某驾驶室翻转机构设计校核

轻卡白车身强度分析的翻转机构优化本文针对某轻卡白车身前地板应力过大、出现开裂的现象，建立白车身和翻转机构的有限元模型，通过对翻转机构的结构进行优化，确定两个方案，用有限元分析的方法，对不同方案下白车身强度进行计算和研究，分析结构可行性，从而指导车辆的改进后后续车型的研发。

目前我国的载货汽车驾驶室已经平头化，为了便于发动机的维修保养，要求驾驶室能够向前翻转，即白车身通过翻转支承结构与车架相连接，该翻转机构在起支承驾驶室作用的同时，还具有减振作用，以保证驾驶室具有良好的平顺性。

本文针对道路试验中，轻卡驾驶室前地板出现开裂现象，对其白车身进行强度CAE分析，得到白车身在3.5g垂直工况、1g制动工况和1g转弯工况下的最大应力值，并对翻转支承结构进行优化设计，对比优化前后的车身应力值大小，同时评价其改进可行性，从而得出车身应力分布最优状态，并指导后续车型白车身和翻转支承结构的匹配设计。

翻转机构结构特点及工作原理轻型载货汽车驾驶室前翻转结构形式如图1所示，主要由左、右支架总成，驾驶室前支承轴管总成，扭杆和扭杆臂等组成。

其特点是驾驶室前支承轴管中心、翻转中心与扭杆中心重合，驾驶室前支承轴管中心即为翻转中心，使驾驶室前翻转机构具有支承、减振和翻转功能三位一体的效果。

其工作原理如下：图1中，扭杆一端插入驾驶室左支承轴管内花键中，另一端由扭杆臂固定在前右支架上，驾驶室前支承臂与驾驶室左右地板纵梁骨架连接。

驾驶室为锁止状态时，该结构使扭杆的扭转角为最大，此时扭杆的转矩最大，即驾驶室的重力矩最大；当锁止解除后,扭杆的转矩作用于驾驶室前支承，克服驾驶室重力矩，并施加较小的向上推力可使驾驶室实现翻转。

当驾驶室翻转到最大角位置时，扭杆的能量基本释放，驾驶室的翻转速度逐渐衰减，轻轻上推驾驶室，依靠驾驶室支承杆将驾驶室锁在最大翻转角的位置。

当放下驾驶室时，驾驶室利用自身的重力下落，其重力矩逐渐增大，驾驶室前支承对扭杆作用使其扭转角增大，则扭转阻力力矩也增大，克服重力矩，使驾驶室的回落速度逐渐减小，略施加外力，向下拉动驾驶室即可使其锁住。

驾驶室翻转液压系统设计说明1 驾驶室液压翻转机构1.1 工作原理驾驶室的液压翻转机构是以液压为动力，通过液压缸的伸缩，使驾驶室绕翻转轴有限度的旋转，从而完成驾驶室的举升和下落。

翻转油缸总成是将液压能转变成机械能的、做直线往复运动的液压执行元件。

他结构简单、工作可靠，用它来实现驾驶室的翻转时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳。

当它伸出时，驾驶室受到向上的支撑力，驾驶室开始绕翻转轴向上翻转；当液压缸收缩时，驾驶室都到支撑力逐渐减小，驾驶室绕翻转轴向下回落。

图1.1 翻转油缸总成翻转机构的布置主要对驾驶室翻转轴的位置和液压缸安装点的确定，在驾驶室翻转角度确定后，其相互间的位置关系也会影响到液压缸承载力和工作行程。

1.2液压缸的布置液压缸在驾驶室翻转的整个过程中，可以看作一个二力杆构件，其一端固定在驾驶室纵梁上，另一端固定在与汽车车架相连的车架上，两端同为铰链连接并可自由旋转，两端点连线应与汽车Y基准平面平行。

液压缸布置得与翻转轴距离越近，对液压缸的承载力就要求相应提高，工作行程相应减短，反之距离越远，对液压缸的承载力就要求相应减小，但对液压缸的形程要求增大。

1.3驾驶室的翻转角度与液压缸的选配1.3.1驾驶室的翻转角度驾驶室的翻转角度，是指驾驶室绕翻转轴的最大角度。

他理论上等于重心角的余角，实际上应小于重心角余角。

下面我们来介绍下重心角，如图1.3.1所示，在Y基准平面上，从翻转轴中心到驾驶室重心的连线与水平线的夹角即为重心角，可按arcthH/L求得重心角。

图1.3.1驾驶室翻转角极限状态下，驾驶室的翻转角度与重心角互余，此时驾驶室的重心在翻转轴线上，驾驶室的全部质量都由驾驶室前支撑点支撑，液压缸的支撑力为零，驾驶室翻转轴上的剪力和挤压力也达到最大值。

