【正文】 (349)鑒于轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承在工作中的相對(duì)轉(zhuǎn)角不大的及軸承滾道圈破壞帶來(lái)的危險(xiǎn)性，軸承的選擇按其靜承載容量C0進(jìn)行，且取當(dāng)量靜載荷P0為：P0=（～）C0 轉(zhuǎn)向節(jié)止推墊片的計(jì)算當(dāng)采用青銅止推墊片代替轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承時(shí)，在汽車(chē)滿(mǎn)載情況下，止推墊片的靜載荷可取為Fa===3075 N (350)這時(shí)止推墊片的擠壓力為c==1 MPa (351)式中：d；D——止推墊片的內(nèi)、外徑。即當(dāng)轉(zhuǎn)向輪在偶遇外力作用發(fā)生偏移時(shí)，一旦作用的外力消失后，應(yīng)能立即自動(dòng)回到原來(lái)直線(xiàn)行使的位置。這些轉(zhuǎn)向的定位參數(shù)有主銷(xiāo)后傾角、主銷(xiāo)內(nèi)傾角、前輪外傾角和前輪前束[4]。主銷(xiāo)后傾角能形成回正的穩(wěn)定力矩。當(dāng)汽車(chē)直線(xiàn)行使時(shí)，若轉(zhuǎn)向輪偶然受到外力作用稍有偏移（例如向右偏移），將使汽車(chē)行使方向向右偏離。反力Fy對(duì)車(chē)輪形成繞主銷(xiāo)軸線(xiàn)作用的力矩FyL，其方向正好與車(chē)輪偏移方向相反。但此力矩不宜過(guò)大。因穩(wěn)定力矩的大小取決力臂L的數(shù)值，而力臂L又取決于后傾角的大小?，F(xiàn)在高速汽車(chē)由于輪胎氣壓降低、彈性增加，而引力穩(wěn)定性增大。本設(shè)計(jì)采用主銷(xiāo)后傾角為零。 a) b) c)42主銷(xiāo)內(nèi)傾角作用示意圖及車(chē)輪外傾角 The king pin angle of toein’s sketch map主銷(xiāo)內(nèi)傾角也有使車(chē)輪自動(dòng)回正的作用，如圖42b所示。但實(shí)際上車(chē)輪下邊緣不可能陷入路面以下，車(chē)輪將轉(zhuǎn)向車(chē)輪連同整個(gè)汽車(chē)前部向上抬起一個(gè)相應(yīng)的高度，這樣，汽車(chē)本身的重力有使轉(zhuǎn)向輪回到原來(lái)中間位置的效應(yīng)。但c的值也不宜過(guò)小，即內(nèi)傾角不宜過(guò)大，否則在轉(zhuǎn)向時(shí)車(chē)輪繞主銷(xiāo)偏轉(zhuǎn)的過(guò)程中，輪胎與路面間將產(chǎn)生較大的滑動(dòng)，因而增加了輪胎與路面間的摩擦阻力。因此，一般內(nèi)傾角不大于80。加工時(shí)，將前梁兩端主銷(xiāo)孔軸線(xiàn)上端向內(nèi)傾角就形成內(nèi)傾角。是通過(guò)車(chē)輪中心的汽車(chē)橫向平面與車(chē)輪平面的交線(xiàn)與地面垂線(xiàn)之間的夾角，如圖42c所示。另外，路面對(duì)車(chē)輪的垂直反作用力及輪轂緊固螺母的負(fù)荷，降低了他們的使用壽命。同時(shí)，車(chē)輪有了外傾角也可以與拱形路面相適應(yīng)。前輪外傾角是在轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)計(jì)中確定的。 車(chē)輪前束車(chē)輪有了外傾角后，在滾動(dòng)時(shí)就類(lèi)似于滾錐，從而導(dǎo)致兩側(cè)車(chē)輪向外滾開(kāi)。為了消除車(chē)輪外傾帶來(lái)的這種不良后果，在安裝車(chē)輪時(shí)，使汽車(chē)兩前輪的中心面不平行，兩輪前邊緣距離的B小于后邊緣距離A，如圖43所示。從而在很大程度上減輕和消除了由于車(chē)輪外傾角而產(chǎn)生的不良后果。一般前束值為0～12mm。此外，前束也可用角度——前束角表示，如圖43中的角。在這些靜、動(dòng)（沖擊）載荷的作用下，轉(zhuǎn)向橋必須保持有足夠的強(qiáng)度、鋼度，足夠的壽命以及滿(mǎn)意的性能，為此，轉(zhuǎn)向橋及以及他們的零、部件，必須經(jīng)受?chē)?yán)格的實(shí)驗(yàn)。 車(chē)道路實(shí)驗(yàn)、使用實(shí)驗(yàn)及整車(chē)室內(nèi)臺(tái)架試驗(yàn)用于考核轉(zhuǎn)向橋及其零、部件的可靠性、耐久性；對(duì)各種道路的適應(yīng)性及對(duì)整車(chē)結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性；測(cè)定性能指標(biāo)，例如轉(zhuǎn)向橋的轉(zhuǎn)向輕便性、轉(zhuǎn)向車(chē)輪的自動(dòng)回正性能及直線(xiàn)行駛的穩(wěn)定性、有無(wú)轉(zhuǎn)向車(chē)輪的擺振及其擺振車(chē)速等，并要對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題提出解決措施。