專利名稱：一種中型卡車駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及載貨汽車的駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)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(jī)械式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。該機(jī)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(duì)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(dòng)。駕駛室的翻轉(zhuǎn)過(guò)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(guó)內(nèi)目前普遍存在駕駛員在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中操縱力大的狀態(tài)，不能使駕駛員輕松進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)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(dá)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(wàn)臺(tái)計(jì)算，增加成本750萬(wàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容從駕駛室的翻轉(zhuǎn)操作輕便性角度出發(fā)，本實(shí)用新型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(jī)構(gòu)。
具體的結(jié)構(gòu)改進(jìn)技術(shù)方案如下 一種中型卡車駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)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?jī)蓚?cè)通過(guò)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(xì)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(guò)渡圓角r1過(guò)渡，另一端直徑D2與中部直徑d之間為過(guò)渡圓角r2過(guò)渡； 左扭桿和右扭桿的有效工作長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，一端直徑D1的桿長(zhǎng)度為L(zhǎng)c1，過(guò)渡圓角r1處的桿長(zhǎng)度為L(zhǎng)b1，另一端直徑D2的桿長(zhǎng)度為L(zhǎng)c2，過(guò)渡圓角r2處的桿長(zhǎng)度為L(zhǎng)b2；中部直徑d桿兩端為基準(zhǔn)分別距過(guò)渡圓角r1和過(guò)渡圓角r2軸向中部的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)e1和Le2，兩側(cè)過(guò)渡圓角r1和過(guò)渡圓角r2軸向中部為基準(zhǔn)之間的長(zhǎng)度為L(zhǎng)e； 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。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題的過(guò)程如下 建立駕駛室翻轉(zhuǎn)過(guò)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(zhǎng)度(m) L扭桿的有效工作長(zhǎng)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，(°) a預(yù)扭角(°) β1為駕駛室上翻極限位置，左扭桿轉(zhuǎn)動(dòng)角度 β2為駕駛室上翻極限位置，右扭桿轉(zhuǎn)動(dòng)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(lái)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(zhǎng)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(huì)使T2+T3曲線上下移動(dòng)；扭桿直徑的改變會(huì)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(jī)構(gòu)的翻轉(zhuǎn)過(guò)程輕便性最佳，見(jiàn)圖4和圖5。
計(jì)算扭桿直徑的方法為通過(guò)取不同的直徑值(預(yù)扭角取任意一定值)，分別計(jì)算出Ts+Tx，最小的Ts+Tx對(duì)應(yīng)的扭桿直徑為所要求的直徑。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在 1、本實(shí)用新型駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的翻轉(zhuǎn)力矩最小，駕駛室翻轉(zhuǎn)操作最輕便。
2、本實(shí)用新型方法適用于任何機(jī)械式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)駕駛室的翻轉(zhuǎn)過(guò)程，不同的駕駛室，只要給定相應(yīng)的測(cè)量量，即可獲得最佳的扭桿直徑，方法簡(jiǎn)單可靠。
3、本實(shí)用新型是在滿足用戶使用的條件下，將扭桿直徑設(shè)計(jì)為最小，節(jié)約了材料。
4、本實(shí)用新型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為本實(shí)用新型翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖， 圖2為扭桿尺寸示意圖， 圖3為本實(shí)用新型駕駛室翻轉(zhuǎn)過(guò)程的示意圖， 圖4為本實(shí)用新型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(shí)最大操作力矩，Ta 為扭桿預(yù)扭時(shí)產(chǎn)生的扭矩。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說(shuō)明。
實(shí)施例1 參見(jiàn)圖1和圖3，一種中型卡車駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)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?jī)蓚?cè)通過(guò)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(xì)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(guò)渡圓角r1過(guò)渡，另一端直徑D2與中部直徑d之間為過(guò)渡圓角r2過(guò)渡； 左扭桿和右扭桿的有效工作長(zhǎng)度為L(zhǎng)，一端直徑D1的桿長(zhǎng)度為L(zhǎng)c1，過(guò)渡圓角r1處的桿長(zhǎng)度為L(zhǎng)b1，另一端直徑D2的桿長(zhǎng)度為L(zhǎng)c2，過(guò)渡圓角r2處的桿長(zhǎng)度為L(zhǎng)b2；中部直徑d桿兩端為基準(zhǔn)分別距過(guò)渡圓角r1和過(guò)渡圓角r2軸向中部的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)e1和Le2，兩側(cè)過(guò)渡圓角r1和過(guò)渡圓角r2軸向中部為基準(zhǔn)之間的長(zhǎng)度為L(zhǎng)e； 針對(duì)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(dòng)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(guò)最小二乘法擬合成θ的函數(shù)

