【正文】 bzc??????????? ??????? ??????????????????????? () 點(diǎn) 39。 根據(jù)轉(zhuǎn)向盤(pán)調(diào)整范圍確定臺(tái)架調(diào)節(jié)范圍 根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，由于臺(tái)架需要根據(jù)轉(zhuǎn)向盤(pán)任意位置進(jìn)行任意調(diào)節(jié)，因此首先就要對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)位置的調(diào)整進(jìn)行分析計(jì)算來(lái)確定臺(tái)架的調(diào)整范圍。上海大眾制定了 TL82225： 20xx— 10《轉(zhuǎn)向柱總成強(qiáng)度和功能要求》其中包括強(qiáng)度試驗(yàn)、徑向彈性試驗(yàn)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)、操縱性能試驗(yàn)。測(cè)量誤差不大于 2％。3Nm 的轉(zhuǎn)矩， 所施加的轉(zhuǎn)矩也可以按設(shè)計(jì)要求確定 。我國(guó)生產(chǎn)的汽車(chē)尤其是轎車(chē)大部分已裝 用吸能型轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)并已制定了強(qiáng)制性標(biāo) 準(zhǔn)法規(guī)。 20xx 年，政府相關(guān)部門(mén)將汽車(chē)側(cè)面碰撞、后碰撞強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)制定納入了汽車(chē)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修定 “ 十五 ” 發(fā)展規(guī)劃。歐洲提高車(chē)輛安全性委員 會(huì) (EEVC)1974年提出了側(cè)碰撞試驗(yàn)方法， 1989年 起草了側(cè)碰撞試驗(yàn)草案。 1973年，美國(guó)有關(guān)側(cè)面碰撞乘員保護(hù)的法規(guī) FMVSS 214頒布實(shí)施，當(dāng)時(shí)僅規(guī)定了車(chē)門(mén)靜強(qiáng)度試 驗(yàn)，對(duì)門(mén)的力變形特性給予了規(guī)定。經(jīng)過(guò)近 30年的發(fā)展，我國(guó)汽車(chē)主動(dòng)安全強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)體系日趨 完善，已制定發(fā)布的汽車(chē)摩托車(chē)主動(dòng)安全強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)共計(jì) 47項(xiàng)，其中汽車(chē)主動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn) 38項(xiàng)，摩托車(chē)主動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn) 9項(xiàng)。早在 1953年我國(guó)就制定了第一個(gè)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)，但從那時(shí)一直到改革開(kāi)放初期，在當(dāng)時(shí)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的條件下，我國(guó)的汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化工作基本上是模仿蘇聯(lián)的模式進(jìn)行的，絕大多數(shù)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)是汽車(chē)和發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)，一直沒(méi)有對(duì)汽車(chē)安全性按照國(guó)際管理模式建立系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)體系。許多汽車(chē)制造廠商都制定了針對(duì)自己汽車(chē)產(chǎn)品有關(guān)轉(zhuǎn)向柱的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)鍵詞 ：轉(zhuǎn)向柱，安全性能，徑向彈力，試驗(yàn)臺(tái)架，精確測(cè)量 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 乘用車(chē)轉(zhuǎn)向柱徑向彈性試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 2 The design of the automobile steering column Radial elasticity test gantry Abstract With the rapid development of automobile technology, the safe