【正文】 安裝內(nèi)夾緊件 11. 安裝外夾緊件 8. 輸出軸球鉸墊塊 繞開中心的“十字架”正交輸出軸線上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 乘用車方向盤動(dòng)態(tài)強(qiáng)度試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 27 5 傳力裝置 設(shè)計(jì) 傳力裝置 設(shè)計(jì)方案 在試驗(yàn)中由于外力無法準(zhǔn)確地直接施加到方向盤骨架上 ，因此要用一個(gè) 能夠傳遞力 的裝置來解決這一個(gè)問題， 所以 就 需要用到 了 萬向節(jié) 這個(gè)東西。但它與肢體關(guān)節(jié)的活動(dòng)形式又有所不同，它僅允許夾角在一定范圍內(nèi)變化。 目前應(yīng)用最廣的一種普通 萬向節(jié) 由 萬向節(jié) 叉、十字軸等基本零件構(gòu)成。 萬向節(jié) 叉上的花鍵連接又可以做小許的軸向移動(dòng)，這樣就適應(yīng)了夾角和距離同時(shí)變化的需要。 傳力裝置 設(shè)計(jì)原理 萬向節(jié) 的作用是在不同軸線 上的軸之間進(jìn)行轉(zhuǎn)矩傳遞，所能傳遞載荷的大小受到材料性能的限制。 另外，還必須分別考慮它是受長期載荷上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 乘用車方向盤動(dòng)態(tài)強(qiáng)度試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 28 的作用，還是受短期載荷的作用：對(duì)長期載荷，應(yīng)力狀態(tài)是動(dòng)態(tài)的， 萬向節(jié) 必須能經(jīng)受住數(shù)百萬次循環(huán)應(yīng)力的作用；對(duì)短期載荷，應(yīng)力狀態(tài)是準(zhǔn)靜態(tài)的， 萬向節(jié) 應(yīng)設(shè)計(jì)成不會(huì)發(fā)生過大的塑性變形。 在支撐力試驗(yàn)中，外力作用桿前端做成螺栓形狀，與試驗(yàn)裝置 里呈 水平方向的 輸入梁上中心的螺紋孔連接擰緊，輸入梁 由此受到外力作用，通過梁兩端與輸入軸球鉸連接的輸入梁連接塊把力傳遞給 兩個(gè)輸入軸球鉸，輸入軸球鉸再把力傳給與之連接的剛性十字架，十字架受 力 后沿受力方向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)與之連接的呈豎直方向的兩個(gè)輸出軸球鉸 ，輸出軸球鉸再把力傳到夾緊方向盤的內(nèi)、外夾緊件上 ，通過這一系列的傳遞，作用力終于傳到方向盤上。 十字軸有兩種設(shè)計(jì) 方式，分為按彎曲強(qiáng)度和按表面應(yīng)力。 按照一般理解表面壓強(qiáng)是指作用于零件表面 dA 的作用力 dQ ，即p dQ dA? ，由此可得 Q dQ pdA????。表面上的任意點(diǎn)由坐標(biāo) Z 和 XZ 平 面形成 1? 角的子午線共同確定。 靜態(tài)是指運(yùn)轉(zhuǎn)工況，而不是應(yīng)力類型。 許多經(jīng)驗(yàn)表明，輕微的塑性變形不會(huì)損害運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。 動(dòng)應(yīng)力和耐久性 在動(dòng)態(tài)應(yīng)力情況下，兩滾動(dòng)體相對(duì)運(yùn)動(dòng)，如靜應(yīng)力一樣，轉(zhuǎn)矩可以是恒定的或變化的。 如果比載荷接近于疲勞極限（ k ?? ），式中的壽命 L 趨于無限（ L?? ）?！?壽命 L 和SKF 工作壽命試驗(yàn)的壓力負(fù)荷 P 之間的關(guān)系為： 2112pLpLp????????????????????????????? （ ） 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 乘用車方向盤動(dòng)態(tài)強(qiáng)度試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 31 如果把 1pC? 作為參考載荷。