專利名稱：一種中型卡車駕駛室翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及載貨汽車的駕駛室翻轉(zhuǎn)機構(gòu)。

背景技術(shù)：
目前，大多數(shù)卡車駕駛室的翻轉(zhuǎn)都需要借助機械式翻轉(zhuǎn)機構(gòu)。該機構(gòu)由左扭桿和右扭桿構(gòu)成雙扭桿結(jié)構(gòu)，扭桿的兩端是花鍵，扭桿以其各自的一端與所在一側(cè)的支架連接，另一端和相對一側(cè)的力臂連接，其與支架連接的一端為固定設(shè)置，駕駛室的重量作用在力臂上就可以使扭桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)，并轉(zhuǎn)化成扭桿的扭矩。駕駛室是安裝在駕駛室安裝架上，可以繞翻轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動。駕駛室的翻轉(zhuǎn)過程是操作人員的操作力矩、扭桿的扭矩，以及駕駛室的重力矩的共同作用的結(jié)果。
國內(nèi)目前普遍存在駕駛員在翻轉(zhuǎn)過程中操縱力大的狀態(tài)，不能使駕駛員輕松進行發(fā)動機等底盤件維修和保養(yǎng)。
比如某公司車型扭桿直徑d＝26mm，翻轉(zhuǎn)力很大，最大達到400N左右；后期調(diào)整扭桿直徑d＝31mm效果有改善，但增加了制造成本和熱處理難度使得成本增加150元。每年按照5萬臺計算，增加成本750萬。


發(fā)明內(nèi)容
從駕駛室的翻轉(zhuǎn)操作輕便性角度出發(fā)，本發(fā)明旨在提供一種操作輕便、制造成本低的中型卡車駕駛室翻轉(zhuǎn)機構(gòu)。
具體的結(jié)構(gòu)改進技術(shù)方案如下 一種中型卡車駕駛室翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括連接車架的支架，支架中部平行設(shè)有左扭桿和右扭桿，左扭桿和右扭桿的一端分別伸至支架外側(cè)，其外伸端分別連接著力臂，支架上部兩側(cè)通過翻轉(zhuǎn)中心軸分別連接著駕駛室安裝架； 所述左扭桿和右扭桿為尺寸參數(shù)相同的中部細兩端粗的圓柱桿，圓柱桿兩端直徑分別為D1和D2；中部直徑為d，一端直徑D1與中部直徑d之間為過渡圓角r1過渡，另一端直徑D2與中部直徑d之間為過渡圓角r2過渡； 左扭桿和右扭桿的有效工作長度均為L，一端直徑D1的桿長度為Lc1，過渡圓角r1處的桿長度為Lb1，另一端直徑D2的桿長度為Lc2，過渡圓角r2處的桿長度為Lb2；中部直徑d桿兩端為基準(zhǔn)分別距過渡圓角r1和過渡圓角r2軸向中部的長度分別為Le1和Le2，兩側(cè)過渡圓角r1和過渡圓角r2軸向中部為基準(zhǔn)之間的長度為Le； d＝23.5-26mm， D1＝1.2d＝31.2mm， D2＝D1+5＝36.2mm， r1＝r2＝100mm， Lc1＝Lc2＝30mm， Lb1＝17-19mm， Lb2＝31-34mm， Le1＝13-15mm， Le2＝21-26mm， Le＝822-830mm。
本發(fā)明解決技術(shù)問題的過程如下 建立駕駛室翻轉(zhuǎn)過程的數(shù)學(xué)模型

T＝T1-T2-T3(4) B、C駕駛室中心的X、Z坐標(biāo)軸長度(m)L扭桿的有效工作長度(m) G扭桿的剪切模量(Pa) W駕駛室重量(N) T1駕駛室的重力矩，N·m T操作力矩，N·m T2左扭桿作用于翻轉(zhuǎn)中心的力矩 T3右扭桿作用于翻轉(zhuǎn)中心的力矩 θ駕駛室翻轉(zhuǎn)角度，(°) α預(yù)扭角(°) β1為駕駛室上翻極限位置，左扭桿轉(zhuǎn)動角度 β2為駕駛室上翻極限位置，右扭桿轉(zhuǎn)動角度

