论文部分内容阅读
[摘 要]运用作图方法，介绍了客车转向过渡摆臂设计。
[关键词]方向机 转向直拉杆系 垂臂 过渡摆臂 板簧
HK6103H2 Steering Transition Asway Arm Design
WenCongTian
（ANHUI ANKAI AUTOMOBILE CO.，LTD.）
[Abstract]Utilize mapping methods， Introduction of the bus steering transition asway arm design
[Key words]Steering Gear Box，Steering straight bars system，Vertical arm，transition arm，plate spring
中图分类号：TM121.1.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2016）07-0020-01
大型客车总布置在设计时，根据需求首先确定的是总长，即前悬长度、轴距和后悬长度。一旦在前悬长度确定后，对方向机输出中心的位置就已经相对确定。根据大型客车前悬长，容易出现转向干涉的现象。我们在转向系设计中，为了控制转向干涉量。一般采用两种方式：1、方向机输出采用角传动；2、在方向机输出摆臂与转向节臂之间加一过渡摆臂。在目前大部分客车均采用第二种方式。现介绍转向过渡摆臂球头位置的确定方法，以HK6103H2车型为例。
1、HK6103H2转向系已知参数：
根据HK6103H2客车在总布置图，首先确定了方向机输出轴中心A，钢板弹簧前后支点B，C，D和前桥转向节臂球头E的位置。其中相关参数为：前悬长：1860mm ；板簧长： 1600mm前后对称； 第一片板簧厚度为：13mm； 总成厚127mm ；卷耳直径e=30mm；骑马螺栓距108mm；根据上述参数和板簧固定点位置，可以求出板簧的回转中心点为F1，再利用四连杆原理，可以求出直拉杆球头悬架回转中心F，相对应的转向节臂球头运动轨迹为H1H2。根据设计理论，G点最佳点是在EF两点的延面上。而根据整车布置空间和转向受力情况，我们选择了EF延面附近的一个G点作为过渡臂球头中心点的位置，再通过作图法验证G点。相对应的球头运动轨迹为H1H2.由作图可看出H1H2和I1I2两弧度相差在板簧动静饶度之间，即两弧度向差在允许范围内，其中G可以作为该车的过渡摆臂节点一。
如图一示.
2、根据G点和总布置设计过渡摆臂的中心点；
2.1）已知过渡摆臂G点位置；根据总布置图，为了避免与板簧固定支架、车架等干涉，可以设计出过渡摆臂的有效长度L1和到车架面的宽度L2；由L1，我们可以确定过渡摇臂中心点N。如图二示；
2.2）根据前桥参数：转向节臂转角内为410，外320，节臂长度230mm。可以得出前桥节臂的三位置J、K、M，而后得出转向节臂球头旋转中心位置E1、E、E2，再根据四杆机构得出转向过渡摆臂相对应的位置G1、G、G2。如图二示；
3、已知过渡摆臂三位置和方向机输出摆臂位置求过渡摆臂上另一球头节点位置：
由于方向机输出轴中心根据整车布置已定，转向臂摆长度AA1也定，根据总布置选用的方向机参数：摇臂摆角±470 ；总圈数为5.88圈。我们设计了摇臂工作摆角为±370 ；工作圈数为4.6圈。，这样就确定转向摆臂球头三点位置A2、A1、A3。于是求过渡摆臂上另一球头的位置，我们可以利用四杆机构原理作图方式和通过方程式两种方法来求解O点。如下图所示，我们应用作图法更容易求出O点的位置。如图三示
这样N、O、G就是要求的过渡摆臂上三个球头接点的位置。再根据直拉杆系的干涉和受力情况，就可以设计过渡摆臂总成了。
4、HK6103H2客车直拉杆系总体位置确定：
根据以上设计求法得出的结论，可绘制出HK6103H2客车前悬直拉杆系的布置位置示意图。如图四示
由图四可知A 、A1，N、G、O，和E就是所要求的直拉杆系各节点的位置。
5、结束语
通过以上的设计，我们解决了前桥转向角度与转向机输出轴转角的匹配关系，避免了干涉量过大，影响车辆的性能。同理我们也可以利用成熟的过渡摆臂反向来求解方向机垂臂的长度。利用作图法可以减少设计中的计算工作强度，提高工作效率。
参考文献
[1] 王望予.汽车设计，第四版.机械工业出版社，2004 9.
[2] 金洪官，栾庆德.机械原理，第一版.兵器工业出版社，1993 9.
[3] 余志生.汽车理论.第二版机械工业出版社，2006 5.
