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球销结构原理范文球销结构的主要原理是通过球与孔之间的点接触，使得两个零部件能够自由转动和相对运动。
它的结构基本由两个部分组成：一个球头和一个配合件。
在球头上有一个球形凸轴，而配合件通常是一个圆形孔，其内径略大于球头直径。
在装配过程中，球头被插入配合件的孔中，形成一个可活动的连接。
球销结构的主要特点和优势有以下几个方面：1.可承受大的转矩和径向负载：球销结构通过点接触的方式，可以承受较大的转矩和径向负载。
2.高精度的相对位置：球销结构具有高精度的定位和相对位置特性。
由于球头的球形凸轴与孔的配合，可以实现相对运动的高度精确性。
3.自由转动和相对运动：由于球头和配合件之间的点接触，球销结构能够实现自由转动和相对运动，并且具有较低的摩擦。
4.系统可拆卸性：球销结构可以方便地进行拆卸和组装。
只需将球头从配合件的孔中拔出即可。
球销结构在机械连接和转动装置中得到广泛应用，特别适用于需要高精度定位和相对运动的场合。
例如，它常用于汽车、飞机、工程机械等重型设备的转动装置和连接件上。
然而，球销结构也有一些局限性。
首先，由于球头和配合件之间的点接触，摩擦力较大，因此需要在运动过程中进行润滑。
其次，由于点接触面积较小，高载荷下容易引起磨损和疲劳。
因此，在设计和使用球销结构时需要考虑适当的润滑和耐磨性能。
总之，球销结构是一种常用的机械连接方式，通过球头与配合孔的点接触，实现了零部件的转动和相对运动。
它具有高精度的定位和相对位置特性，能够承受大的转矩和径向负载，具有较好的可拆卸性。
然而，由于摩擦力和点接触面积的局限性，需要适当的润滑和耐磨性能。
球销结构在机械工程中广泛应用，是一种值得研究和使用的连接方式。
0引言汽车摆臂在车轮与车架（或车身）间起到传递力和力矩的作用，需要用球销与转向节连接来实现，若球销同轴度不在技术要求范围内，摆臂球销总成摆动角度出现偏差，造成车轮转向异常。
1现有摆臂球销加工缺陷球销作为汽车摆臂球销总成的核心部件，由球头、颈部、大端、锥面、螺纹等组成。
球销加工成型过程中，需要经过车杆—车球—探伤—钻开口销孔—倒角—滚光—滚丝—清洗等工序。
其中车杆（如图1）：利用球销毛坯的头部平台定位，利用驱动（活）顶尖顶紧，完成球销杆部的颈部、大端、锥面、螺纹底径的加工。
车球（如图2）：球销车球过程中，利用球销杆部过渡角进行定位，完成球头头部圆球的加工；装夹定位过程中，需要人工挤压球销，保证工件定位面与工装定位面有效接触，过程中对人员的操作水平要求高。
车杆—车球分两序加工，过程中存在重复装夹定位，造成加工过程不稳定，球销的球头与杆部的同轴度易出现超差，并且球心到大端的距离也无法保证，产品加工过程不稳定。
2一次成型加工工艺2.1产品结构变更开发新结构毛坯球销，将螺纹底径部分直接采用冷挤压成型，只机加工球头、脖颈、大端、锥面，实现了单序加工成型，如图3。
基于球销加工工艺的改善，对球销毛坯进行尺寸设计，如图4。
由于球销螺纹免车削中径，需直接对毛坯状态进行滚丝，所以设计球销毛坯螺纹杆部尺寸必须满足滚丝要求的加工余量（D=1mm ）。
故球销的加工工艺更改为：精车—探伤—钻开口销孔—倒角—滚光—滚丝—清洗等。
2.2加工方式变更加工工艺过程，如图5：将球销毛坯放入夹紧装置（定位套、车球套）中；旋转油缸驱动连接套向左移动，连接套连接车球套向左移动，车球套锥面配合部分沿锥面运动变形，将水平运动转化为径向运动，车球套夹紧球销。
加紧球销后，车球套夹紧球销沿轴向运动（向左移动），使球销过渡角位置与定位套端面接触定位，保证球销的轴向定位；活顶尖沿轴向向左运动，顶紧球销端面，提高球销毛坯整论新型汽车摆臂球销产品及加工工艺方法曾强;熊雪娇（保定市汽车球销工程技术研究中心，保定市格瑞机械有限公司，保定071051）摘要:汽车摆臂是悬架系统导向机构的主要部件，它在车轮与车架（或车身）间起到传递力和力矩的作用，它的尺寸和布置形式决定了悬架系统的运动特性，为车轮提供转向所需要的自由度。
论当前轿车底盘悬挂摆臂结构设计作者喻云枫湖北省荆州市沙市区 434000摘要：文章以轿车底盘悬挂系统的重要性为出发点，对摆臂设计对质量、价格的影响进行了阐述，进而根据实际情况重点分析了轿车底盘悬挂摆臂结构设计。
关键词：轿车底盘；悬挂摆臂结构；设计1.前言悬挂摆臂系统历来是轿车底盘的重要组成部分，在轿车整体结构中也占据着极为重要的地位，本文就当前轿车底盘悬挂摆臂结构设计进行了讨论。
