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1、七 船舶工程相关文档资料，由yy198308整理上传至豆丁网(docin )悬架的结构元件 一、控制臂与推力杆 独立悬架中用纵臂、横臂或者斜臂(统称控制臂)中的三者之一，将车轮(或车轴)与车架(或车身)连接起来。有些悬架在车轴与车架(车身)之间布置有纵向或横向推力杆。控制臂或推力杆在车轮(或车轴)与车架(或车身)之间传递力和力矩，并决定了它们的结构形式。对于仅沿轴线方向传递拉力或压力，并伴随有纵向弯曲作用的推力杆，大多数用端部有接头的简单钢管制造，并应当保证有足够的纵向弯曲应力。少数情况下，也可以用能获得比拟大的纵向弯曲强度、断面为异形的板材制造。如用两个槽形断面的梁组合成一个工字型的梁。 为
2、了保证顺利的装配和补偿制造与安装时可能产生的误差，有时要求推力杆具有调节长度的功能。如果两个推力杆连接成一体并有一定的夹角(图641)，基于上述相同的理由，还可能提出改变两个臂之间夹角的要求。图641所示结构中，接头与推力杆经螺纹联接，使两者相对转动就能到达调节长度的目的，而松开夹紧螺栓2，又能调节两个推力杆之间的夹角。 控制臂在比拟复杂的受力状态下工作，要承受牵引力、制动力、侧向力和力矩等。为了提高控制臂的刚度，臂的横断面应该采用具有较深结构的构件或者用封闭式的箱形断面结构(图642)。有的控制臂传递来自车轮方向的纵向力作用，其受力状况如图643所示。为了减小车身上固定支点的力，要求支点间有
3、足够大的距离。 图644所示为单纵臂后悬架，其上作用有弯矩和转矩。在地面垂直反力F：作用下，单纵臂受转矩T=FZh作用，式中h为力FZ到纵臂断面轴线之间的距离。此外，在侧向力Fy作用下对纵臂也产生转矩作用。为此，要求纵臂有足够的扭转强度，此时用封闭的箱形断面最合理。 控制臂可以用钢板冲压、模锻或者铸造。大批量生产时，常用冲压、模锻的生产方式制造；小批量生产时，那么采用钢或铝合金铸造，后者有较小的质量。 二、接头 控制臂或推力杆常通过位于它们端部的接头与其它件实现联接。这些接头应满足下述一些要求：应当有较小的摩擦；在使用期间不需要进行保养，以减少使用本钱或降低劳动强度；接头应有一定的弹性；具有隔
4、音性能。因为上述四个要求相互有矛盾，所以同时都满足有困难。目前在接头内设计有橡胶衬套或者用塑料制造的衬套。橡胶衬套使接头有弹性变形，并有隔音性能。塑料衬套应该用聚胺脂、聚酰胺脂或聚四氟乙烯材料制造。 根据结构不同，接头有轴销式接头和球销式接头两种。接头所联接两局部之间的相对运动形式和传力特点，将影响接头形式的选择。如位于转向轮内侧的双横臂独立悬架上的接头2和5(图645)，由于转向时车轮绕主销轴线回转，同时车轮在垂直面内有位移，因此要求此处接头能够完成空间运动，采用球销式接头能够很好的满足上述要求。 图646中所示球销式接头的特点是用塑料制成整体式球碗，利用塑料的弹性将球头销压人球头碗后再装到
5、球座上，工作时球头销的球面局部在球头碗内滑动。这种接头能承受各个方向的作用力，在使用中又不要求保养。以前这种结构的球头销在钢质球碗内工作，需要经常保养润滑。与图646b所示球销式接头比拟，图646a所示球销式接头的球头销局部与球头碗的接触面积增大，因而能承受更大的垂直方向的载荷而单位压力并不大。 图647所示球销式接头的球头碗分为两半，位于球头碗下方的弹簧紧紧压靠在下球头碗上，因而能消除因工作面磨损产生的间隙。图646b和图647所示球销式接头采用滚铆工艺使壳体下部金属卷向内侧并压紧端盖，使之成为不可拆的球销式接头。为防止灰尘和水进入球接头内部，常在球头销和壳体之间设置密封罩。 接头所联接的两