對(duì)非斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向橋的疲勞實(shí)驗(yàn)，可按JB3605規(guī)定的臺(tái)架試驗(yàn)方法進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)要求檢查并記錄首次出現(xiàn)裂紋時(shí)的循環(huán)次數(shù)，12萬(wàn)次循環(huán)及60萬(wàn)次循環(huán)時(shí)焊縫裂紋出現(xiàn)的部位及長(zhǎng)度，以及最終斷裂時(shí)的循環(huán)次數(shù)等。試驗(yàn)時(shí)將轉(zhuǎn)向橋總成放在專(zhuān)用的支承架上。左、右支承中心應(yīng)在左、右車(chē)輪的中心線(xiàn)位置相重合，載荷應(yīng)加到左、右鋼板彈簧座的中心線(xiàn)位置上。剛度試驗(yàn)時(shí)，載荷由零開(kāi)始逐漸增大，記錄每次加載后的變形量，然后在進(jìn)行卸載實(shí)驗(yàn)。這時(shí)先將剛度試驗(yàn)用的千分表拆下，并繼續(xù)逐步、平穩(wěn)地加大載荷，并注意記錄材料達(dá)到屈服極限時(shí)的載荷及最后達(dá)到強(qiáng)度極限時(shí)的破壞載荷。其支承位置和加載位置與抗玩剛度試驗(yàn)及靜彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)相同。作用在試件上的循環(huán)載荷最大值Pmax可取為汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)從動(dòng)橋軸負(fù)荷G1的2..5（或2～3）倍；交變載荷的變化頻率可選為100～300次/min。6 結(jié)論近年來(lái)隨著生產(chǎn)水平汽車(chē)水平和路面的改善，汽車(chē)行使速度的不斷提高，同時(shí)人們對(duì)客車(chē)的性能要求也越來(lái)越高，如何保證既要具有高的行使速度又要具有良好的轉(zhuǎn)向性能以滿(mǎn)足用戶(hù)的要求，是亟待解決的問(wèn)題。本設(shè)計(jì)以《汽車(chē)設(shè)計(jì)》為理論基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)中確定了轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)向橋及其零件組成，通過(guò)計(jì)算設(shè)計(jì)出了主要零件的尺寸、強(qiáng)度和合理的整體布局。廣泛用于微、輕型載貨汽車(chē)。致謝本設(shè)計(jì)在任蘭鑄老師的悉心指導(dǎo)下完成。任老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)、豐富的經(jīng)驗(yàn)以及獨(dú)到的見(jiàn)解，使我受益匪淺，在此表示衷心的感謝。最后，感謝在百忙之中評(píng)審論文和參加答辯工作的專(zhuān)家與教授們！參考文獻(xiàn)[1] (Ⅰ) [M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2001.[2] (Ⅱ) [M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2001.[3] 、制造、質(zhì)量檢測(cè)及國(guó)內(nèi)外實(shí)用手冊(cè)[M].中國(guó)知識(shí)出版社,2005.[4] [M].吉林工業(yè)大學(xué),2000.[5] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996.[6] Vehic Object Simulation Model[M] .Programmers Manual,1976.[7] [M].汽車(chē)科技,2001.[8] 謝衛(wèi)國(guó),[J].汽車(chē)工程,1991,(3):69～79.[9] [M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1998.[10] [M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1998.[11] (一) [M].長(zhǎng)春:吉林科學(xué)技術(shù)出版社,1995.附錄A數(shù)控技術(shù)發(fā)展數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家均采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，以PC平臺(tái)為基礎(chǔ)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。在新世紀(jì)到來(lái)時(shí)，如何有效解決這些問(wèn)題，使我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進(jìn)行列，使我們?cè)趪?guó)際競(jìng)爭(zhēng)中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開(kāi)發(fā)部門(mén)和生產(chǎn)廠(chǎng)家所面臨的重要任務(wù)。為此，本文從總體戰(zhàn)略和技術(shù)路線(xiàn)兩個(gè)層次及數(shù)控系統(tǒng)、功能部件、數(shù)控整機(jī)等幾個(gè)具體方面探討了新世紀(jì)的發(fā)展途徑。