2.轿车底盘悬挂系统的重要性汽车车架（或车身）若直接安装于车桥（或车轮）上，由于道路不平，由于地面冲击使货物和人会感到十分不舒服，这是因为没有悬架装置的原因。
汽车悬架是车架（或车身）与车轴（或车轮）之间的弹性联结装置的统称。
它的作用是弹性地连接车桥和车架（或车身），缓和行驶中车辆受到的冲击力。
保证货物完好和人员舒适；衰减由于弹性系统引进的振动，使汽车行驶中保持稳定的姿势，改善操纵稳定性；同时悬架系统承担着传递垂直反力，纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架（或车身）上，以保证汽车行驶平顺；并且当车轮相对车架跳动时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。
3.摆臂设计对质量、价格的影响3.1质量因素：越轻越好由悬架刚度和悬架弹簧支承的质量（簧载质量）所决定的车身固有频率（亦称振动系统的自由振动频率），是影响汽车行驶平顺性的悬架系统重要性能指标之一。
人体习惯的垂直振动频率是步行时身体上下运动的频率，约为1～1.6Hz。
车身固有频率应当尽可能接近这一频率范围。
当悬架系统刚度一定时，簧载质量越小，则悬架垂直变形越小，而固有频率越高。
当垂直载荷一定时，悬架刚度越小，汽车固有频率越低，同时车轮上下跳动需要的空间越大。
在道路条件和车速相同时，非簧载质量越小，则悬架系统所受到的冲击载荷越小，非簧载质量包括车轮质量，万向节和导向臂质量等。
3.2价格因素：取决于设计方案要求越多，则成本越高。
20210.16638/ki.1671-7988.2018.18.067浅谈某越野车转向摆臂轴总成可靠性设计沈阿荣，刘伟建，刘常青（陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院军品研究所，陕西 西安 710200）摘 要：文章通过对某越野车型转向摆臂轴总成的改进设计，既要保证转动灵活轻便，又要保证防松可靠。
改进后的设计方案提高了转向系统和整车的可靠性。
为同类车型的结构设计提供参考。
关键词：转向系统；摆臂轴总成；防松中图分类号：U462.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2018)18-202-02The Reliability Design Of The Steering Shaft Systems On The Off-Road VehicleShen Arong, Liu Weijian, Liu Changqing（Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd Institute of Automotive Engineering R&D Commercial VehicleR.& D.Department., Shaanxi Xi'an 710200）Abstract: In this thesis, we make the revised design of the steering shaft systems, not only flexible rotation but also locking reliable. The revised design improve the reliable of the steering system and the vehicle. The thesis provides the reference to the similar structure designing.Keywords: steering systems; steering shaft systems; lockCLC NO.: U462.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)18-202-02前言转向摆臂轴总成是转向系统中保证车辆转角达到设计值的重要总成，包括转向摆臂轴壳体，转向摆臂轴，轴承，轴承间隙调整装置，润滑装置及上下封盖等。
2018年 8月下 世界有色金属251浅谈镁铝合金摆臂球销结构设计赵月刚（保定市格瑞机械有限公司，河北 保定 ０７１０００）摘 要：机械设备的正常运转需要借助液压助力和电子助力转向机，将产生的动能传递给车轮转向节，但这并不能产生压力与拉力，使车轮进行正常运转，车轮转向节在接收到管柱的力与运动的动能后，需要将力作用到球销轴线上，球销将力传递出去，这样才能在设备运行过程中保持车辆本身的稳定。
