某輕卡駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析

顏寧

摘 要：汽車的發(fā)明和普及為人們的出行提供便利的同時(shí)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r也成為國(guó)家工業(yè)水平高低的標(biāo)尺，汽車產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步對(duì)于促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展有積極性作用，本文從某輕卡駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)原理和基礎(chǔ)元件三個(gè)角度進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：輕卡;駕駛室;翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);元件

輕卡作為我國(guó)卡車使用過(guò)程中使用率較高的車型，為了提升運(yùn)輸效率，關(guān)于優(yōu)化研究的投入在逐年增加。平頭化研究方案是現(xiàn)階段廣泛使用的設(shè)計(jì)，在不改變長(zhǎng)度的前提下提升卡車的運(yùn)載能力，但是平頭化輕卡在發(fā)動(dòng)機(jī)的修理過(guò)程中提出了新的翻轉(zhuǎn)要求。

1 輕卡駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

1.1 輕卡駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

輕卡駕駛室的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要包含前支架總構(gòu)成、限位器和鎖止總成等三部分。輕卡駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用的基礎(chǔ)原理是利用扭桿的轉(zhuǎn)力矩來(lái)與駕駛室在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的中力矩抗衡，因此扭桿是翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用率高和應(yīng)用要求高的核心構(gòu)件。

1.2 輕卡駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理

駕駛室在使用過(guò)程中翻轉(zhuǎn)角度為0°的時(shí)候，駕駛室一般為鎖止?fàn)顟B(tài)（如圖1所示）。駕駛室鎖止?fàn)顟B(tài)下扭桿處于最大扭轉(zhuǎn)角度之下，此時(shí)駕駛室的重力矩也達(dá)到了最大，扭桿的扭矩大于駕駛室重力矩的前提下，扭桿有實(shí)際應(yīng)用作用，但是駕駛室鎖止?fàn)顟B(tài)解除后，因?yàn)榕U的扭矩不變的情況下駕駛室會(huì)向前翻轉(zhuǎn)一個(gè)角度后靜止。

2 輕卡駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)扭桿的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 基礎(chǔ)的元件選擇

輕卡結(jié)構(gòu)構(gòu)造的設(shè)計(jì)過(guò)程長(zhǎng)，常用的彈性元件是彈簧，不同的彈簧在實(shí)際的使用過(guò)程中發(fā)揮著不同的作用，在實(shí)際的設(shè)計(jì)和應(yīng)用過(guò)程中，設(shè)計(jì)師會(huì)以實(shí)際的使用需求結(jié)合各個(gè)元件的基礎(chǔ)特點(diǎn)作為元件選擇的基礎(chǔ)依據(jù)。具體作用和選擇要點(diǎn)如下分析：螺旋彈簧作為工藝成熟且應(yīng)力低的元件，其較高的強(qiáng)度和較長(zhǎng)的疲勞使用壽命是其在設(shè)計(jì)過(guò)程中被廣泛應(yīng)用的主要原因。螺旋彈簧的體積較大，在布置過(guò)程中需要專門(mén)的卷簧設(shè)備保障生產(chǎn)。

2.2 扭桿設(shè)計(jì)的要求

扭桿彈簧在使用過(guò)程中一般會(huì)保持長(zhǎng)期受載的狀態(tài)，因?yàn)樵趯?shí)際的使用過(guò)程中主要依靠彈簧元件來(lái)使駕駛室進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。在完善前期設(shè)計(jì)的同時(shí)在后期的制造過(guò)程中會(huì)通過(guò)細(xì)化晶粒強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化等工業(yè)來(lái)提升扭桿的疲勞壽命。通過(guò)對(duì)實(shí)際使用數(shù)據(jù)的分析可知良好且符合需求的扭桿疲勞壽命應(yīng)該保持在105-106次，因此在做好設(shè)計(jì)、合理選擇元件、選擇合適制造工藝之后要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)其實(shí)驗(yàn)后的剛度和塑性變化來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)優(yōu)化。

2.3 扭桿材料的選擇

（1）扭桿材料不僅與后期的使用感受有著直接聯(lián)系，而且對(duì)于降低使用過(guò)程中安全事故的發(fā)生率有積極性作用。現(xiàn)階段的扭桿材料一般選擇鋼制材料，常見(jiàn)的材料是45號(hào)新鋼，65Mn彈簧鋼等等，坦克和越野軍用車考慮到使用需求一般會(huì)選擇45Cr等優(yōu)質(zhì)合金彈簧鋼作為扭桿原料（如表1所示）。

3 輕卡駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

輕卡運(yùn)輸作為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要工具，其本身設(shè)計(jì)的優(yōu)化對(duì)于提升運(yùn)輸效率有積極性作用。現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)主要有著分析定量、動(dòng)態(tài)分析、質(zhì)量可靠、結(jié)果優(yōu)化、效率優(yōu)化和自動(dòng)化提升的特點(diǎn)[1]。現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論的推進(jìn)對(duì)于提升我國(guó)機(jī)電產(chǎn)品性能、質(zhì)量、效率有積極性促進(jìn)作用，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供基礎(chǔ)的技術(shù)保障的同時(shí)對(duì)提升我國(guó)輕卡等機(jī)電產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有積極性作用。除此之外，良好的設(shè)計(jì)提升了輕卡等機(jī)電產(chǎn)品的使用安全率，降低了在使用過(guò)程中各種安全事故的發(fā)生率。

4 結(jié)束語(yǔ)

輕卡駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的提出主要是平車頭設(shè)計(jì)推廣所帶來(lái)的檢修問(wèn)題，因此在機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化的過(guò)程中不僅要注重現(xiàn)有問(wèn)題的解決，而且要善于發(fā)現(xiàn)使用問(wèn)題，通過(guò)早發(fā)現(xiàn)早解決的良性循環(huán)讓設(shè)計(jì)成為質(zhì)量和效率的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]白志勇，翟乃斌，肖清方.基于某輕卡駕駛室怠速抖動(dòng)問(wèn)題研究[J].工程機(jī)械文摘，2018，212（02）：25-29.