——扭桿工作角度(最小二乘法擬合的θ函數(shù)) y1(θ)、y2(θ)——扭桿扭矩和扭桿作用于翻轉(zhuǎn)中心力矩的比值(最小二乘法擬合的θ函數(shù)) 由上述得
扭桿直徑由K＝(πd^4*G/32L)*π/180推算出來的； 扭桿直徑是指上述D1為一端直徑、D2為另一端直徑，d為扭桿中部直徑，公式K＝(πd^4*G/32L)*π/180中K為扭桿剛度，G為扭桿材料的剪切模量，L為扭桿的有效工作長度。
駕駛室的各參數(shù)是不改變的，所以駕駛室的重力矩不變的，Ta的改變會使T2+T3曲線上下移動；扭桿直徑的改變會使T2+T3曲線的斜率發(fā)生變化。所以要想得到最佳的Ts、Tx，先找到最佳的扭桿直徑，使得Ts+Tx最小(設(shè)為Y)，再找到最佳預(yù)扭角使得則這樣的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的翻轉(zhuǎn)過程輕便性最佳，見圖4和圖5。
計算扭桿直徑的方法為通過取不同的直徑值(預(yù)扭角取任意一定值)，分別計算出Ts+Tx，最小的Ts+Tx對應(yīng)的扭桿直徑為所要求的直徑。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在 1、本發(fā)明駕駛室翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的翻轉(zhuǎn)力矩最小，駕駛室翻轉(zhuǎn)操作最輕便。
2、本發(fā)明方法適用于任何機械式翻轉(zhuǎn)機構(gòu)駕駛室的翻轉(zhuǎn)過程，不同的駕駛室，只要給定相應(yīng)的測量量，即可獲得最佳的扭桿直徑，方法簡單可靠。
3、本發(fā)明是在滿足用戶使用的條件下，將扭桿直徑設(shè)計為最小，節(jié)約了材料。
4、本發(fā)明可以提高卡車駕駛室翻轉(zhuǎn)扭桿的可靠性及使用方便性。



圖1為本發(fā)明翻轉(zhuǎn)機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖， 圖2為扭桿尺寸示意圖， 圖3為本發(fā)明駕駛室翻轉(zhuǎn)過程的示意圖， 圖4為本發(fā)明駕駛室重力矩和扭桿扭矩與翻轉(zhuǎn)角度關(guān)系曲線， 圖5為不同直徑的翻轉(zhuǎn)角度—操作力矩曲線。
上述圖3中的Ts、Tx分別是上翻、下翻時最大操作力矩，Ta為扭桿預(yù)扭時產(chǎn)生的扭矩。

具體實施例方式 下面結(jié)合附圖，通過實施例對本發(fā)明作進一步地說明。
實施例1 參見圖1和圖3，一種中型卡車駕駛室翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括連接車架的支架6，支架6中部平行設(shè)有左扭桿5和右扭桿3，左扭桿5和右扭桿3的一端分別伸至支架外側(cè)，其外伸端分別連接著力臂4，支架6上部兩側(cè)通過翻轉(zhuǎn)中心軸1分別連接著駕駛室安裝架2。
左扭桿5和右扭桿3為尺寸參數(shù)相同的中部細兩端粗的圓柱桿，圓柱桿兩端直徑分別為D1和D2；中部直徑為d，一端直徑D1與中部直徑d之間為過渡圓角r1過渡，另一端直徑D2與中部直徑d之間為過渡圓角r2過渡； 左扭桿和右扭桿的有效工作長度為L，一端直徑D1的桿長度為Lc1，過渡圓角r1處的桿長度為Lb1，另一端直徑D2的桿長度為Lc2，過渡圓角r2處的桿長度為Lb2；中部直徑d桿兩端為基準(zhǔn)分別距過渡圓角r1和過渡圓角r2軸向中部的長度分別為Le1和Le2，兩側(cè)過渡圓角r1和過渡圓角r2軸向中部為基準(zhǔn)之間的長度為Le； 針對采用雙扭桿結(jié)構(gòu)的某中型卡車，取以下數(shù)據(jù) W＝6954.46N，B＝0.66m，C＝0.67m，L＝0.822m G＝8×1010Pa，β1＝37°，β2＝40°
由于駕駛室翻轉(zhuǎn)中心O和左右扭桿的轉(zhuǎn)動中心O1、O2的位置差異，所以