因此，铝合金摆臂球销是车轮运转不可缺少的连接环节，结构设计必须保障科学合理。
文章对铝合金摆臂球销结构设计进行了简要的分析。
关键词：铝合金摆臂球销；工艺；结构设计中图分类号：Ｕ４６３．３３ 文献标识码：Ａ 文章编号：1００２－５０６５（２０１８）１６－０２５１－２Structure design of magnesium aluminum alloy swing arm ball pinZHAO Yue-gang（Ｂａｏｄｉｎｇ ｇｒｉ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｂａｏｄｉｎｇ， Ｂａｏｄｉｎｇ ０７１０００，Ｃｈｉｎａ）Abstarct: Ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｒｅｑｕｉｒｅｓ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐｏｗｅｒ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｈｅ ｋｉｎｅｔｉｃ ｅｎｅｒｇｙ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｗｈｅｅｌ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｋｎｕｃｋｌｅ， ｂｕｔ ｔｈｉｓ ｄｏｅｓ ｎｏｔ ｐｒｏｄｕｃｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｔｅｎｓｉｏｎ， ｓｏ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗｈｅｅｌ， ｔｈｅ ｗｈｅｅｌ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｋｎｕｃｋｌｅ ｒｅｃｅｉｖｅｓ ｔｈｅ ｆｏｒｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｉｐｅ ｓｔｒｉｎｇ ａｎｄ ｋｉｎｅｔｉｃ ｅｎｅｒｇｙ， ｔｈｅ ｎｅｅｄ ｔｏ ｆｏｒｃｅ ｔｈｅ ｐｉｎ ａｘｉｓ． Ｔｈｅ ｂａｌｌ ｐｉｎ ｔｒａｎｓｆｅｒｓ ｆｏｒｃｅ ｓｏ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｃａｎ ｂｅ ｍａｉｎｔａｉｎｅｄ ｄｕｒｉｎｇ ｄｒｉｖｉｎｇ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｓｗｉｎｇ ａｒｍ ｂａｌｌ ｐｉｎ ｉｓ ａｎ ｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅ ｌｉｎｋ ｉｎ ｗｈｅｅｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｍｕｓｔ ｅｎｓｕｒｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂｒｉｅｆｌｙ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｓｗｉｎｇ ａｒｍ ｂａｌｌ ｐｉｎ．Keywords: ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｓｗｉｎｇ ａｒｍ ｂａｌｌ ｐｉｎ； ｐｒｏｃｅｓｓ； ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ收稿时间：２０１８－０７作者简介：赵月刚，生于１９８２年，副高，研究方向 ：悬挂摆臂球销，转向器球销，稳定杆连接球销。
专利名称：下摆臂球销总成
专利类型：实用新型专利
发明人：陈小琴,来文信,胡文龙,陈森江,唐海祥申请号：CN201520790136.7
申请日：20151012
公开号：CN205086624U
公开日：
20160316
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型属于汽车转向技术领域，涉及一种下摆臂球销总成。
解决了现有技术容易磨损，使用寿命短的技术问题。
