二部分的另一側翻邊與所述第三部分的兩側翻邊圓弧板過渡連接。它大大增加了主管與橫管搭接處的剛度和強度，解決了圓管抗彎能力差的問題，此外，它結構簡單，加強板成形工藝簡單、焊接工藝簡單、用料少、成本低。
文檔編號F16B7/00GK201827185SQ201020589008
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月3日 優(yōu)先權日2010年11月3日
發(fā)明者代舉秀, 馮延勇, 劉海波, 張曉青, 蘇秀華, 譚日春 申請人:濟南輕騎摩托車股份有限公司