n1/h1、n2/h2是隨θ變化而變化的，通過最小二乘法擬合成θ的函數(shù)

y1(θ)＝6.1274×10-10θ6-7.3549×10-8θ5+2.8459×10-6θ4 (8) -2.7462×10-5θ3-5.0396×10-4θ2+5.1668×10-3θ+0.9671 y2(θ)＝4.0474×10-10θ6-4.8456×10-8θ5+1.8672×10-6θ4(9) -1.8941×10-5θ3-2.6903×10-4θ2+2.0940×10-4θ+1.728 帶入5式中 令預(yù)扭角a＝7.85°，取不同的

得到的不同Ts+Tx，根據(jù)Ts+Tx隨

變化的規(guī)律，得出最佳值 計算的結(jié)果如下表所示(數(shù)據(jù)太多，選取其中的幾組) 由以上數(shù)據(jù)比較可得，當(dāng)d＝23.5mm時，Ts+Tx的值最小，則扭桿直徑為d＝23.5mm。在左、右力臂裝配角度既為左扭桿、右扭桿最大工作角度(左37°、右40°)與預(yù)扭角度之和，分別為41.75°、44.75°， 試驗測量的數(shù)據(jù)如下 將設(shè)計的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)裝配實車，進行翻轉(zhuǎn)性能試驗，用電子測力儀測量上翻和下翻中的操作力見表3 表3試驗數(shù)據(jù) Tab.3 The results of test 試驗結(jié)果表明所設(shè)計的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)性能優(yōu)良，駕駛室翻轉(zhuǎn)操作輕便。另對裝配實車的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)進行了跟蹤調(diào)查，經(jīng)過長時間運行及數(shù)千次翻轉(zhuǎn)后，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)性能和初始狀態(tài)相比幾乎沒有變化。設(shè)計的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)達到預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。
結(jié)論 在駕駛室重量和重心在滿足下表的數(shù)據(jù) 參見圖2，當(dāng)d＝23.5mm時，左扭桿和右扭桿的其它參數(shù)如下，見圖2 左扭桿和右扭桿的有效工作長度L＝Le+Lc1+Lc2+Lb1+Lb2-Le1-Le2＝896， d＝23.5mm， D1＝1.2d＝28.2mm， D2＝D1+5＝33.2mm， r1＝r2＝100mm， Lc1＝Lc2＝30mm， Lb1＝17mm， Lb2＝31mm， Le1＝13mm， Le2＝21mm， Le＝822mm。
實施例2 一種中型卡車駕駛室翻轉(zhuǎn)機構(gòu)包括連接車架的支架6，支架6中部平行設(shè)有左扭桿5和右扭桿3，左扭桿5和右扭桿3的一端分別伸至支架外側(cè)，其外伸端分別連接著力臂4，支架上部兩側(cè)通過翻轉(zhuǎn)中心軸1連接著駕駛室安裝架2，見圖1； 左扭桿5和右扭桿3為尺寸參數(shù)相同的中部細兩端粗的圓柱桿，圓柱桿兩端直徑分別為D1和D2；中部直徑為d，一端直徑D1與中部直徑d之間為過渡圓角r1過渡，另一端直徑D2與中部直徑d之間為過渡圓角r2過渡； 左扭桿和右扭桿的有效工作長度為L，一端直徑D1的桿長度為Lc1，過渡圓角r1處的桿長度為Lb1，另一端直徑D2的桿長度為Lc2，過渡圓角r2處的桿長度為Lb2；中部直徑d桿兩端為基準(zhǔn)分別距過渡圓角r1和過渡圓角r2軸向中部的長度分別為Le1和Le2，兩側(cè)過渡圓角r1和過渡圓角r2軸向中部為基準(zhǔn)之間的長度為Le； 左扭桿和右扭桿的有效工作長度L＝Le+Lc1+Lc2+Lb1+Lb2-Le1-Le2＝902， d＝26mm， D1＝1.2d＝31.2mm， D2＝D1+5＝36.2mm， r1＝r2＝100mm， Lc1＝Lc2＝30mm， Lb1＝19mm， Lb2＝34mm， Le1＝15mm， Le2＝26mm， Le＝830mm。