它包括球销，所述的球销由拉杆和与拉杆连接的呈球缺形的转向体组成，球销插入到球销体壳内，所述的球销体壳上固接有下摆臂，在球销体壳和转向体之间设有球座和弹簧座组件，所述的转向体上部插入到球座内且与球座转动连接，所述的转向体下部抵靠在弹簧座组件上且与弹簧座组件转动连接，球销体壳靠近弹簧座组件的一端还设有与球销体壳固定连接的端盖，所述的球销体壳远离端盖的一端设有一个与拉杆中部连接的防尘机构。
本实用新型设计合理，使用寿命长。
申请人：绍兴县柯利华汽车配件有限公司
地址：312000 浙江省绍兴市柯桥区柯岩街道永进村
国籍：CN
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轿车底盘悬架摆臂结构设计对比摆臂通常位于车轮与车身之间,是传递力,减弱振动传导,以及控制方向的涉及驾驶员的安全零部件.图1 冲压板金摆臂摆臂通常位于车轮与车身之间，是传递力，减弱振动传导，以及控制方向的涉及驾驶员的安全零部件。
本文介绍了市场上摆臂的常用结构设计，并对比分析了不同结构对工艺、质量和价格等的影响。
轿车底盘悬架大体分为前悬架和后悬架，前、后悬架都有摆臂连接车轮和车身，摆臂通常位于车轮与车身之间。
导向摆臂的作用是连接车轮和车架，传递力，减弱振动传导，以及控制方向，是涉及驾驶员的安全零部件。
悬架系统中有传递力的结构件，使车轮按照一定轨迹相对于车身运动。
结构件传递载荷，整个悬架系统承担汽车的操纵性能。
轿车摆臂的常用功能和结构设计1. 满足传递载荷的要求，摆臂结构设计与工艺现代轿车大都是采用独立式悬架系统，按其结构形式的不同，独立悬架系统又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式等。
横臂和纵臂，多连杆中就单个臂来说是二力杆结构，拥有两个连接点。
两个二力杆以一定角度装配在万向节上，连接点的连线构成三角形结构。
麦弗逊式前悬架下摆臂是典型的三点式摆臂，拥有三个连接点。
三个连接点的连线是稳定的三角形结构，可以承受多个方向的载荷。
二力杆摆臂结构简单，常根据各个公司不同的专业特长和加工方便确定结构设计。
例如，冲压板金结构（见图1），设计结构为无焊接的单片钢板，结构型腔多为“工”字形；板金焊接结构（见图2），设计结构为焊接钢板，结构型腔多为“口”字形；或采用局部加强板进行焊接加强危险位置；钢锻机加工结构，结构型腔为实心，外形多根据底盘布置要求调整轮廓；铝锻机加工结构（见图3），结构型腔为实心，外形要求与钢锻类似；钢管结构，结构简单，结构型腔为圆环形。
三点式摆臂结构复杂，常根据整车厂要求确定结构设计。
运动模拟分析中摆臂不能与其他零件干涉，并多数有最小距离要求。
例如，冲压板金结构多与板金焊接结构同时使用，传感器线束孔或稳定杆连接杆连接支架等，会改变摆臂的设计结构；结构型腔依然为“口”字形，承受载荷时摆臂型腔封闭结构优于不封闭结构。
本科毕业论文（设计）题目：某型轿车悬架上摆臂结构设计姓名：教务处制本科毕业论文（设计）独创承诺书本人按照毕业论文（设计）进度计划积极开展实验（调查）研究活动，实事求是地做好实验（调查）记录，所呈交的毕业论文（设计）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知，除文中特别加以标注引用参考文献资料外，论文（设计）中所有数据均为自己研究成果，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。
与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示谢意。
毕业论文（设计）作者签名：日期：题目：某型轿车悬架上摆臂结构设计摘要随着计算机技术的快速发展，有限元分析已成为机械工程设计分析活动中不可缺少的一个重要环节，并成为计算机辅助设计领域的重要拓展方向之一，而有限元分析软件和CAD软件之间的数据转换问题则成为有限元分析软件发展所亟待解决的问题。
具有强大建模功能的PROE软件所内嵌的结构分析功能则能很好的解决这个问题。
本文主要介绍了P.E结构分析的基本概念和求解思想，并对悬架系统作了简要概述。
利用ANSYS有限元分析软件的求解功能，对轿车上摆臂的强度和刚度进行了结构分析。
得到上摆臂在不同载荷作用下的应力分布、变形情况和疲劳工况，并在此基础上对双横臂悬架进行了分析。
分析结果为结构设计提供了依据，同时也简化了汽车上摆臂设计过程，提高了设计水平。
关键词：悬架上摆臂；有限元分析；应力；结构的分析。