6、局部，假设其中之一仅是绕某一轴线相对另一局部转动时，应该用轴销式接头。如图645所示双横臂独立悬架的上、下横臂靠近汽车中部一端的接头7和8，此外还有横向稳定杆的端部接头以及减振器两端处的接头等，都用轴销式接头。为了防止产生噪声和将噪声传给车身，在接头的两个金属套筒之间压人如图648所示的橡胶衬套。这种结构最简单。 图649所示结构的橡胶衬套由左、右两半组成，常用于减振器的端部接头。橡胶衬套可允许有一定的扭转角和偏转角，其值与橡胶衬套尺寸有关。目前常用尺寸条件下，允许的转动角可达30，偏转角最大值为7。橡胶衬套的外侧可以做成有凸肩状(图650)，凸肩可以用来阻止橡胶衬套相对外套移动，使之在轴向有
7、可靠的固定位置，此时橡胶衬套的凸肩可以做得窄些。当要求承受轴向力时，橡胶衬套上的凸肩应该做得宽些。 有的悬架对橡胶衬套的刚度在不同方向有不同的要求，如图651所示结构中，通过去除一局部在Fx力作用处的橡胶衬套实体，使之刚度减小，从而获得比Fz力作用方向刚度要小些的轴销式接头。这种接头对橡胶衬套的安装方向要求正确无误。钢板弹簧通过两端的橡胶衬套接头或轴销接头与车架联接。图652a和b所示结构的特点是钢板弹簧两端装在橡胶座内。这种结构既不要求做日常的润滑保养工作，又能减轻簧上质量的振动和减少钢板弹簧的扭转，同时橡胶具有隔音功能。装载质量不大的货车有采用这种结构的。轿车钢板弹簧两端常采用图652c和
8、d所示轴销式接头结构。它们与前面介绍的橡胶衬套接头的主要区别是橡胶衬套直接套在钢板弹簧销上，两者之间没有内套筒。图652e所示为用于装载质量较大的货车上的结构。因为钢板弹簧销与卷耳之间有金属衬套，要求必须定期进行保养。有些汽车采用结构简单、拆装方便、不必润滑的滑板式支承结构(图653)。三、钢板弹簧叶片端部的形状与卷耳叶片端部的形状有矩形、梯形和椭圆形三种(图654)。叶片端部为矩形时，其制造容易、本钱低，但容易引起叶片之间压力集中，造成摩擦与磨损严重；又因端部刚性大，使之与等应力梁相差多些。将叶片端部制成梯形时，除节省一局部材料外，还能减小叶片质量，并使钢板弹簧更好地接近等应力梁。叶片端部经
9、压延形成如图654c所示的沿长度方向呈变厚状的椭圆形叶片组成的钢板弹簧，更接近等应力梁，同时质量也小。 2卷耳 钢板弹簧端部做成卷耳状，再通过钢板弹簧销固定在车架上的托架或者吊耳的孔中。如图655所示，卷耳有多种形式。卷耳主要对制造工艺性，叶片的应力状况，主片的工作条件等产生影响。 图655a和b所示为得到广泛应用的卷耳上卷式结构，特点是制造工艺性良好，但因卷耳中心线与主片断面中心线之间存在一定距离，所以工作时叶片内应力较大。图655c所示卷耳的结构特点是卷耳中心线与主片中心线在同一直线上，所以叶片内应力较小，但制造工艺性不好。图655b所示结构的钢板弹簧第二片端部也向上卷起包在第一片卷耳上(可以局部或者全部包住)，使主片工作条件改善，工作可靠性提高。对于承载比拟大的钢板弹簧，可以采用图655d所示的可拆卸式卷耳结构。
第七节悬架的结构元件2