通過(guò)對(duì)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的分析和對(duì)我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域存在問(wèn)題的研究，我們認(rèn)為以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)，以商品化為主干，以管理和營(yíng)銷(xiāo)為重點(diǎn)，以技術(shù)支持和服務(wù)為后盾，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路將是一種符合我國(guó)國(guó)情的發(fā)展數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的總體戰(zhàn)略。但回顧這幾十年的發(fā)展，可以看到我們?cè)跀?shù)控領(lǐng)域的進(jìn)步主要還是按國(guó)外一些模式，按部就班地發(fā)展，真正創(chuàng)新的成分不多。但到了世界數(shù)控強(qiáng)手如林的今天和知識(shí)經(jīng)濟(jì)即將登上舞臺(tái)的新世紀(jì)，這一常規(guī)途徑就很難行通了。這種老是跟在別人后面走，按國(guó)外已有控制和驅(qū)動(dòng)模式來(lái)開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，在技術(shù)上難免要滯后，再加上國(guó)外公司在我國(guó)境內(nèi)設(shè)立研究所和生產(chǎn)廠(chǎng)，實(shí)行就地開(kāi)發(fā)、就地生產(chǎn)和就地銷(xiāo)售，使我們的產(chǎn)品在性能價(jià)格比上已越來(lái)越無(wú)多大優(yōu)勢(shì)，因此要進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)占有率，難度自然就很大了。在此基礎(chǔ)上大力發(fā)展符合中國(guó)國(guó)情的數(shù)控產(chǎn)品，從而形成從數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控功能部件到種類(lèi)齊全的數(shù)控機(jī)床整機(jī)的完整的產(chǎn)業(yè)體系。 在商品化上狠下工夫近幾年我國(guó)數(shù)控產(chǎn)品雖然發(fā)展很快，但真正在市場(chǎng)上站住腳的卻不多。這當(dāng)然不是說(shuō)舊機(jī)床的數(shù)控化改造不重要，而是說(shuō)明從商品的角度看，我們的數(shù)控系統(tǒng)與國(guó)外相比還存在相當(dāng)大的差距。以往，一些數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)品的研究、開(kāi)發(fā)部門(mén)，所追求的往往是一些體現(xiàn)技術(shù)水平的指標(biāo)（如多少通道、多少軸聯(lián)動(dòng)、每分鐘多少米的進(jìn)給速度等等），而對(duì)影響實(shí)用性的一些指標(biāo)和一些小問(wèn)題卻不太重視，在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、魯棒性、可靠性、實(shí)用性方面花的精力相對(duì)較少。但這些高指標(biāo)、高性能的產(chǎn)品到用戶(hù)哪兒卻由于一些小問(wèn)題而表現(xiàn)不盡人意，最后喪失了信譽(yù)，打不開(kāi)市場(chǎng)。 強(qiáng)技術(shù)支持和服務(wù)數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床作為典型的高技術(shù)產(chǎn)品，對(duì)用戶(hù)的技術(shù)支持和服務(wù)是相當(dāng)重要的。用戶(hù)花了很多錢(qián)買(mǎi)的數(shù)控機(jī)床或數(shù)控系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題卻叫天天不應(yīng)，叫地地不靈，以后誰(shuí)還敢買(mǎi)我們的產(chǎn)品。因此，為了取得數(shù)控產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的全面勝利，必須建立以技術(shù)支持和服務(wù)為核心的強(qiáng)大后方。目前，利用先進(jìn)的信息技術(shù)手段（如網(wǎng)絡(luò)和多媒體），將為建立新一代立體化的技術(shù)支持和服務(wù)體系開(kāi)辟新的途徑。綠色是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，其主要思想是清潔和節(jié)約。如減少數(shù)控機(jī)床的鑄件結(jié)構(gòu)，消除鑄造對(duì)環(huán)境的污染；將數(shù)控機(jī)床主軸的潤(rùn)滑以油氣潤(rùn)滑、噴油潤(rùn)滑等取代油霧潤(rùn)滑，減少對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的污染；在精密數(shù)控機(jī)床及其運(yùn)行環(huán)境的溫度控制中取消氟利昂制冷的恒溫技術(shù)；以電傳動(dòng)代替機(jī)械傳動(dòng)，減少噪聲污染。