5.5 懸架導向桿的設計

1、5.5懸架導向桿的設計在進行運動學與彈性運動學分析的情況下，可以確定導向桿長度及形狀，下面主要介紹怎樣進行斷面與結構設計的問題。雙剪切式連接適用于當懸架臂由“開放”式U－型橫梁制成，而該橫梁可能由一個盤式彈簧支撐的。然而配合元件，比如說車輪托架，必須包含一個能夠用來安裝鉸鏈外襯套的孔，（在該例子中）而若它的軸線位于與沖模模具分模線FT相同方向上則是不利的。如果剛才提到的這條線通過孔的話，對表面進行磨削加工和采用何種方法加工出來的孔一樣將

2、被證實是非常必要的。如果車輪托架為鑄造件的話，則當采用模芯鑄造時可以省去一些機械加工工序。若連桿內部的末端制造方式與外部相同，那么這將要求汽車車身或副車架要求安置一個其上包含有一個襯套的托架。托架上的孔可能也必須要進行必要的機加工，該孔的加工量甚至比車輪托架上的孔相對要少一些。這種連桿應把一根管子焊接在其內部末端處，以使一個底盤的側面托架可帶兩個法蘭盤。有助于我們在當裝配件上有反復的額外的花銷負擔時，也許將其設計得盡可能簡單是毫無意義的

3、。圖5.5.1開放式側面結構在轉矩下的彎曲變形及結構形式圖5.5.1中的懸架臂通常要支撐一個附加載荷；由于懸架在空間上的運動，會使其在任意方向上都有可能產生一個角度偏移。在鉸鏈的終點處的軸線上則會發(fā)生相互扭曲，導致在鉸鏈節(jié)點出的錐形偏角。由此圓錐角引起的轉動慣量加于連桿上一個扭矩圖5.5.1。有著“開放型”截面的連接可以抵抗一部分扭矩，并通過橫截面的受扭產生抗扭力；鉸鏈內襯套的接觸面之間被制成具有一個相互反向的α（）角的偏斜，圖5.5.

4、1a。這個偏斜加重了懸臂連接件與襯套之間的摩擦，這可能會造成微小的滑移以致會帶來磨損腐蝕的危險或造成連接處的逐步松動。因此，象這樣的開放式斷面的連接最好是用一個帶有封閉孔洞的結構，封閉式中空的結構具有較高的扭轉剛度——至少應在沒有鉸鏈連接配合處安裝成中空的。其它的可能性是為了通過在其中一個鉸鏈的末端合成合適的球窩接頭的來減輕桿件的扭矩。如果法蘭盤在鉸接處對于力F有著大小不同的抗力，同樣的問題在托架上也會產生。如圖5.5.1b所示，圖中右

5、邊的法蘭盤要比左邊的法蘭盤長些，因此，它也就比左邊的法蘭盤受力的影響更加顯著。這個情況導致了在襯套上的接觸面或由角α引起的相互的扭曲變形。因此，為了確保每個法蘭盤上的變形相同，恰當的設計或對其適當增大尺寸是必要的。圖5.5.4兩裝配件的無約束連接圖5.5.5彎曲空心梁的二次彎曲力矩在斷面底部的中間區(qū)域，側壁不能提供，且其鋼板被向外弓起；在底部剖面的中間區(qū)域，側壁不能提供足夠的支撐，于是梁板向外彎折，造成底部和側壁的第二次彎折，側壁有可能

6、繞焊縫旋轉，并有破裂的危險。如果彎矩反轉，截面的底部向內彎，焊接凸緣向外彎。圖5.5.5c中，在截面底部增加倒圓角能夠改善其空間穩(wěn)定性。薄壁件上加強作用的圓角和加強肋必須達到一個最小高度以保證更高的硬度同時又不增加應力。圖5.5.6是一個由縱向凸緣增強抗彎能力的板梁。增高凸緣，轉動慣量Ib的幾何力矩以累進的方式增加，當然，由于最初邊距e比IB增加的更快，應力бB也增加直至希望值（當k=0.5時，截面不存在凸緣）。如果梁上的彎矩由橫向力F

7、產生的，圖5.5.7，那么梁的截面上不僅有線性的彎應力б，還有剪應力τ，我們假定它的最大值位于中位線n，圖5.5.7b。因此通過中位線上有凹口的孔來減重并不利，圖5.5.7a，剖面線部分II有一孔穿過，剪應力無法傳過，圍繞孔剪應力便出現最高值。圖5.5.7c顯示了一個較好的解決方法，即使用三角形孔使這部分象一個格子梁。如果懸架部件不能由板材構造，就有必要求助于鑄造件或鍛造件。原因有可能是因為空間不夠，或經常遇到的如：大量的曲柄存在而需要

8、清理別的結構件。由于材料能承受更大的張力，鍛造成的懸架連桿的截面可以很小。因此，由縱向力可能產生的一個軸向應力與彎應力相比就不能被忽視。為了避免應力的非對稱分布以及因此產生的材料利用不當、重量增加的問題，應該明智的使用中線可以排列的截面形狀。圖5.5.8a，鍛造的曲柄懸架連桿上加了一個縱向力FL。在曲柄部分連桿是I型截面，它的幾何中心S位于力的作用線上。邊距e1、e2不等，并與截面系數相關。由于FL，曲柄距p和慣性矩Ix隨拉應力z和壓應