汽车转向传动机构转向球接头弹簧设计计算研究

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1、万方数据2011年9月第34卷第5期四川师范大学学报(自然科学版)JournalofSichuanNormalUniversity(NaturalScience)Sept．．2011V01．34，No．5汽车转向传动机构转向球接头弹簧设计计算研究江仿勤1，王成启2，周臻1，陶波1(1．成都航空职业技术学院成航机械厂，四川成都610021；2．成都大学实验技术中心．四川成都610106)摘要：根据汽车转向传动机构转向球接头弹簧工作条件及技术要求，结合实际，就转向球接头的重要受力零件，对截锥螺旋压缩弹簧的设计计算方法进行了

2、新的研究，为有关行业从事相应工作的技术人员提供了一定的参考和帮助．关键词：汽车；传动机构；球接头；弹簧；计算中图分类号：U472文献标识码：A文章编号：1001—8395(2011)05—0r766一05doi：10．3969／j．issn．1001—8鲫15．2011．05．0331转向球接头弹簧慨述现代社会最主要的交通工具是汽车，基本由发动机、传动系、行驶系、转向系、制动系、车身及附属设备组成．发动机将燃料(汽油、柴油等)通过气化及燃烧等系列能量转换成驱动力；传动与行驶系将驱动力转化为车轮对地面的推力而相应的反力—

3、—牵引力，再将牵引力传递到汽车的各个部分，从而保证整车的正常行驶；转向系控制运动的方向；制动系提供车辆行驶方向相反的外力，与制动时的道路的阻力，空气阻力一起用来抵消车辆行驶的惯性力，以保证车辆减速乃至停车；车身及附属设备将发动机、传动系、行驶系、转向系和制动系等组合成一体成为运输工具——汽车．汽车在行驶过程中，经常需要改变方向(转向)．就轮式汽车而言，改变行驶方向或恢复原来的行驶方向的方法是通过一套专设的机构，使车辆的转向桥(一般为前桥)上的车轮(转向轮)相对于汽车纵轴线能偏转或纠正一定角度．因此，用来改变或恢复汽车行

4、驶方向的专设机构即为汽车转向系．转向系基本由转向操纵机构、转向器和转向传动机构3部分组成¨J，参见图1．转向操纵机构基本由转向(方向)盘、转向轴、转向万向节与转向传动轴等部件组成，其功能是控制车辆运动的方向．转向器是转向系中减速传动装置，其功能是将转向操纵机构的圆周运动转变成一定角度范围内的摆动．从转向摇臂至转向梯形这一系列部件和零件(不含转向节臂)组成转向传动机构，其功用是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节，使两侧的转向轮偏转，且使二转向轮偏转角按一定关系变化，以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小【

5、2。J．转向节转向节臂转向主拉杆转向节、磊■_转向桥转向横拉杆___●●。●_______-●__-_■一转向器转向操纵机构图1转向系图Fie,．1Schematicdiagramofautomotivemeting汽车转向传动机构的转向摇臂、转向主拉杆与转向横拉杆等连接臂(杆)间常用的空间铰链连接件一转向球接头的结构如图2所示．零件球销绕其球头中心的摆动与转动满足了车辆转向传动机构运动的需要，同时也是传递载荷与力矩的关键构件‘8‘9】．图2中，零件球销锥体与相关连接臂(杆)锥孔相连，并用开口螺母固定，开口销防松．零件

6、杆接头端部外螺纹与主(横)拉杆内螺纹相配合，是为了便收稿日期：2011—04—20基金项目：四川省教育厅自然科学青年科研基金(10Z(D'／0)资助项目作者简介：江仿勤(1957一)，男，工程师。主要从事汽车零部件制造的研究接一向球一转u塑形一梯一万方数据第5期江仿勤，等：汽车转向传动机构转向球接头弹簧设计计算研究767于调整主(横)拉杆长度以适应车辆装配需要，螺纹连接防松是采用径向锁紧方式予以保证．零件球销的球头依靠杆接头大端内球面与零件球碗的球面在零件截锥弹簧的预加负荷作用下夹持住．可随时补偿球头与球碗的磨损，保证

7、两者之间无间隙；并可适当地缓和经车轮与转向节传来的冲击¨引．另外，截锥弹簧的预加负荷通过球碗作用于球头，便产生阻碍球销转动与摆动的阻力矩，其值与弹簧的预加负荷大小成正比．图2转向球接头晦2Steeringballjoint图3转向球接头弹簧Fig．3Steeringbalijointconnectorspring汽车需要转向时。驾驶员对转向盘施加一个转向力矩，通过相关部件和零件输入转向器；经转向器放大后的力矩与减速后的运动传递到转向传动机构；该转向力矩克服转向传动机构转向球接头产生的阻力矩和经车轮传到转向节的转向阻力矩

8、，从而实现转向轮偏转目的L11。u】．在力矩传递过程中，转向球接头的弹簧是重要的受力零件，它的质量直接关系到整机的技术性能、使用寿命、安全可靠性等技术要求．弹簧是一种机械零件．它利用材料的弹性和结构上的特点，在工作时产生和恢复变形，把机械功或动能转变为变形能，或把变形能转变为动能或完成机械功．由于这种特性，它广泛应用于各行业及日常