權(quán)利要求
1、一種中型卡車駕駛室翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，包括連接車架的支架，支架中部平行設(shè)有左扭桿和右扭桿，左扭桿和右扭桿的一端分別伸至支架外側(cè)，其外伸端分別連接著力臂，支架上部兩側(cè)通過翻轉(zhuǎn)中心軸分別連接著駕駛室安裝架，其特征在于
所述左扭桿和右扭桿為尺寸參數(shù)相同的中部細兩端粗的圓柱桿，圓柱桿兩端直徑分別為D1和D2；中部直徑為d，一端直徑D1與中部直徑d之間為過渡圓角r1過渡，另一端直徑D2與中部直徑d之間為過渡圓角r2過渡；
左扭桿和右扭桿的有效工作長度均為L，一端直徑D1的桿長度為Lc1，過渡圓角r1處的桿長度為Lb1，另一端直徑D2的桿長度為Lc2，過渡圓角r2處的桿長度為Lb2；中部直徑d桿兩端為基準(zhǔn)分別距過渡圓角r1和過渡圓角r2軸向中部的長度分別為Le1和Le2，兩側(cè)過渡圓角r1和過渡圓角r2軸向中部為基準(zhǔn)之間的長度為Le；
d＝23.5-26mm，
D1＝1.2d＝31.2mm，
D2＝D1+5＝36.2mm，
r1＝r2＝100mm，
Lc1＝Lc2＝30mm，
Lb1＝17-19mm，
Lb2＝31-34mm，
Le1＝13-15mm，
Le2＝21-26mm，
Le＝822-830mm；
駕駛室翻轉(zhuǎn)過程的數(shù)學(xué)模型
T＝T1-T2-T3(4)
B、C駕駛室中心的X、Z坐標(biāo)軸長度(m) L扭桿的有效工作長度(m)
G扭桿的剪切模量(Pa)W駕駛室重量(N)
T1駕駛室的重力矩，N·m T操作力矩，N·m
T2左扭桿作用于翻轉(zhuǎn)中心的力矩 T3右扭桿作用于翻轉(zhuǎn)中心的力矩
θ駕駛室翻轉(zhuǎn)角度，(°) α預(yù)扭角(°)
β1為駕駛室上翻極限位置，左扭桿轉(zhuǎn)動角度
β2為駕駛室上翻極限位置，右扭桿轉(zhuǎn)動角度
——扭桿工作角度(最小二乘法擬合的θ函數(shù))
y1(θ)、y2(θ)——扭桿扭矩和扭桿作用于翻轉(zhuǎn)中心力矩的比值(最小二乘法擬合的θ函數(shù))
由上述得
扭桿直徑由K＝(πd^4*G/32L)*π/180推算出來的；
扭桿直徑是指上述D1為一端直徑、D2為另一端直徑，d為扭桿中部直徑，公式K＝(πd^4*G/32L)*π/180中K為扭桿剛度，G為扭桿材料的剪切模量，L為扭桿的有效工作長度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種中型卡車駕駛室翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，該機構(gòu)包括連接車架的支架，支架中部平行設(shè)有左扭桿和右扭桿，左扭桿和右扭桿的一端分別伸至支架外側(cè)，其外伸端分別連接著力臂，支架上部兩側(cè)通過翻轉(zhuǎn)軸分別設(shè)有斜楔狀駕駛室安裝架；所述左、右扭桿均為圓柱桿，圓柱桿兩端直徑分別為D1和D2；中部直徑為d，d＝26mm，D1＝1.2d＝31.2mm，D2＝D1+5＝36.2mm。本發(fā)明駕駛室翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的翻轉(zhuǎn)力矩最小，駕駛室翻轉(zhuǎn)操作最輕便。本發(fā)明方法適用于任何機械式翻轉(zhuǎn)機構(gòu)駕駛室的翻轉(zhuǎn)過程，不同的駕駛室，只要給定相應(yīng)的測量量，即可獲得最佳的扭桿直徑，方法簡單可靠。
文檔編號B62D33/067GK101249846SQ20081002000
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月21日
發(fā)明者任國清, 劉江波 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司