[4] 陈家瑞.汽车构造（下）.机械工业出版社，2005 1.
[关键词]方向机 转向直拉杆系 垂臂 过渡摆臂 板簧
HK6103H2 Steering Transition Asway Arm Design
WenCongTian
（ANHUI ANKAI AUTOMOBILE CO.，LTD.）
[Abstract]Utilize mapping methods， Introduction of the bus steering transition asway arm design
[Key words]Steering Gear Box，Steering straight bars system，Vertical arm，transition arm，plate spring
中图分类号：TM121.1.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2016）07-0020-01
大型客车总布置在设计时，根据需求首先确定的是总长，即前悬长度、轴距和后悬长度。一旦在前悬长度确定后，对方向机输出中心的位置就已经相对确定。根据大型客车前悬长，容易出现转向干涉的现象。我们在转向系设计中，为了控制转向干涉量。一般采用两种方式：1、方向机输出采用角传动；2、在方向机输出摆臂与转向节臂之间加一过渡摆臂。在目前大部分客车均采用第二种方式。现介绍转向过渡摆臂球头位置的确定方法，以HK6103H2车型为例。
1、HK6103H2转向系已知参数：
根据HK6103H2客车在总布置图，首先确定了方向机输出轴中心A，钢板弹簧前后支点B，C，D和前桥转向节臂球头E的位置。其中相关参数为：前悬长：1860mm ；板簧长： 1600mm前后对称； 第一片板簧厚度为：13mm； 总成厚127mm ；卷耳直径e=30mm；骑马螺栓距108mm；根据上述参数和板簧固定点位置，可以求出板簧的回转中心点为F1，再利用四连杆原理，可以求出直拉杆球头悬架回转中心F，相对应的转向节臂球头运动轨迹为H1H2。根据设计理论，G点最佳点是在EF两点的延面上。而根据整车布置空间和转向受力情况，我们选择了EF延面附近的一个G点作为过渡臂球头中心点的位置，再通过作图法验证G点。相对应的球头运动轨迹为H1H2.由作图可看出H1H2和I1I2两弧度相差在板簧动静饶度之间，即两弧度向差在允许范围内，其中G可以作为该车的过渡摆臂节点一。
如图一示.
2、根据G点和总布置设计过渡摆臂的中心点；
2.1）已知过渡摆臂G点位置；根据总布置图，为了避免与板簧固定支架、车架等干涉，可以设计出过渡摆臂的有效长度L1和到车架面的宽度L2；由L1，我们可以确定过渡摇臂中心点N。如图二示；
2.2）根据前桥参数：转向节臂转角内为410，外320，节臂长度230mm。可以得出前桥节臂的三位置J、K、M，而后得出转向节臂球头旋转中心位置E1、E、E2，再根据四杆机构得出转向过渡摆臂相对应的位置G1、G、G2。如图二示；
3、已知过渡摆臂三位置和方向机输出摆臂位置求过渡摆臂上另一球头节点位置：
由于方向机输出轴中心根据整车布置已定，转向臂摆长度AA1也定，根据总布置选用的方向机参数：摇臂摆角±470 ；总圈数为5.88圈。我们设计了摇臂工作摆角为±370 ；工作圈数为4.6圈。，这样就确定转向摆臂球头三点位置A2、A1、A3。于是求过渡摆臂上另一球头的位置，我们可以利用四杆机构原理作图方式和通过方程式两种方法来求解O点。如下图所示，我们应用作图法更容易求出O点的位置。如图三示
这样N、O、G就是要求的过渡摆臂上三个球头接点的位置。再根据直拉杆系的干涉和受力情况，就可以设计过渡摆臂总成了。
4、HK6103H2客车直拉杆系总体位置确定：
根据以上设计求法得出的结论，可绘制出HK6103H2客车前悬直拉杆系的布置位置示意图。如图四示
由图四可知A 、A1，N、G、O，和E就是所要求的直拉杆系各节点的位置。
5、结束语
通过以上的设计，我们解决了前桥转向角度与转向机输出轴转角的匹配关系，避免了干涉量过大，影响车辆的性能。同理我们也可以利用成熟的过渡摆臂反向来求解方向机垂臂的长度。利用作图法可以减少设计中的计算工作强度，提高工作效率。
参考文献
[1] 王望予.汽车设计，第四版.机械工业出版社，2004 9.
[2] 金洪官，栾庆德.机械原理，第一版.兵器工业出版社，1993 9.
[3] 余志生.汽车理论.第二版机械工业出版社，2006 5.
[4] 陈家瑞.汽车构造（下）.机械工业出版社，2005 1.