转向纵拉杆、转向垂臂、球头销强度校核.pdfVIP

关于转向纵拉杆、转向垂臂、 球头销强度校核规范 （设计参考） 一、转向传动机构设计总体要求 转向垂臂、转向节臂和梯形臂由中碳钢或中碳合金钢如 35Cr、40、40Cr 和 40CrNi 用模 锻加工制成。多采用沿其长度变化尺寸的椭圆形或矩形截面以合理地利用材料和提高其强度 与刚度。转向垂臂与转向垂臂轴用渐开线花键联接，且花键轴与花键孔具有一定的锥度以得 到无隙配合，装配时花键轴与孔应按标记对中以保证转向垂臂的正确安装位置。转向垂臂的 长度与转向传动机构的布置及传动比等因素有关，一般在初选时对小型汽车可取 100～ 150mm；中型汽车可取 150～200mm；大型汽车可取 300～400mm。 转向传动机构的杆件应选用刚性好、质量小的 20、30 或 35 号钢 （低碳钢）的无缝钢管 制造，其沿长度方向的外形可根据总布置的需要确定。 转向传动机构的各元件间采用球形铰接。球形铰接的主要特点是能够消除由于铰接处的 表面磨损而产生的间隙，也能满足两铰接件间复杂的相对运动。在现代球形铰接的结构中均 是用弹簧将球头与衬垫压紧。横拉杆左右边杆外端的球形铰接应作为单独组件，组装好后以 其壳体上的螺纹旋到杆的端部，以使杆长可调以便用于调节前束。球头与衬垫需润滑，并应 采用有效结构措施保持住润滑材料及防止灰尘污物进入。 球销与衬垫均采用低碳合金钢如 12CrNi3A、18MnTi或 40Cr 制造，工作表面经 （高频常 用）渗碳 （慢时间长）淬火处理，渗碳层深 1.5—3.0mm，表面硬度 HRC56—63，允许采用中 碳钢 40 或 45 制造并经高频淬火处理，球销的过渡圆角处则用滚压工艺增强。球形铰接的壳 体则用钢 35 或 40 制造。 为了提高球头和衬垫工作表面的耐磨性，可采用等离子或气体等 离子金属喷镀工艺。 二、转向纵拉杆、转向垂臂、球头销校核规范 （一）纵拉杆校核规范 纵拉杆应有较小的质量和足够的刚度。纵拉杆的形状应符合布置要求，有时不得不做成 弯的，这就减小了纵向刚度。拉杆用 20、30 或 40 钢无缝钢管制成。 1、 纵拉杆为直杆，可按压杆稳定校核，计算其受压时的纵向弯曲稳定性。根据 《材料力学》 中有关压杆稳定性计算公式进行验算,如下所示。 2  EJ n ――――― （1） Fl2 式中 n——杆的刚度储备系数，即安全系数。一般取 1.5~2.5 F ——杆承受的轴向力 5 E——弹性模量，E 2 10 MPa l——杆长，按杆两端球铰中心间的距离计 J ——断面惯性矩 2、 纵拉杆为弯杆，则应计算弯曲应力和拉压应力，合成后校核强度。 （1）按原地转向阻力矩计算 按哥夫 （Gough ）经验公式： 第 1 页共 20 页 f G3 M 1 ――――― （2 ） r 3 p 式中 f ——轮胎和路面间的滑动摩擦系数 G——前轴负荷 1 p ——轮胎气压MPa ① 前轮处于中间直行位置 a、 从阻力矩算出纵拉杆球头连线的轴向力：按图纸布置，求出此连线至主销 的垂距，除阻力矩则为轴向力； b、 求出轴向力 （即球头连线）至拉杆折弯处的最大垂距 （力臂）； c、 轴向力力臂则为危险断面弯矩 （内力）； d、 求断面系数和断面积； 弯矩 轴向力 e、 求弯曲应力