刪去下標(biāo)， 等式可寫成 ? ?610 pL C p? ???????????????????? （ ） 在恒定測試速度下，式中的壽命 L 用小時(shí) hL 表示 1 1 1 60hL L n? ? ???????????????????? ? （ ） （ ）式 與 Palmgren 等式 （ ）式 相比，得 ? ?61 1 16 0 1 0 phL n C p? ? ?61111060 phL C pn? ??????????????????? （ ） 如果用另一種壓力載荷 2p 來計(jì)算 萬向節(jié) 的耐久性，由 （ ） 式和（ ） 式得 2 2 2 1 1211 1 1 2 26060 ph hhhL L n p pp L LL L n p p? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?????????? ? （ ） 傳力裝置 轉(zhuǎn)矩方程 具有 m 個(gè)元素的 萬向節(jié) 的轉(zhuǎn)矩傳遞能力 M 能由壓力載荷的等價(jià)分量xP 確定 xyzpppp??????????? 它正切于半徑 R 并與旋轉(zhuǎn)軸 r 正交。它的一般位置由壓力角 ? 、傾角 ? 和傾斜角 ? 決定。 為了清楚理解角 ? 、 ? 和 ? 的影響效果，旋轉(zhuǎn)空間壓力載荷 p ，可以根據(jù)繞 z 軸旋轉(zhuǎn)角 90??? ?? 的旋轉(zhuǎn)能發(fā)現(xiàn)壓力角 ? 的作用。 c o s 0 sin c o s0 1 0 sinsin 0 c o s 0pp D p p?? ? ????? ? ? ?? ? ? ??? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? c o s c o sc o s sin00xypp??????? ? ? ?? ? ? ???? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 有效分力為 ? ?sin c o s c o s 9 0 c o sxp p p? ? ? ??? ? ? ? ??????????? （ ） 如果 p 以傾斜角 ? 作用，而不是傾角 ? ， 繞 x 軸旋轉(zhuǎn)得 1 0 0 c o s0 c o s sin sin0 sin c o s 0pp D p p??? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 乘用車方向盤動(dòng)態(tài)強(qiáng)度試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 33 c ossi n c ossi n si nxyzpppp???????? ? ? ?? ? ? ???? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? 有效分力沒有因以傾斜角 ? 繞 x 軸旋轉(zhuǎn)后而發(fā)生改變，它仍為 c os sinxxp p p p??? ??? ? ???????????????? （ ） 如果載荷同時(shí)以三種角度傾斜，很明顯一旦選定了其中兩個(gè)角度，第三個(gè)角度也被限定了。 傳力裝置 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)額定轉(zhuǎn)矩 萬向節(jié) 的額定轉(zhuǎn)矩取決于等效壓力 p 的有效壓力 xp 。這些曲率是壓緊在一起的 萬向節(jié) 元件表面和球的基本曲率。 ? ?11 12 11 1 2 2r d d??? ? ? ? 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 乘用車方向盤動(dòng)態(tài)強(qiáng)度試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 34 縱向軌道的曲率 21? 和 21?? ， 由壓力角 ? 、傾斜角 ? 和開口角 2??? 、萬向節(jié) 半徑 R 和距離 b 確定。 b 0： 筒形 萬向節(jié) 。 c os c osM F M E M E M F??? ? ????????????? （ ） cos ME MD? ? 