(6)

(7) 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(jì)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(shí)，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(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)如下 將設(shè)計(jì)的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝配實(shí)車，進(jìn)行翻轉(zhuǎn)性能試驗(yàn)，用電子測(cè)力儀測(cè)量上翻和下翻中的操作力見(jiàn)表3 表3 試驗(yàn)數(shù)據(jù) Tab.3The results of test 試驗(yàn)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)性能優(yōu)良，駕駛室翻轉(zhuǎn)操作輕便。另對(duì)裝配實(shí)車的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了跟蹤調(diào)查，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行及數(shù)千次翻轉(zhuǎn)后，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)性能和初始狀態(tài)相比幾乎沒(méi)有變化。設(shè)計(jì)的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)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(jiàn)圖2，當(dāng)d＝23.5mm時(shí)，左扭桿和右扭桿的其它參數(shù)如下，見(jiàn)圖2 左扭桿和右扭桿的有效工作長(zhǎng)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(shí)施例2 一種中型卡車駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)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?jī)蓚?cè)通過(guò)翻轉(zhuǎn)中心軸1連接著駕駛室安裝架2，見(jiàn)圖1； 左扭桿5和右扭桿3為尺寸參數(shù)相同的中部細(xì)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(guò)渡圓角r1過(guò)渡，另一端直徑D2與中部直徑d之間為過(guò)渡圓角r2過(guò)渡； 左扭桿和右扭桿的有效工作長(zhǎng)度為L(zhǎng)，一端直徑D1的桿長(zhǎng)度為L(zhǎng)c1，過(guò)渡圓角r1處的桿長(zhǎng)度為L(zhǎng)b1，另一端直徑D2的桿長(zhǎng)度為L(zhǎng)c2，過(guò)渡圓角r2處的桿長(zhǎng)度為L(zhǎng)b2；中部直徑d桿兩端為基準(zhǔn)分別距過(guò)渡圓角r1和過(guò)渡圓角r2軸向中部的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)e1和Le2，兩側(cè)過(guò)渡圓角r1和過(guò)渡圓角r2軸向中部為基準(zhǔn)之間的長(zhǎng)度為L(zhǎng)e； 左扭桿和右扭桿的有效工作長(zhǎng)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(jī)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?jī)蓚?cè)通過(guò)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均為中部細(xì)兩端粗的圓柱桿；
所述圓柱桿一端直徑D1＝1.2d＝31.2mm，另一端直徑D2＝D1+5＝36.2mm；中部直徑d為23.5-26mm，一端直徑D1與中部直徑d之間為過(guò)渡圓角r1過(guò)渡，另一端直徑D2與中部直徑d之間為過(guò)渡圓角r2過(guò)渡；過(guò)渡圓角r1為100mm，過(guò)渡圓角r2為100mm；
左扭桿和右扭桿的有效工作長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，一端直徑D1的桿長(zhǎng)度Lc1為30mm，過(guò)渡圓角r1處的桿長(zhǎng)度Lb1為17-19mm，另一端直徑D2的桿長(zhǎng)度Lc2為30mm，過(guò)渡圓角r2處的桿長(zhǎng)度Lb2為31-34mm，中部直徑d桿兩端為基準(zhǔn)分別距過(guò)渡圓角r1的長(zhǎng)度分別Le1為13-15mm，中部直徑d桿兩端為基準(zhǔn)距過(guò)渡圓角r2軸向中部的長(zhǎng)度Le2為21-26mm，兩側(cè)過(guò)渡圓角r1和過(guò)渡圓角r2軸向中部為基準(zhǔn)之間的長(zhǎng)度Le為822-830mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種中型卡車駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該機(jī)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?jī)蓚?cè)通過(guò)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。本實(shí)用新型駕駛室翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的翻轉(zhuǎn)力矩最小，駕駛室翻轉(zhuǎn)操作最輕便。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)方法適用于任何機(jī)械式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)駕駛室的翻轉(zhuǎn)過(guò)程，不同的駕駛室，只要給定相應(yīng)的測(cè)量量，即可獲得最佳的扭桿直徑，方法簡(jiǎn)單可靠。
文檔編號(hào)B62D33/067GK201245181SQ20082003327
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)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(guó)清, 劉江波 申請(qǐng)人:安徽江淮汽車股份有限公司