转向管柱螺栓连接设计分析与比较

2020-08-31 13:01:31

来源:网络

前言

如果汽车的制动或转向失灵会危及驾驶和个人的安全,则制动和转向的安全性对汽车尤为重要。

如图1所示,对于转向弦万向节连接螺栓,螺栓拧紧后,开口部分紧紧握住旋转轴,施加一定的压力,以确保旋转时不会打滑。

图1

因此,这种螺栓的安装是非常重要的,如果松了会导致打滑现象。当然,目前一些转向柱的设计增加了一个反旋转部分,通过将反旋转部分夹紧到开口部分的槽中(图2),防止螺栓松动和打滑仍然可以起到一定的作用,避免完全转向失败的风险。

图2

标准分析

沃尔沃设计

这里的螺栓设计为m8x30,10.9级六角法兰螺栓,法兰直径16毫米。开槽部件设计有螺纹孔,可以减少螺母的空间。

在螺栓上方的开槽部分上设置一个缺口,可以减小零件的刚度,最大限度地提高螺栓对转向管柱轴的预紧力。同时,在开槽的对面尽量减小壁厚,在转向管柱轴的一侧再加一个孔,从而进一步减小连接器的刚度。

图3

大规模设计

大众汽车采用六角头螺栓m8x35,等级10.9。它还采用螺杆入螺纹孔的方式,没有防松胶的防松方法。

图4

丰田设计

丰田汽车采用镀锌六角法兰表面螺栓的表面处理设计,并在螺栓杆上增加了带型脱壳结构。分析主要能起到一定的定位作用,防止拧紧时的弯曲变形,提高螺栓的疲劳强度,同时也能起到防止垫圈脱落的可能性。

在六角头螺栓下增加弹簧垫片可以起到一定的防止松动作用,但目前发现,当预紧力较大时,弹簧垫片不能起到很好的防松作用,只有当预紧力降低到很低的水平时,才能起到一定的防松作用。

图5

特斯拉设计

特斯拉采用M8x35,10.9六角头锌铝涂层螺栓,螺栓进入内螺纹孔,不使用胶水等额外的防松措施。由于螺栓的长度与直径之比接近5,基本保证了防松要求,不需采取额外措施防止松动。

图6

摘要

在转向管柱螺栓连接设计中,通过对各车型的分析,发现:

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