of cars is more and more important. As the important part of steering control mechanism, steering column not only protect drivers against steering control mechanism by the design of guard drivers and absorbing engery,but also firm support and fix steering many countries constituted a lot of relevant rules of law and standard which control the manufacture of to countries’law and standard,many auto factories have also their own test standards an laws. The task to the paper is to design the automobile steering column Radial elasticity, according to the test standard, SVW TL 82225: 20xx10, which of the steering design is in testing auto and must be layed improved design have a simple structure and is setted can be adjusted with the steering wheel in different improve about the set of loading force can increase the accuracy of measure. The micrometer and the laser sensor can exactly measure the data of 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 乘用車(chē)轉(zhuǎn)向柱徑向彈性試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 3 displacement. In the process of the design, paint engineering drawing by software AutoCad . Key words: steering column, safety, radial elasticity, test gantry, accuracy 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 乘用車(chē)轉(zhuǎn)向柱徑向彈性試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 4 乘用車(chē)轉(zhuǎn)向柱徑向彈力試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 胡穎灝 061103253 0 引言 汽車(chē)作為現(xiàn)代化交通工具，在給人們的生活帶 來(lái)便利與樂(lè)趣的同時(shí)，也因其引起的交通事故給人類(lèi)的生命和財(cái)產(chǎn)帶來(lái)極大的威脅和傷害。上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 乘用車(chē)轉(zhuǎn)向柱徑向彈性試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 1 摘 要 隨著汽車(chē)技術(shù)的迅猛發(fā)展，汽車(chē)的安全性越來(lái)越重要。因此，汽車(chē)的安全性是汽車(chē)廠商、消費(fèi)者及政府部門(mén)高度關(guān)注的問(wèn)題。本文主要通過(guò)設(shè)計(jì)使用、可靠的轉(zhuǎn)向柱試驗(yàn)臺(tái)架，進(jìn)行轉(zhuǎn)向柱徑向彈力測(cè)試來(lái)上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 乘用車(chē)轉(zhuǎn)向柱徑向彈性試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 5 檢驗(yàn)轉(zhuǎn)向柱的剛度和功能 要求。 從 20世紀(jì) 80年代開(kāi)始，隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，包括政府管理層面在內(nèi)的全社會(huì)開(kāi)始普遍關(guān)注汽車(chē) 產(chǎn)品的安全性問(wèn)題。我國(guó)汽車(chē)被動(dòng)安全強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)體系日趨完善，已制定發(fā)布的汽車(chē)摩托車(chē)被動(dòng)安全強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)共計(jì) l9項(xiàng)，其中汽車(chē)被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn) l8項(xiàng)，摩托車(chē)被動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn) l項(xiàng)。