一种拳头部加强的转向前轴技术领域
本发明涉及一种转向前轴设施，尤其涉及一种拳头部加强的转向前轴，具体适用
于提高转向前轴拳头部的机械强度。
背景技术
目前，在重载汽车领域特别是工程车领域，转向前轴拳头部与转向节通过主销相
联，转向节随车轮左右转动，限制了转向前轴拳头部的外形尺寸，所以，现有转向前轴拳头
部的横截面一般为圆形，导致转向前轴拳头部的壁厚较小，强度较低，当整车载荷大或路况
复杂时，转向前轴需要承载很大的负荷，此时，随着路况变化，前轴载荷会发生很大波动，前
轴拳头部承受的载荷易高于设计设定，使得前轴拳头部出现强度不足的问题，最终导致转
向前轴拳头部开裂。
中国专利，授权公告号为CN202368265U，授权公告日为2012年8月8日的实用新型
专利公开了一种汽车前轴，包括截面呈工字形的前轴主体和对称形成在该前轴主体两端的
前轴拳形部，所述前轴主体与各个前轴拳形部之间分别具有圆弧过渡部，优选地所述前轴
主体包括一体的主体上部、主体下部以及位于该主体上部与主体下部之间的主体连结部，
该主体连结部的相对侧面分别形成为弧形面，且该主体连结部与所述主体上部和主体下部
的连结部位分别形成有弧形过渡面。虽然该设计能够在不显著增大汽车前轴重量的前提
下，有效地改善汽车前轴的承载能力，但该设计中转向前轴拳头部的横截面为圆形，仍旧存
在壁厚较小的缺陷，机械强度较低，在使用中易造成转向前轴拳头部开裂的事故。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的壁厚较小、机械强度较低的缺陷与问题，
提供一种壁厚较大、机械强度较高的拳头部加强的转向前轴。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种拳头部加强的转向前轴，包括前
轴主体、转向前轴拳头部与主销孔，所述前轴主体的外端通过圆弧过渡部与转向前轴拳头
部的外侧相连接，所述转向前轴拳头部为中空的圆筒型结构，且在转向前轴拳头部的中部
开设有贯通的主销孔；
所述转向前轴拳头部的横截面为封闭式的环形结构，该环形结构包括都为弧型的径向
外凸缘、纵向前凸缘、径向内凸缘、纵向后凸缘，所述径向外凸缘的上侧部与纵向前凸缘的
左侧部相连接，纵向前凸缘的右侧部与径向内凸缘的上侧部相连接，径向内凸缘的下侧部
与纵向后凸缘的右侧部相连接，纵向后凸缘的左侧部与径向外凸缘的下侧部相连接；
所述径向外凸缘与主销孔的左侧壁之间的最大径向间距为a，径向内凸缘与主销孔的
右侧壁之间的最大径向间距为c，纵向前凸缘与主销孔的上侧壁之间的最大纵向间距为b，
纵向后凸缘与主销孔的下侧壁之间的最大纵向间距为d，主销孔的半径为r，且b+2r+d大于
2r+2a。
所述b+2r+d大于2r+2a的范围为5毫米至15毫米。
所述b+2r+d大于2r+2a的范围为10毫米。
所述b、d的数值相等，a、c的数值相等，且b大于a。
所述a、c的数值相等，b大于d，d大于a。
所述纵向前凸缘、径向外凸缘的交接处设置有一个内凹的左上弧形承接部，纵向
前凸缘、径向内凸缘的的交接处设置有一个内凹的右上弧形承接部。
所述右上弧形承接部的弧度大于左上弧形承接部的弧度。
所述纵向后凸缘、径向外凸缘的交接处设置有一个外凸的左下弧形承接部，纵向
后凸缘、径向内凸缘的的交接处设置有一个外凸的右下弧形承接部。
所述左下弧形承接部的弧度小于右下弧形承接部。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种拳头部加强的转向前轴中，转向前轴拳头部的横截面为封闭式的环形结
构，该环形结构中的径向外凸缘、纵向前凸缘、径向内凸缘、纵向后凸缘与主销孔之间的间