极限状态是不安全的，此时一旦驾驶室在其他外力作用下向前翻转，驾驶室的重心将越过翻转轴重心的垂线，对液压缸产生“拉力”，给车辆和人员将带来危险。

汽车驾驶室电动翻转机构设计作者：郑豹来源：《城市建设理论研究》2014年第11期摘要：重型卡车发动机布置于驾驶室下方，为了便于发动机的维修保养，驾驶室必须向前翻转。

驾驶室重量一般在800公斤左右，人力翻转不仅费力、效率低，而且不安全。

本文设计了一套驾驶室电动翻转机构，驾驶员只需要按动上升或下降按钮，可实现驾驶室自动翻转。

关键词：驾驶室；翻转机构；电动中图分类号：S611文献标识码： A0引言重型卡车在日常生活中的应用日益普遍，每年带有翻转机构的重型卡车量大约有100万辆，而且重型卡车的前盖大约重500到800公斤。

为了便于发动机的维修保养，要求驾驶室能够向前翻转。

由于中型卡车驾驶室太重，单凭人力无法实现驾驶室的翻转，必须要借助于翻转机构。

大多数卡车驾驶室翻转机构有两种方式，一种就是人手动把汽车前盖翻起，这种翻转方式效率低且不安全；另一种是用液压举升机构进行翻转，而液压举升机构可靠性较差、价格昂贵、在使用中故障较多。

从行业发展角度来看，自动化是驾驶室翻转机构行业未来发展的必然趋势。

本文针对某重型卡车驾驶室，根据驾驶室翻转时的实际工作状况，根据车架和驾驶室的尺寸，对翻转机构进行设计。

翻转机构越来越多的应用于各种机械和汽车产品中。

1翻转机构的设计翻转机构的设计要求：顶身重量：500~800公斤、举升行程0~265mm，举升速度小于等于40s，翻转角度0~35度，翻转采用点动控制，电池不足，可以手动实现翻转的上升和下降。

根据以上已知的参数和要求，可以采用的设计方案是：电机——1级蜗杆减速——1级小齿轮减速——滚珠丝杠——六方钢。

汽车驾驶室翻转机构的结构简图2机械系统部分的设计机械系统部分的设计包括滚珠丝杠的选型及对滚珠丝杠进行强度的校核；减速器部分设计，采用蜗杆-齿轮减速器；电动机选型。

3电气系统部分的设计（1）上升原理钥匙旋钮和举升开关按钮同时按下时，仪表盘上的举升指示灯亮，按下上升开关按钮时，翻转电机正转，带动减速器转动，滚珠丝杠转动并前行，顶起车头，当行程达到265mm时，滚珠丝杠碰到上止点行程开关，常闭的上止点行程开关断开，翻转电机断电，滚珠丝杠停止举升。

某中型卡车驾驶室翻转机构的质量改进作者：刘路来源：《中国科技纵横》2016年第23期【摘要】针对某中型卡车驾驶室翻转机构翻转沉重问题，对设计、生产、零部件质量进行分析、检测。

结果表明，扭杆硬度低、强度不足是造成驾驶室翻转沉重的主要原因。

通过调整扭杆的热处理工艺，提高扭杆的拉伸强度，屈服极限，保证屈服极限角度内刚度成线性，解决该产品使用中驾驶室翻转沉重问题。

【关键词】驾驶室翻转机构扭杆驾驶室翻转机构是用来将驾驶室向前翻转，实现对发动机等部位进行维修的结构。

卡车驾驶室翻转机构可分为机械式、液压式。

液压式可靠性差、价格昂贵、故障较多，所以大多数翻转机构都采用机械式的扭杆结构。

机械式的扭杆可以采用单扭杆式、双扭杆式，双扭杆式比单扭杆式能承载更大扭矩，使驾驶室左右受力均匀，不会形成扭曲现象，故中、重型卡车的翻转机构多采用双扭杆式。

2013-2014年间，市场反馈某中型卡车存在驾驶室翻转沉重的现象，针对该问题进行立项分析及整改。

通过对驾驶室翻转机构的相关零部件进行检测、分析、驾驶室重量和质心的对比，找出问题的主要原因并提出整改措施，并进行装车验证及可靠性跟踪。

驾驶室翻转机构常见故障模式：（1）翻转机构开启后驾驶室上翻力不足，导致翻转沉重。

（2）翻转机构失效导致开启后驾驶室无法翻转。

（3）驾驶室翻起后扭力过大导致驾驶室无法正常下落。

影响驾驶室翻转机构性能有以下几方面：（1）驾驶室翻转机构各分总成零件尺寸及精度存在偏差，或存在设计缺陷等。

（2）装配问题。

（3）驾驶室翻转力矩不能满足驾驶室翻转需要。

1 零部件检测与分析驾驶室翻转机构各分总成零件的检测确认：某中型驾驶室翻转机构，主要部件有：（1）左（右）扭杆；（2）铰接轴；（3）铰接支架；（4）转向器托架；（5）左（右）扭杆臂，对其进行逐一检测，故障点分别见下：1.1 左（右）扭杆尺寸检验（检测样本5件）、硬度、化学成分分析、金相、刚度及耐久试验。

