某駕駛室翻轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計校核

1、某駕駛室翻轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計校核某駕駛室翻轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計校核目錄目錄一、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的種類一、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的種類二二、借助于彈性元件彈力的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)借助于彈性元件彈力的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)三三、扭桿彈簧的計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計扭桿彈簧的計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計四四、產(chǎn)品展示產(chǎn)品展示五五、參考文獻參考文獻一、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的種類一、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的種類在現(xiàn)代平頭汽車中，發(fā)動機大部分都位于駕駛室地板之下，為了改善發(fā)動機的接近性，便于整車的維修和保養(yǎng)，往往采用可翻駕駛室。為了使駕駛室能夠輕快、方便地向前翻轉(zhuǎn)，目前主要有以下幾種機構(gòu)：1 1、液壓機構(gòu)、液壓機構(gòu)這種機構(gòu)工作可靠，在駕駛室不翻轉(zhuǎn)時，車架、駕駛室不受力；對任何重量的駕駛室，都可以翻轉(zhuǎn)。該機構(gòu)由油泵、油缸

2、、控制閥及管路組成的。油泵是一個手動或電動的柱塞泵，油缸是一個雙向作用的液壓千斤頂，控制閥及管路是用以改變油流方向，來實現(xiàn)駕駛室的翻轉(zhuǎn)及回位。2 2、借助于彈性元件預先儲備的彈性變形能助力，實現(xiàn)駕駛室前翻、借助于彈性元件預先儲備的彈性變形能助力，實現(xiàn)駕駛室前翻在駕駛室正常工作狀態(tài)（不前翻）時，預先使彈性元件產(chǎn)生一定的變形，使之儲備變形能。當需要翻轉(zhuǎn)駕駛室時，打開鎖止機構(gòu)后，借助于彈性元件的彈力（彈性元件釋放的彈性變性能）克服駕駛室總成重力，即可實現(xiàn)駕駛室的翻轉(zhuǎn)。這種機構(gòu)使駕駛室翻轉(zhuǎn)迅速、省力，成本也低，在平頭載貨汽車中被廣泛應用。利用手動給油泵加壓，使高壓油驅(qū)動油缸工作，在實現(xiàn)加駕駛室翻轉(zhuǎn)過程

3、中，操作者要消耗較大的體力，且要經(jīng)過12分鐘才能完成。另外，在液壓翻轉(zhuǎn)機構(gòu)中，油泵、油缸及控制閥等總成中的各種零件精度要求很高，加工困難，成本高。因此，這種機構(gòu)只有在一些重噸位汽車上得到應用，目前在中、小噸位汽車上難于普及。二、借助于彈性元件彈力的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)二、借助于彈性元件彈力的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)在可翻轉(zhuǎn)駕駛室的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)中，使用的彈性元件有以下幾種：1、螺旋彈簧雖然螺旋彈簧的工藝成熟、使用應力很低，又有很高的強度和很長的疲勞壽命，但它體積大、重量重，在車上不易布置，還需要專門的卷簧設(shè)備生產(chǎn)螺旋彈簧。2、扭轉(zhuǎn)彈簧扭轉(zhuǎn)彈簧的種類很多，常用的有以下幾種：（1）扭桿彈簧這種彈簧在駕駛室翻轉(zhuǎn)機構(gòu)中應用最廣。其優(yōu)點

4、是結(jié)構(gòu)簡單，容易加工，操作省力，使用方便；結(jié)構(gòu)緊湊，便于布置；保養(yǎng)維修簡便；使用可靠，疲勞壽命很長。（2）扭片彈簧這種彈簧在重量和尺寸方面，比扭桿彈簧都要大。它的優(yōu)點是，可以通過增減扭片的數(shù)量，很容易實現(xiàn)彈簧剛度的改變，適用于各種不同重量的系列產(chǎn)品駕駛室。（3）扭管彈簧這種彈簧的優(yōu)點是重量輕，材料利用合理，其缺點是結(jié)構(gòu)復雜，制造困難。（4）扭桿扭管組合或扭片扭管組合彈簧這種彈簧的優(yōu)點是，可以獲得最理想的效果；工作應力可取得很低；長度短，便于布置。其缺點是結(jié)構(gòu)復雜，制造困難。綜上所述，在用以實現(xiàn)駕駛室翻轉(zhuǎn)的助力彈簧中，以扭桿彈簧的優(yōu)點最為突出，因此使用的也多。下面僅以扭桿彈簧為例，對其計算及結(jié)構(gòu)