Subject:design of swing arm structure of a carAbstractWith the rapid development of the new computing technologies ,Finite Element Analysis has been a necessary part of mechanical engineering design and analysis ,and it also has an extension of the Computer Aided Design.Then,the data transformation between Finite Element Analysis software and CAD software has become an urgent need in the development of FEA software.Unigraphics software,which has the fuction of structural analysis,can solve the problem preferably. The paper mainly introduces the basic conception and analysis idea of P.E structural analysis. Double-wishbone independent suspension will be analyzed and calculated with the method of the finit element analysis for the UG sofeware. Giving out the stress,fatigue and strain figure of the suspension,some numerical results have been obtained which can be used in calculations of stress.The results can be applied to design work of intension. At the same time, it simplifies the design process of suspension and improves the design level.KeyWords：Double-wishbone independent suspension Upper swingarm;Finite element analysis;Stress;structural analysis.目录1 绪论 (1)2 汽车悬架上摆臂 (3)2.1上摆臂概述 (3)2.2上摆臂的种类和特点 (3)2.21独立悬架 (3)2.22非独立悬架 (4)2.23独立悬架----双横臂独立悬架 (4)3 proe软件分析功能介绍 (6)3.1 proe概述 (7)3.2 proe的特点和优势 (7)3.3 proe软件的主要模块组成 (8)4 上摆臂的结构分析过程 (10)4.1上摆臂的受力分析 (11)4.2悬架----上摆臂建模 (13)4.3网格划分图 (17)4.4 悬架----上摆臂的有限元具体分析 (17)4.4.1 对上摆臂的分析 (18)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1 绪论随着计算机技术的迅猛发展以及信息时代的来临，促使人们以往的工作方式和思维方式发生了巨大的改变，因此对产品的设计分析产生了深远的影响，产品设计分析从传统的经验设计和判断进人现代的设计分析。
专利名称：一种汽车下摆臂球梢结构
专利类型：发明专利
发明人：詹爱平,贺梅英,梁爱云,潘丕吉,金华申请号：CN201711155555.3
申请日：20171120
公开号：CN107914534A
公开日：
20180417
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种汽车下摆臂球梢结构，包括下摆臂、球梢和橡胶材质的防尘罩，球梢包括一体连接的杆体和球体，球体安装在下摆臂的球座内，防尘罩设置在球体与球座的连接处，防尘罩的一端通过密封圈套接在杆体上，另一端通过抱箍固定在球座上，防尘罩内设有将防尘罩分为互不连通的两个空腔的分隔板，分隔板的外边缘固定连接在防尘罩上，其中部通过套孔套装在杆体上并沿杆体轴向移动。