代入（ ）式得 c o s c o s c o s c o sM F M FMDMD? ? ? ?? ? ???????????? （ ） MF R b??????????????????????? （ ） 21 2 c o s c o s 2 c o s c o s 2M F d R d dr M D d ? ? ? ??? ? ? ? ? ??????? （ ） 21 2 c o s c o s 2 c o s c o s 2M F d R d dr M D d ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ???? ??? （ ） 相似度 LK 定義為 1 21rr的比值，所以把半徑 21r 和球直徑代入等式 1 212 1 2 1 2 12 1 2 LLr d KKr r r d ?? ? ? ? ?????????????? （ ） 把（ ）式代入（ ）式，縱軸線方向的相似度計(jì)算如下 212 1 1c os c os 2LKR b ddr???? ? ? ?22c os c os 2 c os c osL ddK RbR b dd?? ???? ?????????????? ??? （ ） （ c os c os 9 0. 98 77? ? ? ?；負(fù)號(hào)用于內(nèi)接觸點(diǎn) J）。由于相似度的倒數(shù)得22 2rd?? ，半徑 22r 和 22r? 比球半徑大 ? 倍。以扭轉(zhuǎn)力試驗(yàn)裝置為例，外力作用桿與試驗(yàn)裝置輸入梁連接在一起，故輸入梁受力截面上的應(yīng)力為 4250 5 . 9 9 1 00 . 1 7 4 0 . 0 2 4F PaA? ? ? ? ?? 查《材料力學(xué)》可知，鋁合金材料的屈服應(yīng)力為 274 MPa ，所以材料的許用應(yīng)力為 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 乘用車方向盤動(dòng)態(tài)強(qiáng)度試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 36 ? ? 6 82 7 4 1 0 1 . 8 3 1 0 1 8 31 . 5ss Pa P a M P an?? ?? ? ? ? ? 可見，工作應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力， 說明零件能夠安全工作，強(qiáng)度校核合格。如需改進(jìn)，方向盤骨架的橫向輻條根部應(yīng)加寬。方向盤 動(dòng)態(tài)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果 為 支撐力試驗(yàn)合格，而扭轉(zhuǎn)力試驗(yàn)中方向盤的輪輻 部分 出現(xiàn) 零件 損傷，試驗(yàn)不合格，因此方向盤骨架的橫向輻條根部因加寬 ，以便在受到扭轉(zhuǎn)力時(shí)保證汽車行駛安全性 。北京：北京理工大學(xué)出版社， 1997. 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 乘用車方向盤動(dòng)態(tài)強(qiáng)度試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 41 附 錄 1 A0 圖紙一張， A3 圖紙七張 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 乘用車方向盤動(dòng)態(tài)強(qiáng)度試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 42 譯 文 對(duì)一臺(tái)可調(diào)整的 踏板寬度 四輪拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的綜合和分析 摘要 在本文里綜合 Ackermann 聯(lián)結(jié)和一臺(tái)可調(diào)整 踏板寬度拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向控制機(jī)制的問題被提出 。這個(gè)困難的 多種標(biāo)準(zhǔn) 優(yōu)化問題被解決了以被簡化的方式由首先估量 Ackermann 聯(lián)結(jié) ， 跟隨被轉(zhuǎn)向控制機(jī)制的最宜的綜合 ， 假設(shè)它安排阻力鏈接被去除。 一個(gè)目標(biāo)函數(shù)根據(jù)距離的變異在扯拽鏈接之間的中 心聯(lián)接在轉(zhuǎn)向控制機(jī)制的幾種根本配置 ， 被定義了并且進(jìn)一步減到最小在干涉退避和壓力角度面前壓抑。 有非常少量例外 ， 農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)被裝備別針被聯(lián)接對(duì)底盤沒有任何反彈的轉(zhuǎn)向軌 (除氣動(dòng)力學(xué)的輪胎之外 )[1]。 