5、設(shè)計作進一步說明。三、扭桿彈簧的計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計三、扭桿彈簧的計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計1、材料的確定、材料的確定扭桿彈簧一般熱軋彈簧鋼制造，材料應具有良好的淬透性和加工性，經(jīng)熱處理后硬度應達到50HRC左右。常用材料為硅錳和鉻鎳等合金鋼，例如60Si2MnA和45CrNiMoVA等。 表 2、扭桿有效長度（、扭桿有效長度（L）的確定）的確定 在保證扭桿工作應力小于許用剪切應力的前提下，為更好地延長扭桿的使 用壽，設(shè)計最大剪切應力應盡量小，為此扭桿長度要盡量長一些。 在實際設(shè)計過程中由于車身翻轉(zhuǎn)機構(gòu)受空間限制，而且與車身進行裝配的 安裝位置尺寸、以及與車架進行連接的安裝位置尺寸是已經(jīng)確定的，所以扭桿 的長度

6、是基本確定的。dG2L式中：為剪切應力； 為扭轉(zhuǎn)角； d為扭桿直徑； G為剪切彈性模數(shù)（取G=76GPa=7.6104 N/m2）； L為扭桿有效長度； 為許用剪切應力；3、扭桿直徑（、扭桿直徑（d）的確定）的確定 首先明確扭桿彈簧的特性（線性），下圖：（1）駕駛室的重量、重心位置的確定駕駛室的重量、重心位置的確定駕駛室的重量和重心位置是扭桿設(shè)計的依據(jù)，它們的準確與否，將直接關(guān)系到駕駛室翻轉(zhuǎn)時的輕便性。如果將駕駛室的重量估計的過重或重心位置偏低、偏后，則設(shè)計出的扭桿扭矩必然過大，致使駕駛室向前翻轉(zhuǎn)的速度過快，回位困難，甚至不能回位。反之，如果將駕駛室的重量估計的過輕或重心位置偏高，在翻轉(zhuǎn)駕駛室

7、時將會感到沉重，甚至翻轉(zhuǎn)不起來。因此，在設(shè)計扭桿彈簧時，對駕駛室的重量和重心位置必須加以重視。a根據(jù)樣車的駕駛室來定 如果有參考樣車，應首先把樣車駕駛室的重量和重心位置測出，并估計新設(shè)計的駕駛室與樣車駕駛室的差別，定出其重量及重心位置。樣車駕駛室的重量和重心位置可用以下方法測得。如果樣車駕駛室允許拆下時，可采用以下方法和步驟，準確地測出它的重量和重心位置。測量工具：兩臺鎊秤、卷尺。第一次稱重：將駕駛室的前、后懸置支架分別安放在兩臺磅秤上，如圖1所示。注意要使駕駛室放平，記下稱得的前、后重量為G1和G2，并測量兩支點的距離L。圖第二次稱重：將駕駛室翻轉(zhuǎn)90度，選擇上、下兩點分別支承在兩臺磅秤上，

8、如圖所示。注意要使縱向零平面水平，記下兩秤稱得的重量G3和G4,并測得兩支點間的距離h。計算重量和重心位置：可按下式計算。G=G1+G2=G3+G4 L1= h1=式中L1-重心到前懸置支架間的距離 h1-重心到下支點的高度如果不允許將駕駛室拆下時，可拆除翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的彈性元件，用一臺秤可以稱得駕駛室對翻轉(zhuǎn)重心的最大重力矩。采用試驗方法可測得重心和翻轉(zhuǎn)中心連線與水平線之間的夾角。G2(L1+L2)GG4(h1+h2)G（2）估計根據(jù)所設(shè)計的新車駕駛室外廓尺寸、結(jié)構(gòu)、材料、內(nèi)部設(shè)施及其布置等，與已知重量、重心位置的一種或幾種駕駛室對照比較，可以估計出新車駕駛室的重量和重心位置。這種方法是以經(jīng)驗為基礎(chǔ)

