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某驾驶室翻转机构设计校核 目录 一、翻转机构的种类　 二、借助于弹性元件弹力的翻转机构 三、扭杆弹簧的计算及结构设计　 四、产品展示 五、参考文献 一、翻转机构的种类 　　在现代平头汽车中，发动机大部分都位于驾驶室地板之下，为了改善发动机的接近性，便于整车的维修和保养，往往采用可翻驾驶室。 　　为了使驾驶室能够轻快、方便地向前翻转，目前主要有以下几种机构： 1、液压机构 　　这种机构工作可靠，在驾驶室不翻转时，车架、驾驶室不受力；对任何重量的驾驶室，都可以翻转。 　　该机构由油泵、油缸、控制阀及管路组成的。油泵是一个手动或电动的柱塞泵，油缸是一个双向作用的液压千斤顶，控制阀及管路是用以改变油流方向，来实现驾驶室的翻转及回位。　　 2、借助于弹性元件预先储备的弹性变形能助力，实现驾驶室前翻　　 　　在驾驶室正常工作状态（不前翻）时，预先使弹性元件产生一定的变形，使之储备变形能。当需要翻转驾驶室时，打开锁止机构后，借助于弹性元件的弹力（弹性元件释放的弹性变性能）克服驾驶室总成重力，即可实现驾驶室的翻转。 　　这种机构使驾驶室翻转迅速、省力，成本也低，在平头载货汽车中被广泛应用。　　 　　　　利用手动给油泵加压，使高压油驱动油缸工作，在实现加驾驶室翻转过程中，操作者要消耗较大的体力，且要经过1～2分钟才能完成。另外，在液压翻转机构中，油泵、油缸及控制阀等总成中的各种零件精度要求很高，加工困难，成本高。因此，这种机构只有在一些重吨位汽车上得到应用，目前在中、小吨位汽车上难于普及。 二、借助于弹性元件弹力的翻转机构　　 　　在可翻转驾驶室的翻转机构中，使用的弹性元件有以下几种： 1、螺旋弹簧 　　虽然螺旋弹簧的工艺成熟、使用应力很低，又有很高的强度和很长的疲劳寿命，但它体积大、重量重，在车上不易布置，还需要专门的卷簧设备生产螺旋弹簧。 2、扭转弹簧 　　扭转弹簧的种类很多，常用的有以下几种： 　（1）扭杆弹簧 　　这种弹簧在驾驶室翻转机构中应用最广。其优点是结构简单，容易加工，操作省力，使用方便；结构紧凑，便于布置；保养维修简便；使用可靠，疲劳寿命很长。　　 　（2）扭片弹簧 　　这种弹簧在重量和尺寸方面，比扭杆弹簧都要大。它的优点是，可以通过增减扭片的数量，很容易实现弹簧刚度的改变，适用于各种不同重量的系列产品驾驶室。　　　　　　 　（3）扭管弹簧 　　这种弹簧的优点是重量轻，材料利用合理，其缺点是结构复杂，制造困难。　　　　　　 　（4）扭杆－扭管组合或扭片－扭管组合弹簧 　　这种弹簧的优点是，可以获得最理想的效果；工作应力可取得很低；长度短，便于布置。其缺点是结构复杂，制造困难。 　　综上所述，在用以实现驾驶室翻转的助力弹簧中，以扭杆弹簧的优点最为突出，因此使用的也多。下面仅以扭杆弹簧为例，对其计算及结构设计作进一步说明。　　　　　 三、扭杆弹簧的计算及结构设计　　　　　　　　 1、材料的确定 　　扭杆弹簧一般热轧弹簧钢制造，材料应具有良好的淬透性和加工性，经热处理后硬度应达到50HRC左右。常用材料为硅锰和铬镍等合金钢，例如60Si2MnA和45CrNiMoVA等。 　　　　 表１ 2、扭杆有效长度（L）的确定 在保证扭杆工作应力小于许用剪切应力的前提下，为更好地延长扭杆的使 用寿，设计最大剪切应力应尽量小，为此扭杆长度要尽量长一些。 在实际设计过程中由于车身翻转机构受空间限制，而且与车身进行装配的 安装位置尺寸、以及与车架进行连接的安装位置尺寸是已经确定的，所以扭杆 的长度是基本确定的。 τ＝ ψdG 2L 　式中：τ为剪切应力； Ψ为扭转角； d为扭杆直径； G为剪切弹性模数（取G=76GPa=7.6×104 N/m2）； L为扭杆有效长度； [τ]为许用剪切应力； ≤[τ] 3、扭杆直径（d）的确定 　 首先明确扭杆弹簧的特性（线性），下图： 　（1）驾驶室的重量、重心位置的确定 　　驾驶室的重量和重心位置是扭杆设计的依据，它们的准确与否，将直接关系到驾驶室翻转时的轻便性。如果将驾驶室的重量估计的过重或重心位置偏低、偏后，则设计出的扭杆扭矩必然过大，致使驾驶室向前翻转的速度过快，回位困难，甚至不能回位。反之，如果将驾驶室的重量估计的过轻或重心位置偏高，在翻转驾驶室时将会感到沉重，甚至翻转不起来。因此，在设　　　　　　 计扭杆弹簧时，对驾驶室的重量和重心位置必须加以重视。 a根据样车的驾驶室来定 如果有参考样车，应首先把样车驾驶室的重量和重心位置测出，并估计新 设计的驾驶室与样车驾驶室的差别