检测结果：尺寸、材质、金相、硬度值均合格。

汽车驾驶室 扭杆式翻转锁止机构编制说明1 工作简况1.1 任务来源2012年6月20日，工信部发布了《关于印发2012年第二批行业标准制修订计划的通知》(工信厅科〔2012〕119号)，在2012年安徽省经济和信息化委员会申报的行业标准制修订项目计划表中，将《载货汽车驾驶室 翻转机构》列入汽车行业项目计划中，序号816，计划号2012-1436T-QC，技术归口为全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC114)车身分技术委员会(SC18)。

1.2 协作单位本标准起草单位：安徽安凯华夏汽车配件（合肥）有限公司、安徽省标准化研究院、安徽安凯华夏汽车配件制造有限公司、东风汽车公司、第一汽车集团、国家汽车质量监督检验中心（襄樊）、湖北省齐星汽车车身股份有限公司等。

1.3 主要工作过程接到任务后，安徽安凯华夏汽车配件（合肥）有限公司、安徽安凯华夏汽车配件制造有限公司、安徽省标准化研究院、东风汽车公司、第一汽车集团、国家汽车质量监督检验中心（襄樊）、湖北省齐星汽车车身股份有限公司成立了《载货汽车驾驶室 翻转机构》行业标准编制工作组，行业标准编制工作组召开多次会议，认真研究、安排该标准的起草工作：1.3.1 收集国内外关于载货汽车驾驶室翻转机构标准的相关资料，对比国内外在技术上的差异，确定制定标准的原则：既要充分考虑国内实际情况，也要确保标准的先进性，保证标准的完善性和协调性。

1.3.2 2012年11月形成了标准初稿，规定了载货汽车驾驶室翻转、锁止机构的术语和定义、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存及质量保证。

1.3.3 2013年3月25日～26日全国汽车标准化技术委员会车身分技术委员会在武汉召开了标准工作组会议，会上由来自安徽安凯华夏汽车配件（合肥）有限公司、安徽安凯华夏汽车配件制造有限公司、安徽省标准化研究院、东风汽车公司、第一汽车集团、国家汽车质量监督检验中心（襄樊）、湖北省齐星汽车车身股份有限公司等单位的近20余位代表出席了本次会议，对本标准的初稿进行了讨论，就标准的名称的合理性、术语定义的规范性以及技术要求和使用方法等均提出了修改意见。

10.16638/ki.1671-7988.2017.22.005某轻卡驾驶室翻转扭杆的选配设计李鑫，顾鴃，陈鹏飞，刘熹（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽合肥230601）摘要：轻型卡车为满足发动机维修、保养等的需要，要求驾驶室能够翻转。

为了使驾驶室能轻便地翻转，必须借助于助力机构。

文章通过建立驾驶室翻转过程的数学模型，从中得出最佳的翻转扭杆直径尺寸，并进行了翻转力实验。

试验结果表明，选配的扭杆使得翻转力大大改善，为翻转机构改进设计提供了一种有效方法。

关键词：轻型卡车；驾驶室；翻转机构；扭杆；翻转力中图分类号：U462.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2017)22-12-04The Selection And Design Of A Rollover Torsion Rod In A Light CardLi Xin, Gu Jue, Chen Pengfei, Liu Xi（Technology center of Jianghuai Automobile Co., LTD, Anhui Hefei 230601）Abstract:To satisfy the needs of the engine maintenance, repair etc., the Medium truck cab should have the ability to be overturned. the cab can be overturned conveniently, which must resort to mechanism. the optimized diameter of the torsion bar was confirmed by building the mathematic model of the cab turnover process, and the turnover force was calculated. The test results show that the optional sleeper cab's torsion bar turnover force was reduced greatly. An effective way of overturn framework's quality was presented.Keywords: Medium truck; cab; Overturn framework; torsion bar; Handiness performanceCLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID:1671-7988(2017)22-12-04引言近年来，在平头货车上，已普遍使用了驾驶室翻转机构，扭杆弹簧的应用日趋广泛。

某中型卡车驾驶室翻转机构的设计与有限元分析的开题报告摘要：随着交通运输业的发展，中型卡车的需求日益增长，中型卡车的驾驶室翻转机构是保证驾驶员在事故中获得更大生存机会的关键部件。