隨后美國(guó)運(yùn)上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 乘用車(chē)轉(zhuǎn)向柱徑向彈性試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 8 輸 部／國(guó)家公路交通安全管理局 (D0T／ NH1ISA)對(duì)該 法規(guī)實(shí)施后的交通事故進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)就單 個(gè)車(chē)的乘員事故死亡率有所減少，但車(chē)對(duì)車(chē)的乘員 事故死亡率沒(méi)有減少。隨后 ECE／ W29繼續(xù)開(kāi)展 該項(xiàng)工作，并于 1994年 5月正式提出了側(cè)碰撞法 規(guī) ECE R95，并從 1995— 1001開(kāi)始實(shí)施。 20xx 年 1 月 18號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)發(fā)布《汽車(chē)側(cè)面碰撞的乘員保護(hù)》標(biāo)準(zhǔn)（ GB20xx120xx）和《乘用車(chē)后碰撞燃油系統(tǒng)安全要求》（ GB20xx220xx）兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，并于20xx 年 7 月 1 日起正式實(shí)施。歐洲、日本、澳大利亞也相繼制定各自的標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)定總成的扭轉(zhuǎn)角度。 靜扭強(qiáng)度試驗(yàn) 將總成與轉(zhuǎn)向器連接的一端固定，從轉(zhuǎn)向盤(pán)一端施加轉(zhuǎn)矩，測(cè)出輸入 轉(zhuǎn)矩隨總成扭角變化的曲線(xiàn)。 實(shí)驗(yàn)要求以及實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)要求 本試驗(yàn)是受 TPC委托對(duì)上海大眾聯(lián)合發(fā)展有限公司動(dòng)力總成分公司提供的 PQ35轉(zhuǎn)向柱支座按 TPC提供的要求進(jìn)行徑向彈性試驗(yàn)。 轉(zhuǎn)向盤(pán)調(diào)整范 圍 圖 轉(zhuǎn)向盤(pán)調(diào)整范圍 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 乘用車(chē)轉(zhuǎn)向柱徑向彈性試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 14 轉(zhuǎn)向盤(pán)調(diào)整到最上端，即轉(zhuǎn)向盤(pán)上擺角位置時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)平面與地面夾角為 45? ；轉(zhuǎn)向盤(pán)調(diào)整到最下端，即轉(zhuǎn)向盤(pán)下擺角位置時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)平面與地面夾角為 75? ；擺角范圍為 30? 。R 繞 Y 軸旋轉(zhuǎn) ? 后，得 R 坐標(biāo) 39。通過(guò)對(duì) A 點(diǎn)的坐標(biāo)變化來(lái)確定臺(tái)架的調(diào)整范圍。支架一端與底架相連，支架上面放置臺(tái)架平面。 臺(tái)架平面支架 支架部分由上下二部分組成。 加載裝置所安裝的位置除了鋼板外，沒(méi)有其他固定裝置，因此加載裝置下還需要設(shè)計(jì)一些加強(qiáng)肋，見(jiàn)圖 。該螺栓是在定位螺栓的基礎(chǔ)上，多加了一個(gè)球針上體，見(jiàn)圖 。測(cè)量?jī)x器用吸石吸附在臺(tái)架平面的支架上。 FFyFx 圖 轉(zhuǎn)向盤(pán)平面與加載力不同面時(shí)，加載力分析示意圖 繪制載荷與位移關(guān)系圖 根據(jù)從傳感器上測(cè)量到的數(shù)據(jù)分別繪制出向左、向右和向下時(shí)的載荷與位移關(guān)系圖，見(jiàn)圖 、 。根據(jù)型鋼表可 知，角鐵 GB9788－ 88（ 8/5）的理論質(zhì)量等于 。 2． 計(jì)算最大正應(yīng)力 max? 軸力正應(yīng)力公式為 NN FA? ? ?????????????????????????? () NF — 軸力 A — 截面面積， 根據(jù)圖 ? ，根據(jù)型鋼表可知 cm? ，將值代入式 42 1 8 . 8 2 . 8 97 . 5 6 1 0NN F M P aA? ?? ? ?? ?????????????? () 彎曲正應(yīng)力公式為 MMIy? ? ?????????????????????????? () M — 彎矩 I — 慣性矩 y — 橫截面上點(diǎn)離中性軸的距離 根據(jù)圖 N m??，根據(jù)已知條件可知 cm? ，根據(jù)圖 m ax 5y cm?