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球头销结构及强度要求【汽车悬挂系统】

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美女 发表于 2017-11-25 10:35:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
问:现在市场上一些国产车的球头销,采用的是转向节径向夹紧,球头销上面有弧形槽,用螺栓与弧形槽作用起到轴向限位的作用,可是限位尺寸有没有标准啊,比如说奇瑞的QQ和长安的奔奔车貌似都是采用这种结构,只是不知道这种结构有没有一个确切的规定呢?

主要考虑指标是球销的静强度,还有球销的疲劳强度,当然在满足摆角的情况下尽量短点,受力要好一些,建议先进行干涉检查

用户回答:
考虑球销的静强度和疲劳强度没错,考虑球头的摆角也没错,关键是所谓的静强度和疲劳强度是怎么来的,国内的所谓自主厂商大多照抄样车的相关尺寸,而没有吃透这些尺寸的相互关系,更无从计算球销的受力状况,即使计算了,也是照抄书本上早已过时或者说根本就不准确的公式,产商在不自觉的加剧球头的受力同时为降成本选用较滥的球头,零部件出问题也就不足为奇了。楼主所说的球头是连下摆臂的,还是连转向拉杆的,抑或是其他的,貌似球头的锥面没有画出来

球销的选择,转向机内外球销,以及悬架球销的选择是不一样大.
了解几个关键大专业缩写:
ITR---内拉杆
OTR---外拉杆
SBJ---悬架球销
Ball stud---球销球销
Sealing boot---防尘罩
Clamping ring ---卡环
Ball racing---轴承(材料POM)
Housing ---球座
End cap---端盖

1.球头表面粗糙度和光洁度的要求,surface characteristics
2.初步选择球销的尺寸,球头直径(一般推荐大小),锥度大小(一般推荐大小),锥面安装尺寸长度(一般推荐大小),最细处尺寸等,
根据以上尺寸可以计算出在夹紧处和最细处的弯曲力的的大小.

材料:
42CrMo4+QT
41Cr4+QT
需要进行热处理,Nitrocarburizeis a heat treatment that results in a very hard, thin coating, that can improve wear resistance and deformation. Several commercial heat treaters can perform this process

最大应力一般位于球销颈处(最细部位)或夹紧部位(安装部位最大直径处)


根据初步确定的球销尺寸和材料特性可以初步计算出作用在球头中心处的弯曲力,疲劳试验所作用的最大弯曲力。降低应力值,这样可计算出对应不同的弯曲力,根据这些力进行加载,进行疲劳可靠性试验,试验需要的参数是载荷、循环次数、存活率等,看过大众的相关试验报告就会明白,存在大小不同的载荷和循环次数,求出叫什么对数平均,划出K曲线,要求K值要大于一定的值,如4/5等,不同材料,热处理、表面处理等值不同,多需要长期大量的试验积累。

力数据可以在球头里安装传感器收集试车的受力数据,所以不用担心力的大小的问题,关键是要满足这个力,因此球销大小的选择在受力计算初选后,可以通过台架试验完成确认,正如frankszhao所说,需要累积大量的经验数据,要做很多试验的。


球头销与转向节配合主要有锥角公差和直径公差,一般球销取正偏差、转向节取负偏差

球头销组件在使用中发生球头销脱离球座,这个问题在雅阁上多有发生。对于倒吊式球头销是不是注定没有上置压缩式结构合理?当然,雅阁下横臂为全负载工况,这与麦弗逊有很大的纵向负载差异

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                                  汽车球头销的作用  
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 楼主| 美女 发表于 2017-11-25 10:36:57 | 显示全部楼层
汽车球头销的作用:

汽车球头销是保证汽车操纵的稳定性,行驶的平顺性、舒适性、安全性及使汽车正确、准确行驶的关键零部件,又称球铰链、球接头。
      汽车球头销是汽车、拖拉机上的重要连接零件,物理、力学性能都有较高要求。过去该零件主要采用切削加工,材料的强度、硬度都得不到保证,实际使用中经常发生零件损伤而需要不断更换的现象。目前已普遍采用冷成形方法,即镦挤成形加工球头销,但工艺设计主要还是凭经验,加工道次的分配、模具结构设计都还存在不合理的现象,需要深入研究。
  以汽车用球头销为例,材料20Cr,结合精密冷锻成形工艺,分析了该零件的结构特点,完成了三道次镦挤成形工艺的设计。同时,借助有限元模拟手段,分析了该球头销镦挤工艺的成形过程。模拟结果表明,镦挤工艺方案设计合理,能保证该零件的成形质量。
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