本文以某中型卡车的驾驶室翻转机构为研究对象，设计了一种新型的翻转机构，并进行了有限元分析，证明了该设计的合理性和安全性。

关键词：中型卡车；驾驶室翻转机构；有限元分析；设计一、研究背景中型卡车是一种重要的交通工具，在物流运输等领域有着广泛的应用。

然而，随着交通事故的频繁发生，中型卡车的安全性备受关注。

翻车事故是中型卡车事故中的重要类型之一，其中，驾驶室翻转是造成伤亡的主要原因。

因此，研究中型卡车驾驶室翻转机构的设计和优化，对于提高中型卡车的安全性具有重要意义。

二、目的和意义本文旨在设计一种新型的中型卡车驾驶室翻转机构，通过有限元分析，验证该设计在安全性方面的可靠性和有效性。

该设计的成功实现可以有效提高中型卡车的安全性，并为中型卡车的进一步发展提供技术支持和参考。

三、驾驶室翻转机构设计本研究的驾驶室翻转机构采用了一种新型的设计方案，其主要结构如图1所示。

图1 驾驶室翻转机构设计方案该机构由挂钩、支撑柱、弹簧、缓冲杆、转动轴等部件组成。

在翻车事故发生时，挂钩会自动弹开，支撑柱向下倾斜，使驾驶室侧翻。

同时，弹簧和缓冲杆的作用可以减缓翻车过程中产生的冲击力，避免驾驶员受到过大的伤害。

四、有限元分析为验证本设计的安全性和有效性，采用ANSYS有限元分析软件对该驾驶室翻转机构进行了模拟分析。

模拟分析主要分为以下几个步骤：1. 确定模型的边界条件和约束条件；2. 应用转动力和调整模型的参数；3. 进行有限元分析并输出结果；4. 对结果进行评价和分析。

经过有限元分析，得出该物理模型的应力云图和变形云图如图2所示。

图2 应力云图和变形云图五、结论与展望本文设计了一种新型的中型卡车驾驶室翻转机构，并进行了有限元分析，验证了该设计的合理性和安全性。

重型载货汽车驾驶室自解锁翻转机构设计重型载货汽车是一种功能强大的机械设备，可以用于运输各种大量货物。

但是，如果在驾驶重型载货汽车的过程中发生侧翻，会导致严重的后果。

因此，为了确保驾驶员的安全，需要设计一种自解锁翻转机构，来减轻重型载货汽车的翻滚幅度。

自解锁翻转机构采用了一种机械原理，即如果车辆侧翻，保持在车身中心线旋转的重心会绕着车身中心线旋转，而不会向侧面翻滚。

通过这种机械原理，可以将翻滚幅度减小到最小值，从而保证驾驶员的生命安全。

为了实现自解锁翻转机构的设计，需要将车辆的整体结构进行改进。

首先，需要在车身中心线的底部设置一个重心平衡台，来确保车辆重心的水平稳定。

其次，在驾驶室的顶部设置强力弹簧机构，来连接驾驶室和车身，从而在驾驶员发生侧翻时对车身进行支撑。

外部弹簧设计在有侧翻时，曲折的弹簧允许出现一定量的侧向倾斜，始终把车辆重心放在车身中垂线上以保持平衡。

并且此时，弹簧机构能够对车身进行稳定连接，不会导致翻滚。

此外，还需要在车身的侧面安装锁定装置，来确保驾驶员在发生事故时可以安全的打开车门。

锁定装置采用了一种点击式锁定机制，只要驾驶员用力拉动车门就可以自动解锁打开。

在设计自解锁翻转机构时，还需要考虑机械结构材料的选择。

为了保证机构的强度和耐用性，需要选择高强度钢材料，同时对其进行精密加工和表面处理，以确保它可以长期安全地承受车辆的巨大负荷。

总的来说，自解锁翻转机构可以有效的减小重型载货汽车的翻滚幅度，并确保驾驶员的生命安全。

通过对机械原理，车辆结构和机械结构材料的详细考虑和设计，自解锁翻转机构可以在重型载货汽车的日常使用中发挥重要的作用。

除了机械结构的设计和改进，自解锁翻转机构还需要配合其他辅助设备才能发挥最大的作用，保障驾驶员的安全。

首先，需要对车辆的悬挂系统进行改进，使其具有更好的抗侧翻能力。

采用新型悬挂系统和升级版的防翻装置，能够在车辆翻滚时快速打开防翻装置，防止翻滚损害；同时，强化车辆底部与驾驶室、货箱或挂车的连接部分，使车辆各个部分之间的力存在更加充分的转移和支配，有效提高车辆的抗倾斜能力。