上 ， m ax 5y cm?下 ，將數(shù)值代入式 ，得 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 乘用車(chē)轉(zhuǎn)向柱徑向彈性試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 38 MPa? ?壓 ??????????????????????? () 3M MPa? ?拉 ??????????????????????? () 由疊加原理可知 NM? ? ??＝ ???????????????????????? () 將式 、式 ，得 1 .7 5 2 .8 9 4 .6 4 P M a? ? ? ?壓 ， 3 .5 3 2 .8 9 0 .4 6 M P a? ? ? ?拉 得 m a x 4 .6 4 M P a?? 壓＝ ＝ 3． 計(jì)算最大彎曲切應(yīng)力 max? 彎曲切應(yīng)力公式為 ()() szzFSy Ib?? ? ??????????? ???????????? () sF — 剪力 ()zS? — y 軸一側(cè)部分截面 ? 對(duì) Z 軸的靜矩 zI — 截面對(duì)中性軸 Z 的慣性矩 b — 截面寬度 根據(jù)圖 5。 根據(jù) ，徑向彈力測(cè)試的數(shù)據(jù)都是精確到 ，顯然臺(tái)架剛度必須保證這個(gè)要求。考慮到螺栓連接的不可靠性，在臺(tái)架平面安裝時(shí)，使用了定位銷(xiāo)，保證試驗(yàn)時(shí)不會(huì)因?yàn)檫x用螺栓連接而產(chǎn)生多余的安裝間隙； 3．測(cè)量裝置選用千分表和激光位移傳感器 的共用的方式取代原來(lái)的拉線(xiàn)式傳感器，避免由于安裝原因?qū)е碌霓D(zhuǎn)向柱剛度不均勻而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向盤(pán)中心的位移偏移，提高了測(cè)量精度； 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 乘用車(chē)轉(zhuǎn)向柱徑向彈性試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 48 4．加載裝置利用螺紋螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，進(jìn)行循環(huán)加載。包括外觀檢查，圖片文檔，化學(xué)分析，剛度測(cè)試，金相檢驗(yàn)。這一調(diào)整是用來(lái)確定汽車(chē)的位置 ,一個(gè)臨界線(xiàn)的角度看 , 有時(shí)稱(chēng)為連鑄機(jī)和側(cè)傾角度。然而 ,問(wèn)題還是發(fā)生 ,特別是由于制造誤差或使用不當(dāng)。當(dāng)?shù)氐钠?chē)經(jīng)銷(xiāo)商 ,對(duì)于司機(jī)的情況了解后，認(rèn)為責(zé)任不在他們這，理由是每年制造商產(chǎn)生了數(shù)以千計(jì)的這類(lèi)車(chē)輛 , 直到現(xiàn)在仍然運(yùn)行良好，全世界沒(méi)有任何一則報(bào)道關(guān)于這類(lèi)車(chē)的嚴(yán)重事故。給人的視覺(jué)美觀的擁抱部分片段 ,其中的螺紋部分 ,無(wú)論是朝上。表面硬度的裂縫拉桿端測(cè)得 的剛度。 一個(gè)樣本的斷裂面是增大的 ,并觀察在掃描電子顯微鏡 ( SEM )。 金相查看了樣品剪下來(lái)的螺紋部分拋光后 ,刻蝕 2%見(jiàn)圖 9。成分和硬度不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。對(duì)斷裂表面的螺紋部分的裂紋區(qū)和沙灘痕跡可以清楚地指出 ,疲勞裂紋源于破壞性一帶的咽喉。這是典型的淬硬低碳鋼 . 無(wú)異常微觀發(fā)現(xiàn)。裂縫成因是在邊緣的光滑地區(qū)的螺紋部分喉嚨 , 暗示最高在這一地區(qū)，見(jiàn)圖 5。 表 1 化學(xué)成分不合格螺紋部分拉桿末端和 8620 艾西鋼 顯然從圖 . 4 可知，存在兩種截然不同的領(lǐng)域的斷裂面 。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 乘用車(chē)轉(zhuǎn)向柱徑向彈性試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 56 圖 4 螺紋部分?jǐn)嗝婧洼嗇y疤痕概括性的一部分 . 2 實(shí)驗(yàn)程序 損壞的螺紋部分的拉桿端肉眼檢查和宏 觀照顧 ,以避免損傷斷裂面。為解決爭(zhēng)端 , 因此決定進(jìn)行一次徹底的失效分析 ,調(diào)查所有部件來(lái)確定實(shí)際損壞。有人帶了分析 ,由調(diào)查局 ,內(nèi)政部在一項(xiàng)法律糾紛。隨著一個(gè)完整的車(chē)輪定位 . 整個(gè)拉桿由于摩擦和磨損 ,可造成不穩(wěn)定轉(zhuǎn)向和輪胎過(guò)度磨損。結(jié)果表明，拉桿在喉嚨 (最小 )面積的螺紋部分的疲勞裂紋是由于材料缺陷及熱處理不當(dāng)造成的。加載裝置與轉(zhuǎn)向盤(pán)之間采用柔性連接，減少由于安裝誤差帶來(lái)的測(cè)量誤差。 臺(tái)架選用的是 GB97