距为a、b、c、d，其中，b+2r+d为转向前轴拳头部上危险截面的纵向长度，当b+2r+d大于2r+2a
时，危险截面的纵向长度被延长，厚度得到增加，危险截面的截面系数得到提升，转向前轴
拳头部的机械强度随之增加，从而有效避免在使用中发生开裂的事故。因此，本发明中转向
前轴拳头部的壁厚较大，机械强度较高。
2、本发明一种拳头部加强的转向前轴中，强调b+2r+d大于2r+2a，延长的是转向前
轴拳头部在纵向的长度，这是因为车轮转角是向外侧大，向内侧小，所以拳头部纵向空间比
较富裕，尤其它的前侧空间更多，因此在纵向延长拳头部的长度，不仅能够增强拳头部的机
械强度，而且能够提高拳头部周边空间的利用率，尤其当b大于d，d大于a时，效果更佳。因
此，本发明不仅能够增强转向前轴拳头部的机械强度，而且能够提高空间利用率。
3、本发明一种拳头部加强的转向前轴中，b+2r+d大于2r+2a的范围为5毫米至15毫
米，该设计不仅能够增强转向前轴拳头部的机械强度，而且限定了纵向长度延长的范围，使
得随其发生的在转向前轴拳头部上增加的质量相对于整个前轴总成而言很小。因此，本发
明增加的重量很小，性价比较高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中b=d时的结构示意图。
图3是本发明中b>d时的结构示意图。
图中：前轴主体1、圆弧过渡部11、转向前轴拳头部2、主销孔3、径向外凸缘4、纵向
前凸缘5、左上弧形承接部51、右上弧形承接部52、径向内凸缘6、纵向后凸缘7、左下弧形承
接部71、右下弧形承接部72；
径向外凸缘4与主销孔3的左侧壁之间的最大径向间距为a，纵向前凸缘5与主销孔3的
上侧壁之间的最大纵向间距为b，径向内凸缘6与主销孔3的右侧壁之间的最大径向间距为
c，纵向后凸缘7与主销孔3的下侧壁之间的最大纵向间距为d，主销孔3的半径为r。本文在描
述中所使用的上、下、左、右的方位，都以图1中所标出的方位图为准。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图3，一种拳头部加强的转向前轴，包括前轴主体1、转向前轴拳头部2与
主销孔3，所述前轴主体1的外端通过圆弧过渡部11与转向前轴拳头部2的外侧相连接，所述
转向前轴拳头部2为中空的圆筒型结构，且在转向前轴拳头部2的中部开设有贯通的主销孔
3；
所述转向前轴拳头部2的横截面为封闭式的环形结构，该环形结构包括都为弧型的径
向外凸缘4、纵向前凸缘5、径向内凸缘6、纵向后凸缘7，所述径向外凸缘4的上侧部与纵向前
凸缘5的左侧部相连接，纵向前凸缘5的右侧部与径向内凸缘6的上侧部相连接，径向内凸缘
6的下侧部与纵向后凸缘7的右侧部相连接，纵向后凸缘7的左侧部与径向外凸缘4的下侧部
相连接；
所述径向外凸缘4与主销孔3的左侧壁之间的最大径向间距为a，径向内凸缘6与主销孔
3的右侧壁之间的最大径向间距为c，纵向前凸缘5与主销孔3的上侧壁之间的最大纵向间距
为b，纵向后凸缘7与主销孔3的下侧壁之间的最大纵向间距为d，主销孔3的半径为r，且b+2r
+d大于2r+2a。
所述b+2r+d大于2r+2a的范围为5毫米至15毫米。
所述b+2r+d大于2r+2a的范围为10毫米。
所述b、d的数值相等，a、c的数值相等，且b大于a。
所述a、c的数值相等，b大于d，d大于a。
所述纵向前凸缘5、径向外凸缘4的交接处设置有一个内凹的左上弧形承接部51，
纵向前凸缘5、径向内凸缘6的的交接处设置有一个内凹的右上弧形承接部52。
所述右上弧形承接部52的弧度大于左上弧形承接部51的弧度。