本发明通过记忆弹簧随温度的变化可自行伸缩的特点来驱动分隔板移动，改变第二空腔的空间大小，当第二空腔温度升高时，增大第二空腔的空间和降低内部气压，从而降低内部温度，实现温度调控。
申请人：安徽科源机械有限公司
地址：242200 安徽省宣城市广德县经济开发区德昌路99号
国籍：CN
代理机构：杭州千克知识产权代理有限公司
代理人：赵卫康
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中国科技期刊数据库 工业C
2015年60期 77
浅谈汽车摆臂球销结构设计
关同立
长城汽车股份有限公司，河北 保定 071000
摘要：汽车的液压助力转向机作用是将转向管柱传来的力和运动传给车轮转向节，车轮转向节所受的力在球销轴线上就有压力又有拉力，而在转向轮偏转或者车辆行驶过程中的路面不平导致车架弹性变形，液压助力转向机的拉杆总成与车轮转向节的相对运动都是空间运动，为了避免产生运动干涉，在液压助力转向机的拉杆总成中的连接，摆臂总成和车轮转向节的连接都采用球销总成，而球销是固定在球销座内，并通过球销座进行连接。
关键词：汽车；球销；结构设计 中图分类号：U472 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)60-0077-02
1 引言
车辆转向、制动、颠簸、启动等状态变化时，底盘系统中某些部件之间发生相对转动、摆动，如转向拉杆和转向节，控制臂和转向节，控制臂和（副）车架，稳定连杆和稳定杆之间等，因此在此类具有较大相对转动、摆动变化的连接处一般由球关节连接。
2 球销座的工艺要求
以6450SUV 车型上的球销总成为例，该球销座在工作中不但承受扭转力矩所，而且还承受弯曲力矩和压力，对球销座的抗弯变形和压拉变形有很高的要求，所以一般球销座的扭矩刚度和弯曲刚度都很高。
为了保证6450SUV 球销总成运动的准确性及工作的可靠性，本例中采用调质处理的45号钢为球销座材料，其机加工尺寸公差等级为IT8，位置度精度控制在80mm 以内不超过0.01mm,机加工进行100%后探伤。
3 球销座毛坯的选材及工艺
由于当转向及路面不平时产生的瞬时冲击力对球销座产生很大的压力、拉力及扭矩，易产生球销座的折断及球销座封口部位的开裂，因此在选择材料时必须选择具有较高的强度，冲击韧度，疲劳强度和耐磨性的材料。
一般球销座可以采用号45钢、40Cr 等材料。
毛坯的生产为满足大批量生产规模，同时满足精度要求，机加时还要保证较少的加工余量，多采用模锻制造，直接由坯料成型为具有一定轮廓形状的球销座毛坯。
采用模锻制造球销座毛坯一致性高。
机加工余量少，达到的毛坯性能指标高，符合各种材料试验的要求。
4 球销座毛坯热处理
热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能，消除残余应力。
调质处理即淬火后又高温回火的双重热处理。
6450SUV 球销座经过调质处理后获得硬度为Hb240～270，保证能够在比较大的动载荷作用下工作，并承受着拉伸、压缩、弯曲、扭转或剪切的作用。
5 球销座机加工工艺的制定
球销座的加工首先要进行基准面的选择，这时应尽量选择精基准面为基准面，如球销座毛坯不存在精加工面时应在加工前进行基准面的加工，为后续工序的加工提供精基准，保证加工精度。
机加工阶段包含球销座孔的加工，，安装面的加工，安装孔的加工。
其中球销座孔的加工一般进行两次加工，分别为粗加工和精加工，。
以便更好的保证孔与球销的配合。
加工阶段需达到的要求：
（1）球销座的粗加工阶段是从坯料上切除较多的余量，粗加工是以快速切除毛坯余量为目的，在粗加工时应选用大的进给量和尽可能大的切削深度，以便在较短的时间内切除尽可能多的切屑，旋转零件一般单边可直接进行1.5mm 的切削加工量；
（2）精加工阶段是从工件上切除少量的余量所得精度和表面都比较高的加工过程，可使表面粗糙度达到Ra1.6的水平；
（3）安装面的加工：因为要与摆臂总成进行配合，保证空间位置的准确性，因此球销座的安装面有时需进行加工，
获得更好的安装位置尺寸。
（4）不重要表面可以在各加工阶段间进行加工，不重要表面一般加工精度较低，加工方便。
把不重要表面的加工穿插在各加工阶段之间进行就能使加工阶段更加明显，平衡各加工阶段的工艺安排，增加各阶段的加工时间，避免由于各阶段加工时间过短导致的应力重新分布。