如以軟件代替硬件，從而減少硬件制造的資源和能源消耗及污染，并減少產(chǎn)品壽命結(jié)束后硬件裝置的拆卸回收問(wèn)題；以永磁驅(qū)動(dòng)代替感應(yīng)驅(qū)動(dòng)，提高效率和功率因數(shù)，節(jié)約能源；以電傳動(dòng)代替機(jī)械傳動(dòng)，提高效率，減少能源消耗。這既符合運(yùn)用信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和裝備現(xiàn)代化這一產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，又可取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。④大力發(fā)展綠色數(shù)控機(jī)床。2 技術(shù)途徑 發(fā)展具有中國(guó)特色的新一代PC數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)是各類(lèi)數(shù)控裝備的核心，因此通過(guò)科技創(chuàng)新首先發(fā)展具有中國(guó)特色的新型數(shù)控系統(tǒng)，將是推動(dòng)數(shù)控產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的有效技術(shù)途徑。PC機(jī)（包括工業(yè)PC）產(chǎn)量大、價(jià)格便宜，技術(shù)進(jìn)步和性能提高很快，且可靠性高（工業(yè)PC主機(jī)的MTBF已達(dá)30年［3］）。此外，以通用微機(jī)作為數(shù)控平臺(tái)還可獲得快速的技術(shù)進(jìn)步，當(dāng)PC機(jī)升級(jí)換代時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)也可相應(yīng)升級(jí)換代，從而長(zhǎng)期保持技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。另外還有一種正在發(fā)展的數(shù)字化分布式結(jié)構(gòu)。這種系統(tǒng)雖然性能很好，但由于開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)成本太高，近期難以被國(guó)內(nèi)廣大用戶(hù)所接受。幾十年的經(jīng)驗(yàn)表明，可靠性好壞是國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)能否發(fā)展的關(guān)鍵。以往，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在總體設(shè)計(jì)時(shí)由于種種原因的限制，不得不選用技術(shù)指標(biāo)不太高的普通CPU，這樣，為完成數(shù)控的復(fù)雜功能往往需要由多個(gè)CPU來(lái)組成系統(tǒng)，有時(shí)還需另加一些專(zhuān)用或通用硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的一些高實(shí)時(shí)性功能（如細(xì)插補(bǔ)、位置伺服控制等），從而造成系統(tǒng)硬件規(guī)模龐大。因此，我們?cè)陂_(kāi)發(fā)新型數(shù)控系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用新型高性能CPU（如高主頻的Pentium II、Pentium III等）作為系統(tǒng)的運(yùn)算和控制核心，并盡量用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)控的所有功能。此外，還應(yīng)在軟件設(shè)計(jì)、電源設(shè)計(jì)、接插件設(shè)計(jì)與選用、接地與屏蔽設(shè)計(jì)和施工等方面采用強(qiáng)抗擾高可靠性設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，從而全面提高系統(tǒng)的可靠性。這樣，以前由DSP完成的數(shù)字化伺服控制功能（如位置控制、速度控制、矢量變換控制等）均可由PC中的CPU完成，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)裝式伺服控制，這不僅有效縮小了數(shù)控部分的硬件規(guī)模，其硬件規(guī)模將達(dá)到最小化，整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)除一個(gè)PC平臺(tái)外，剩下的只有驅(qū)動(dòng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的功率接口和反饋接口。顯然，這種高性能、高可靠性、低成本的新型數(shù)控系統(tǒng)將具有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，有望為開(kāi)創(chuàng)中國(guó)數(shù)控的新局面作出貢獻(xiàn)。這是因?yàn)?