所述纵向后凸缘7、径向外凸缘4的交接处设置有一个外凸的左下弧形承接部71，
纵向后凸缘7、径向内凸缘6的的交接处设置有一个外凸的右下弧形承接部72。
所述左下弧形承接部71的弧度小于右下弧形承接部72。
本发明的原理说明如下：
现有技术中，由于转向前轴拳头部的横截面为圆形设计，受布置空间影响，整体壁厚比
较小，机械强度较低，使用中易开裂。本发明抛弃了现有技术中的圆形设计，用转向前轴与
转向节之间的空间，延长其纵向长度（即b+2r+d大于2r+2a），增厚了转向前轴拳头部的危险
截面，增加了危险截面的截面系数，提高了其机械强度，避免使用中发生破裂。同时，纵向长
度的延长，利用的是转向前轴拳头部周边的富余空间（车轮转角是向外侧大，向内侧小，所
以拳头部纵向的空间较多，尤其前侧的空间更多），既不会对其余零部件的装配产生妨碍，
还能提高现有空间的利用率。
实施例1：
参见图1至图3，一种拳头部加强的转向前轴，包括前轴主体1、转向前轴拳头部2与主销
孔3，所述前轴主体1的外端通过圆弧过渡部11与转向前轴拳头部2的外侧相连接，所述转向
前轴拳头部2为中空的圆筒型结构，且在转向前轴拳头部2的中部开设有贯通的主销孔3；
所述转向前轴拳头部2的横截面为封闭式的环形结构，该环形结构包括都为弧型的径
向外凸缘4、纵向前凸缘5、径向内凸缘6、纵向后凸缘7，所述径向外凸缘4的上侧部与纵向前
凸缘5的左侧部相连接，纵向前凸缘5的右侧部与径向内凸缘6的上侧部相连接，径向内凸缘
6的下侧部与纵向后凸缘7的右侧部相连接，纵向后凸缘7的左侧部与径向外凸缘4的下侧部
相连接；
所述径向外凸缘4与主销孔3的左侧壁之间的最大径向间距为a，径向内凸缘6与主销孔
3的右侧壁之间的最大径向间距为c，纵向前凸缘5与主销孔3的上侧壁之间的最大纵向间距
为b，纵向后凸缘7与主销孔3的下侧壁之间的最大纵向间距为d，主销孔3的半径为r，且b+2r
+d大于2r+2a。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述b+2r+d大于2r+2a的范围为5毫米至15毫米，优选b+2r+d大于2r+2a的范围为10毫
米。
实施例3：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述b、d的数值相等，a、c的数值相等，且b大于a。此时转向前轴拳头部2的横截面近似
为椭圆形。
实施例4：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述a、c的数值相等，b大于d，d大于a。此时转向前轴拳头部2的横截面近似为以椭圆形
为基础的一种变形，在纵向为不对称结构，该设计能够更好地利用转向前轴拳头部2的前侧
富余空间，该非对称设计相较于圆形设计，安全系统可以提升20%左右。
实施例5：
基本内容同实施例3，不同之处在于：
所述纵向前凸缘5、径向外凸缘4的交接处设置有一个内凹的左上弧形承接部51，纵向
前凸缘5、径向内凸缘6的的交接处设置有一个内凹的右上弧形承接部52。所述右上弧形承
接部52的弧度大于左上弧形承接部51的弧度。该设计能够对纵向前凸缘5与径向外凸缘4、
径向内凸缘6之间连接处的负载进行缓冲，避免损害。
实施例6：
基本内容同实施例4，不同之处在于：
所述纵向后凸缘7、径向外凸缘4的交接处设置有一个外凸的左下弧形承接部71，纵向
后凸缘7、径向内凸缘6的的交接处设置有一个外凸的右下弧形承接部72。所述左下弧形承
接部71的弧度小于右下弧形承接部72。该设计能够对纵向后凸缘7与径向外凸缘4、径向内
凸缘6之间连接处的负载进行缓冲，避免损害。