9、的，不易估計得很準確。（3）計算根據(jù)駕駛室的每塊板的尺寸、形狀、料厚等分別計算出它們的重量和重心位置，同時計算出室內(nèi)各種設(shè)施的重量和重心位置，然后再詳細計算出總的重量和重心位置。這種方法非常復雜，也不易于計算得很準確。利用以上各種方法，得到駕駛室的大致重量和重心位置，然后計算出扭桿的尺寸，用以布置設(shè)計，待駕駛室制造出來之后，再實測出其重量和重心位置，最后進行精確計算，修改設(shè)計。（2）駕駛室翻轉(zhuǎn)角度的確定駕駛室翻轉(zhuǎn)角度的確定 駕駛室處于鎖止狀態(tài)時，從翻轉(zhuǎn)中心到駕駛室重心的連線與水平面之間的夾角，稱之為駕駛室重心角（）；駕駛室翻轉(zhuǎn)到最大角度時，應保證駕駛室此時的中心通過翻轉(zhuǎn)中心，即無扭矩狀態(tài)時駕駛

10、室翻轉(zhuǎn)角度（）與駕駛室重心角（）互余。 駕駛室所處的四種狀態(tài)：如圖 鎖止狀態(tài)鎖止狀態(tài):即水平狀態(tài)。該狀態(tài)下扭桿處于最大扭轉(zhuǎn)狀態(tài)，扭桿各截面應力最大；駕駛室翻轉(zhuǎn)角度0。 平衡狀態(tài)：平衡狀態(tài)：駕駛室解除鎖止到撐桿撐起前駕駛室處于的平衡狀態(tài)。該狀態(tài)下，駕駛室對翻轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)矩等于扭桿的扭矩；駕駛室翻轉(zhuǎn)角度（）。 撐起狀態(tài)：撐起狀態(tài)：撐桿撐起并自鎖后駕駛室的狀態(tài)。此時駕駛室翻起的角度要保證發(fā)動機檢修方便；駕駛室翻轉(zhuǎn)角度（）。 無扭矩狀態(tài)：無扭矩狀態(tài)：即扭桿扭轉(zhuǎn)角度為零時駕駛室的狀態(tài)。此時駕駛室翻轉(zhuǎn)角度最大（ ）。 角度關(guān)系： 0 /2 、 取值確定（3）駕駛室處于平衡狀態(tài)時扭桿彈簧所受扭矩的確定駕駛室處

11、于平衡狀態(tài)時扭桿彈簧所受扭矩的確定M橫橫平衡狀態(tài)時有： M橫橫G鈕鈕Gbcos() 式中 G、b、已知， 0 。（4）扭角剛度的確定扭角剛度的確定 T M橫 （5）最大扭矩（最大扭矩（Tmax）的確定）的確定 駕駛室處于鎖止狀態(tài)時，駕駛室處于鎖止狀態(tài)時， Tmax T （6）扭桿直徑的確定扭桿直徑的確定 d3 式中，p為許用剪切應力；16Tmaxp 4 4、扭桿彈簧端部的確定、扭桿彈簧端部的確定 扭桿是具有一定截面的直桿，其端部（安裝聯(lián)接部分）的形狀常用的有花鍵形、細齒形和六角形。 花鍵應有矩形花鍵和漸開線花鍵兩種。由于漸開線花鍵具有自定心作用，各齒力均勻 ，強度高，壽命長，故采用較多。細齒形實質(zhì)上是模數(shù)較小，齒數(shù)較多的的漸開線花鍵形。六角形傳遞扭矩效率不高，端部材料不能充分利用，單制造方便。目前細齒形應用最廣。 矩形和漸開線形花鍵的尺寸，根據(jù)扭桿直徑由GB1144-1987和GB3478.1-1983確定。 細齒形扭桿端部幾何尺寸可參照機械設(shè)計手冊（第3卷）表11-14-5。 細齒形外徑為扭桿直徑的1.151.25倍，長度為扭桿直徑的0.50.7倍。 端部為六角形時，