，這種系統(tǒng)的硬件本身已經(jīng)是完全開(kāi)放的，構(gòu)成開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的工作完全在軟件上，只要制定好標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，從信息處理、軌跡插補(bǔ)、加減速控制、開(kāi)關(guān)量控制到伺服控制都可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)放，從而可大大方便用戶(hù)的使用。要實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的模塊化設(shè)計(jì)制造，必須解決數(shù)控機(jī)床功能部件的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)問(wèn)題。因此，在今后的若干年內(nèi)，我們必須大力促進(jìn)數(shù)控機(jī)床功能部件的開(kāi)發(fā)和專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)。但目前這類(lèi)產(chǎn)品幾乎都為感應(yīng)異步型，存在以下突出問(wèn)題：①轉(zhuǎn)子上存在繞組，有大電流流過(guò)，因此轉(zhuǎn)子發(fā)熱嚴(yán)重，直接影響主軸精度；②低速出力小且轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，難以滿(mǎn)足寬范圍切削要求；③效率和功率因素低，不僅電機(jī)體積和重量大而且要求逆變器容量大、耗能多；④控制系統(tǒng)復(fù)雜、利用我國(guó)稀土永磁材料的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)新型大功率、高效率、寬調(diào)速范圍永磁同步型交流電主軸單元，將可有效解決現(xiàn)有電主軸存在的問(wèn)題，形成具有中國(guó)特色的新一代電主軸產(chǎn)品。當(dāng)然，這還要攻克主軸支承（陶瓷軸承、流體動(dòng)靜壓軸承、磁懸浮軸承）技術(shù)、高精度高速動(dòng)平衡技術(shù)、高速驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)與控制技術(shù)、高可靠性安全保證技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。因此，應(yīng)配合新型集成化國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，大力開(kāi)發(fā)廉價(jià)的高性能內(nèi)裝式伺服系統(tǒng)。(3)直線(xiàn)交流伺服系統(tǒng)　 直線(xiàn)交流伺服系統(tǒng)是下一世紀(jì)數(shù)控機(jī)床不可缺少的功能部件，目前我國(guó)還沒(méi)有成熟產(chǎn)品，因此應(yīng)加強(qiáng)研究、開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步開(kāi)發(fā)將驅(qū)動(dòng)與支承合二為一的磁懸浮工作臺(tái)。(5)高速高精度檢測(cè)裝置　 高速高精度是下世紀(jì)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的主題，這不但需要高性能的控制和驅(qū)動(dòng)，同時(shí)還需要高品質(zhì)的檢測(cè)環(huán)節(jié)，因此應(yīng)在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上， μm以上精度的高速(60 m/min以上)線(xiàn)位移傳感器和100萬(wàn)脈沖/r的角位移傳感器，此類(lèi)技術(shù)國(guó)外對(duì)我國(guó)是封鎖的。在上述總體戰(zhàn)略指導(dǎo)下，采取抓兩頭（低價(jià)位數(shù)控機(jī)床和高速高效數(shù)控機(jī)床）、帶中間（普通數(shù)控機(jī)床）、促重型（重型關(guān)鍵裝備）的方針，將是在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上快速收復(fù)失地，在國(guó)際市場(chǎng)上穩(wěn)步進(jìn)軍，最終打贏(yíng)國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)翻身仗的一種有效戰(zhàn)術(shù)和策略。附錄BThe Numerical control’s developmentThe Numerical Control technical and the equipmentis important for the foundation of the modern this foundation affects an economy of nation to develop directly and prehensive national strength, relate to a strategic position of , theflourishing nation of each industry all adopts the important measure in t