Ackermann 聯(lián)結(jié)由一定數(shù)量的作者調(diào)查了從前 [38]。 轉(zhuǎn)向控制聯(lián)結(jié)并且被調(diào)查了 [1， 8， 10， 11]， 雖然簡化假定通常被做了 ， 象中央瓶并且 pitman 搖臂 有 nonintersecting， 垂直軸 (即鑄工和中央瓶傾向角度被承擔(dān)零 )。這些 DOFs 是 (pitman 搖臂 角度 1? 的變動(dòng)的自轉(zhuǎn)被測量從參考位置 01? )是轉(zhuǎn)向控制行動(dòng) ， 并且軌的自轉(zhuǎn)相對(duì)底盤 (角度 ? 的變動(dòng)被測量從 OX軸 )。這種方法 ， 以 DenavitHartenberg 大會(huì)著名 ， 帶來很多簡 單化給問題公式化。因此 ， 在本文里 ， 參考框架軸被設(shè)置了一致與別針聯(lián)接軸依照被顯示在圖 2。隨后 ，轉(zhuǎn)向控制機(jī)制可能被綜合為 pitman 搖臂 和轉(zhuǎn)向 搖臂 的以下被協(xié)調(diào)的位置 ：正統(tǒng)的位置、極小值半徑輪到左邊 ， 和極小值半徑輪在右邊。 轉(zhuǎn)向控制機(jī)制的 最宜的綜合 ， 然而 ， 由本文的作者采取了 ， 因?yàn)樗懈缮婢窒藓托袆?dòng)傳輸要求可能是認(rèn)為為以限制的形式在綜合期間 而不是核實(shí)這些要求張貼綜合。設(shè)計(jì)要求將估量將保證的 Ackermann 聯(lián)結(jié)和轉(zhuǎn)向控制機(jī)制 ： (a)極小輪子滑倒(極小的轉(zhuǎn)向 誤差 )在轉(zhuǎn)向 ， 和 (b)轉(zhuǎn)向輪子的輪的相等的數(shù)字為壟斷車到左邊和右邊期間 ， 當(dāng)同時(shí)維護(hù) (c)極小值 交叉耦合 在轉(zhuǎn)向之間和軌動(dòng)擺 ，(d)好行動(dòng)傳輸效率 (即極小的壓力漁在聯(lián)接 )， 和 (e)沒有干涉在機(jī)制之間的運(yùn)動(dòng)機(jī)件 ， 或在這些和車的身體之間。對(duì)機(jī)制的分析與 非平行的 中央瓶軸將進(jìn)行進(jìn)一步檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性。在同樣紙 ， 它并且被 顯示 ， 帶領(lǐng)的 Ackermann 聯(lián)結(jié)比落后的聯(lián)結(jié)保證輕微地更小的轉(zhuǎn)向 誤差 后者有 ， 然而 ， 好處軌道標(biāo)尺更好被保護(hù)在軌射線之后反對(duì)偶然沖擊。 鑄工角度 ? = 6176。的最大轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。 Ackermann 聯(lián)結(jié)的幾何一次建立 ,轉(zhuǎn)向軌的極限位置轉(zhuǎn)動(dòng) (相對(duì)軌和對(duì)拖拉機(jī)身體 ),可能是堅(jiān)定獨(dú)立控制聯(lián)結(jié)幾何。 在專利 [15]， 操縱的軌為拖拉機(jī)被增加鑄工角度 (在 10176。之間 ) 被透露 ， 允許前輪卷起在拖拉機(jī)之下和達(dá)到小轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑。當(dāng)綜合 Ackermann 聯(lián)結(jié)作為空間四 橫木 機(jī)制 ， 這 樣等式可能是有用的在分析核實(shí)如果輪子軌或輪子身體干涉發(fā)生。論文 [16]， 1988年被發(fā)表 ， 列出作為實(shí)施 3D CAD 軟件的主要好處在農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)設(shè)計(jì) (與接線鞔具駕駛的駐地的布局和人體工程學(xué)一起 )， 精確決定 前輪的工作區(qū)封套 的可能性。 在設(shè)計(jì)圖幫助下 [7],落后的 Ackermann 聯(lián)結(jié)與 轉(zhuǎn)向節(jié) 武 裝0CC= 0DD=70 毫米并且角度 0? =105176。在幾次試驗(yàn)以后 ， 垂直的垂距 10OC = 2OD轉(zhuǎn)向節(jié)搖臂 被設(shè)置了相等與 35 毫米。 Eq .(2)對(duì)應(yīng)于固定的角度自轉(zhuǎn)由角度 ? 0 關(guān)于 OX 軸 ， 然后由角度 ? 0 關(guān)于 OY軸 ， 被一個(gè)正面 平移 跟隨 1OO 沿 OX 軸。 為 C? = D