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行李箱扭簧设计计算方法
1范围
本标准规定了行李箱扭簧的技术要求、试验方法和计算方法。
本标准适用于三厢车鹅颈式(弓形)铰链所配用的行李箱扭簧产品。
2标准
下列文件中对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的文件,其版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T230.1-2009金属材料洛氏硬度试验第1部分:试验方法
GB/T1222-2007弹簧钢
GB/T1805-2001弹簧术语
GB/T18983-2003油淬火回火弹簧钢丝
Q/ZTB06.002-2012乘用车零部件防腐技术要求
Q/ZTB07.025-2012禁用和限用物质规范
3术语和定义
3.1行李箱扭簧
作为平衡铰链的弹性元件之一,占有有效空间小,易于安装,是一种较好的结构型式。其工作原
理是通过扭转产生弹性变形输出力矩。
3.2鹅颈式(弓形)铰链
鹅颈式(弓形)铰链是使用弹性元件,可以在行李箱盖开启或关闭过程中平衡行李箱盖重力矩的
铰链结构,因其形状类似于鹅颈而得名。该铰链形式结构简单、制造工艺容易、有足够强度、可靠耐久
及成本较优点,目前在中低档三厢车型中广泛应用。
3.3剪切弹性模量(G)
材料的力学性能指标之一,是材料在纯剪切应力状态下,应力低于比例极限时切应力与切应变的
比值。它代表着材料抵抗切应变的能力,模量大,则表示材料的刚性强。目前几种常用的扭簧材料剪
切弹性模量见表1所示。
表1扭簧材料的剪切弹性模量
材料牌号剪切弹性模量(MPa)
65Mn78000
60Si2MnA79000
3.4行李箱盖重力矩
行李箱盖重力臂是随行李箱盖开启角度的变化而变化。行李箱盖在开闭过程中,铰链旋转与行
李箱盖重心(如图1所示)的距离L是一个定值。则行李箱在开闭过程任意位置的重力臂为:
LGLcos(−γ)
其中为行李箱开启角度;γ为行李箱盖重心和铰链旋转的连线与XY平面的夹角。
由此可得行李箱重力矩:
MGmgLcos(−γ)
其中m为行李箱盖质量。
铰链旋转
γ
L
行李箱盖重心
图1行李箱盖重心位置示意图
3.5扭簧扭矩
扭簧是淬火弹簧钢丝按一定形状弯曲而成。扭簧的扭矩Mr与扭簧的直径d、有效长度L、扭转角
度Ф以及扭簧材料的剪切弹性模量G有关。
d4Gφ
M=
T
32L180
4技术要求
4.1扭簧表面不允许出现裂纹及易产生疲劳断裂的损伤,两端头不允许有明显的毛刺及马蹄形。
4.2扭簧材料选用弹簧钢(执行GB/T1222-2007标准)或油淬火回火弹簧钢丝(执行GB/T18983-2003
标
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