汽车发动机转向节零件加工工艺设计+CAD图纸(4)

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汽车转向节发展出了不同形状、用途、材质的零件。为了减轻零件的重量、减少汽车的惯性，已开发出铝合金转向节。但是在成本限制下铁转向节依旧是主流。通常的毛坯也都是铸铁。哪怕是检验老道的工人进行操作难免也会出现多孔、裂纹等缺陷。所以需要开发密度小、强度大、价格低廉的新型材料。新型材量需要比现有的铝合金以及铸铁更易加工，并且要有足够长的使用寿命。

2.转向节的工作原理

转向节即转向接头，英文名称universal joint，是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，它是汽车驱动系统的转向传动装置的 “关节”部件。转向节与传动轴组合，称为转向节传动装置。文献综述

转向节、主销、前梁等零部件共同组成了汽车从动桥。转向节传达着发动机的转向命令，转向轮则帮助车轮自动回正。转向节和车身之间的夹角不断变换，单独一个转向节已经不能满足车速的变换，等速转向节也应运而生。目前在汽车前桥部分通常会安装2个转向节。和前驱动部分相对应，汽车的后驱动部分同样安装了2个等速转向节。前桥转向节安装位置如图：

转向节的结构和作用有点象人体四肢上的关节，它允许被连接的零件之间的夹角在一定范围内变化。为满足动力传递、适应转向和汽车运行时所产生的上下跳动所造成的角度变化，前驱动汽车的驱动桥，半轴与轮轴之间常用转向节相连。但由于受轴向尺寸的限制，要求偏角又比较大，单个的转向节不能使输出轴与轴入轴的瞬时角速度相等，容易造成振动，加剧机件的损坏，产生很大的噪音，所以广泛采用各式各样的等速转向节。在前驱动汽车上，每个半轴用两个等速转向节，靠近变速驱动桥的转向节是半轴内侧转向节，靠近车轴的是半轴外侧转向节。在后驱动汽车上，发动机、离合器与变速器作为一个整体安装在车架上，而驱动桥通过弹性悬挂与车架连接，两者之间有一个距离，需要进行连接。汽车运行中路面不平产生跳动，负荷变化或者两个总成安装的位差等，都会使得变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间的夹角和距离发生变化，因此在后驱动汽车的转向节传动形式都采用双转向节，就是传动轴两端各有一个转向节，其作用是使传动轴两端的夹角相等，保证输出轴与轴入轴的瞬时角速度始终相等。

3.转向节的市场应用

转向节（羊角）是汽车转向桥上的主要零件之一，转向节的功用是承受汽车前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，要求其具有很高的强度。转向节形状比较复杂，集中了轴、套、盘环、叉架等四类零件的结构特点，主要由支承轴颈、法兰盘、叉架三大部分组成。支承轴颈的结构形状为阶梯轴，其结构特点是由同轴的外圆柱面、圆锥面、螺纹面，以及与轴心线垂直的轴肩、过渡圆角和端面组成的回转体；法兰盘包括法兰面、均布的连接螺栓通孔和转向限位的螺纹孔；叉架是由转向节的上、下耳和法兰面构成叉架形体的。

转向节通过三个衬套和两个螺栓与车身相连，并通过法兰盘的制动器安装孔与制动系统相连。在车辆高速行驶时，路面通过轮胎传递到转向节上的振动，是我们分析时考虑的主要因素。计算时利用已有的整车模型，对整车施加4G的重力加速度，算出转向节三个衬套中心点和两个螺栓安装孔中心点的支反力作为施加载荷，并约束法兰盘连接制动系统端面上所有结点的123456自由度。