40t重型汽车平衡悬架用推力杆的强度设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com·设计·计算·研究·40t重型汽车平衡悬架用推力杆的强度设计张俊荣李建林邓勇黄友剑张亚新(株洲时代新材料科技股份有限公司)【摘要】建立了40t重型汽车平衡悬架用推力杆的简单受力分析模型，进行了有限元分析计算，并根据有限元分析结果进行了推力杆结构强度优化设计。针对优化后推力杆所进行的扭转试验、拉伸试验、弯曲试验和疲劳试验表明。优化设计后的推力杆完全满足40t重型汽车平衡悬架的使用强度要求。主题词：重型汽车平衡悬架推力杆试验中图分类号：U463．33文献标识码：A文章编号：1000—3703

2、(2008)03-0019-03StrengthDesignofThrustBarfor40tHeavy—DutyVehicleEqualizingSuspensionZhangJunrong，LiJianlin，DengYong，HuangYoujian，ZhangYaxin(ZhuzhouTimeNewMaterialTechnologyCompany)【Abstract]Thesimplemechanicalanalysismodelofthrustbarfor40theavy-dutyvehicleequalizingsusp

3、ensionwasestablished，FEMcalculationwascarriedout，andstructurestrengthoptimumdesignofthrustbarwasperformedbasedontheanalysisresults．Thetorsional，tensile，bendingandfatiguetestsofoptimizedthrustbarshowedthattheoptimizedthrustbarmettherequirementsofusestrength．Keywords：Heav

4、y-dutyvehicle，EqualizingSuspension，ThrustBar，Test架如图1所示。该悬架用于工程车，其工作的道路1前言条件和装载条件都极为恶劣，且运行时部分悬架零平衡悬架广泛应用于重型汽车上，它提高了重件产生3．75g的相对加速度，并要求其能够顺利通型汽车特别是重型专用汽车轮胎的接地性，保证了过落差50C1TI的台阶工况等。其推力杆主要承受车各种工况下两桥或多桥之间载荷的均衡性。在两桥辆制动和最大驱动时的载荷及冲击，易出现推力杆平衡悬架中钢板弹簧把载荷平均分配给中、后桥，和球铰芯轴断裂等现象。它只能传递垂

5、向力和侧向力，而不能传递牵引力和整车相关的设计参数见表1所列。制动力及相关力矩，因此在中、后桥上装有上推力杆和下推力杆，用来传递纵向载荷及力矩。随着国内轴荷法的实施以及“计重收费”的推行，载货汽车向重型化、厢式化、牵引化的方向发展。目前，载货汽车主要通过增加车轿(轴)数量或车桥(轴)承载能力来提高运载能力，其导向机构推力杆作为平衡悬架的3个关键部件之一，在结构设计强度方面必须进行相应的优化设计。1．平衡轴2．钢板弹簧3．橡胶球铰4．板簧支座5．推力杆本文以欧洲某40t非公路重型汽车的平衡悬图140t非公路重型汽车平衡悬架示意架为例，进

6、行了推力杆的受力分析，并根据推力杆2．2推力杆受力计算的受力工况对其进行了结构强度优化设计。如图2所示，假设中、后桥的受力相等，建立了2推力杆载荷计算推力杆受力分析模型，从制动工况、正常行驶工况和最大驱动工况分别对其进行了计算。2．1整车主要参数为欧洲开发的某40t非公路重型汽车平衡悬2008年第3期一l9一维普资讯http://www.cqvip.com·设计·计算·研究·表1整车相关的设计参数参数数值前桥15．88空载质量／t中桥7．5后桥7．5整车30．83前桥18-32满载质量／t中桥25掬＼／／套一霸后桥(假设中、后桥的受力

7、相等)整车68．82L路面附着系数0．7810~1．5轴距／m4．1一～、●●垒卜，}’／Y／图2推力杆受力分析简图根据力和力矩平衡方程，对整车有：=G1d+G2d-G=0(1)G。d·叶(+)·hs--G2d·(L-a)=0(2)对后桥推力杆有：]~Ms=Fscoser·X一·Y=0(3)=

8、cos·—Tz·(+y)=0(4)式中，GG分别为前、后桥轴重；G为整车重力；0为前桥至质心位置的水平距离；为前、后桥轴距；为质心高度；、分别为上、下推力杆的纵向力；+y为上推力杆至接地点的高度；Y为下推力杆至接地点的高度；、分别为上、下推力杆

9、的安装角度；TI、分别为前、后轮在不同工况的受力。计算得出，最强制动工况时推力杆的纵向载荷最大，为160kN。3推力杆强度优化设计3．1推力杆结构确定目前，载货汽车推力杆主要有焊接、整杆锻造和热铆接结构。焊接推力杆结构因