综上所述，一般加工顺序是：精基准加工——球销座孔加工——安装面加工——安装孔加工。
不重要表面的加工在各阶段之间进行合理分配。
6 表面处理
汽车底盘不可能保持洁净。
一经行驶，都会有大量泥沙污物附着，而球销座上也经常被泥沙覆盖，泥沙中蓄含大量湿气，如直接让金属表层直接接触，会很快造成锈蚀，进而行成产品早期失效。
表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性，提高使用寿命。
球销座常用的表面处理有电泳、镀锌等，可依据实际情况进行选择。
7 球销常见失效模式及分析
球关节在使用过程中最大的使用风险为断裂。
7.1 球销断裂
图1 所示为常见的球销断裂形式
图1 球销断裂形式
常见于悬架控制臂球关节，转向拉杆球关节系统中。
主要原因为球销和其安装配合的金属套管之间的锥度和长度不当。
图2中样品1到样品2为球销锥度变化－28/时，产品受力大小及区域变化：球销最大应力从661.53MPa 减小到538.17MPa ，降低18.6%；样品2到样品3为锥面接触长度增大30%，相比样品2球销3的最大应力进一步降低了18.97%。
图2表明，锥度变小不仅使应力减小，且球销最大应力区域从球销台阶处转移至球销根部；锥面接触长度的增加进
工程管理
78 2015年60期
一步减小了球销的最大应力，又消除了球销连接处应力过大而失效的风险。
图2 不同设计状态的球关节受力及分布区域对比 7.2 球壳体和连接杆焊接处断裂低温
横向稳定杆连接杆的球壳体和连接杆处采用电阻焊接；在焊接处，有一种断裂形式常发生在低温环境下，如图3所示
图3 连接杆断裂
主要原因是球关节低温扭矩过大造成的。
图4所示为球关节的启动扭矩在低温下随时间变化的趋势。
样件1为引起连接杆断裂的产品，样件2更改后的产品图中可以明显看出，样件1的启动扭矩随着温度降低而明显降低；样件2则几乎不随温度变化而变化。
结构设计不合理，球座材料选用采用不合适，油脂选用不合格是造成此问题的几个常见原因。
图4 球关节启动扭矩在低温下的变化趋势 8 球销设计
本文对比的两种球头销图示部位 A 的结构如图5。
为了进行设计研究，借助有限元工具进行了结构分析，获取了设计依据。
图5有限元计算
8.1 简化处理
对模型进行处理，去除防尘罩、 卡簧、 球头销与球销座之间的衬套，修改球销座数模后用钢代替衬套与球销进行接触，球销座与压盖合为一体，拉杆进行截断处理。
8.2 网格划分
考虑结构对称性，球销划分为六面体以及五面体环状网格；拉杆以及焊道划分为六面体环状网格；球销座由于其结构的不对称性，主体采用四面体网格，与拉杆连接部位采用
五面体金字塔单元进行连接。
网格类型、数量及模型如图6所示。
图6
8.3 材料属性
弹性模量 E=2.1E5，泊松比 u=0.3。
8.4 边界条件
球销与整车连接部位螺母连接，采用相应接触及预载代替螺母预紧，支架的某侧边进行约束；拉杆属于二力杆，在断面处加载总大小 2500N 的分布力，如图 2 所示。
球销与球销座接触面建立接触。
8.5 分析结果
8.5.1 进行计算，A 部位球销应力如图7：
图7
A1（最大 von Mises 应力 457.5MPa ） A2（最大 von Mises 应力 664.5MPa ）
最大von Mises 应力如图3所示，A1结构1、2位置单元表层最大应力基本相同，约为457.5MPa ，A2结构3最大应力为664.5MPa 。
8.5.2 结构设计分析
A1结构由于设计要求的原因，除螺母安装台阶外，中间有凸缘，因此在应力分布有一定影响，多产生一次应力集中，A1是变截面设计，位置1直径大于位置2的直径，但位置1具载荷施加处较位置2距离长，因此在车辆处于相同的力学环境下，A1结构1、2位置单元表层最大应力可以达到基本相同，能做到危险截面处的应力大小平均，且应力低于等截面设计的A2的最大应力，即低于A2位置3的应力。
9 结语
球销是保证汽车操纵的稳定性，行驶的平顺性、舒适性、安全性及使汽车正确、准确行驶的关键零部件，在球销的设计时，应合理布置截面尺寸，合理使用材料，综合其它设计要求，进行“变截面”的设计，增强设计可靠性。
参考文献
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[2]李建江. 装配过程中螺栓预紧力的控制[J].工程机械. 2010(07)：57～59.
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