关转拉杆转垂臂
球头销强度校核规范（设计参考）
转传动机构设计总体求
转垂臂转节臂梯形臂中碳钢中碳合金钢35Cr4040Cr40CrNi模锻加工制成采长度变化尺寸椭圆形矩形截面合理利材料提高强度刚度转垂臂转垂臂轴渐开线花键联接花键轴花键孔具定锥度隙配合装配时花键轴孔应标记中保证转垂臂正确安装位置转垂臂长度转传动机构布置传动等素关般初选时型汽车取100～150mm中型汽车取150～200mm型汽车取300～400mm
转传动机构杆件应选刚性质量203035号钢（低碳钢）缝钢制造长度方外形根总布置需确定
转传动机构元件间采球形铰接球形铰接特点够消铰接处表面磨损产生间隙满足两铰接件间复杂相运动现代球形铰接结构中均弹簧球头衬垫压紧横拉杆左右边杆外端球形铰接应作单独组件组装壳体螺纹旋杆端部杆长调便调节前束球头衬垫需润滑应采效结构措施保持住润滑材料防止灰尘污物进入
球销衬垫均采低碳合金钢12CrNi3A18MnTi40Cr制造工作表面（高频常）渗碳（慢时间长）淬火处理渗碳层深15—30mm表面硬度HRC56—63允许采中碳钢4045制造高频淬火处理球销渡圆角处滚压工艺增强球形铰接壳体钢3540制造 提高球头衬垫工作表面耐磨性采等离子气体等离子金属喷镀工艺
二转拉杆转垂臂球头销校核规范
（）拉杆校核规范
拉杆应较质量足够刚度拉杆形状应符合布置求时做成弯减刚度拉杆203040钢缝钢制成
1 拉杆直杆压杆稳定校核计算受压时弯曲稳定性根材料力学中关压杆稳定性计算公式进行验算示
―――――（1）
式中 ——杆刚度储备系数安全系数般取15~25
——杆承受轴力
——弹性模量
——杆长杆两端球铰中心间距离计
——断面惯性矩
2 拉杆弯杆应计算弯曲应力拉压应力合成校核强度
（1）原转阻力矩计算
哥夫（Gough）验公式：
―――――（2）
式中 ——轮胎路面间滑动摩擦系数
——前轴负荷
——轮胎气压MPa
① 前轮处中间直行位置
a 阻力矩算出拉杆球头连线轴力：图纸布置求出连线销垂距阻力矩轴力
b 求出轴力（球头连线）拉杆折弯处垂距（力臂）
c 轴力力臂危险断面弯矩（力）
d 求断面系数断面积
e 求弯曲应力（）拉压应力（）两者合成拉压应力（应力方求代数）
f 求安全系数 汽车理推荐安全系数值17~24种工况取限24
② 前轮处转角极限位置（方法①数值变）
a 阻力矩算出球头连线轴力垂距变轴力变
b 求出弯曲力臂①相
c 求出危险断面弯矩①增
d 求断面系数断面积
e 求弯曲应力拉压应力合成（数①增）注意力方
f 求安全系数种工况取限17
（2）油泵卸荷油压转机卸荷油压计算
a设定前轴转节已螺栓限位（相轮卡住）转机未限位转机输出扭矩油泵卸荷压力转机卸荷压力两者中卸荷油压值计算
b 限位极限位置图纸求出拉杆垂臂夹角找拉杆球头连线相转机输出轴垂距
c 垂距输出扭矩轴力
d 求出轴力（球头连线）折弯处垂距（力臂）两者相弯曲力矩
e 述办法求合成应力安全系数取限（17）甚更必须12
f 转节没限位前车轮没外力卡住转机已达极限位置转机输出轴（垂臂轴）已限位油压卸荷机械式挡住垂臂已转力传拉杆时拉杆受力必校核油泵转机卸荷作取决转节限位（指转机油压卸荷行程控制）中途车轮强制卡住工况（工况罕见）
★（二）转垂臂校核规范
转垂臂模锻制成断面椭圆形矩形实现间隙配合垂臂垂臂轴渐开线花键连接居保证垂臂正确安装垂臂轴应侧面做安装记号球头销作力F转垂臂构成弯曲扭转力矩联合作危险断面垂臂根部图11示危险截面A—A处根第三强度理危险截面应力点a处弯扭联合作等效应力应：
―――――（3）
式中：——弯曲应力
——剪应力
——材料屈服极限
——相强度储备系数取17~24
图 11转垂臂球铰危险截面处
应力示意图
值示：
―――――（4）
式中 ——作转垂臂球形铰接处力
——图11示
——危险截面弯曲截面系数
矩形截面轴截面直角顶点处扭转剪切应力值零剪切应力发生侧边中间k点a点处应力
―――――（5）
―――――（6）
式中——图11示(偏距)
——矩形截面长边短边长度
——关系数查关手册选取
弯扭联合作应力图11示合成应力a点
转垂臂转垂臂轴渐开线花键连接求验算渐开线花键挤压应力切应力渐开线花键联接常根联接件特点尺寸求工作条件确定类型尺寸然进行必强度校核计算计算公式：
―――――（7）
式中 ——转矩 （Nm）
——齿间载荷均匀系数通常07~08
——齿数
——齿工作高度（mm）
——齿工作长度（mm）
——均直径（mm）
渐开线花键：
——模数
——花键联接许挤压应力取
（三）球头销校核规范
球头销常球面部分磨损损坏式验算接触应力：
―――――（8）
式中——作球头力
——球头承载表面通球心力相垂直面投影面积
满足式外球销弯曲应力应该满足：
销根部 ―――――（9）
式中 ——作球头力
——球头悬臂部分尺寸
——球销计算截面弯曲截面系数
——材料屈服极限
——安全系数取15
设计初期球头直径D根表11中推荐数进行选择
球头直径D
mm
转轮负荷（双边）
／N（前轴负荷）
球头直径D
mm
转轮负荷（双边）
／N
20
22
25
27
30
6000
6000～9000
9000～12500
12500～16000
16000～24000
35
40
45
50
24000～34000
34000～49000
49000～70000
70000～100000
表 11 球头直径
球头销合金结构钢12CrNiB15CrMo20CrNi液体碳氮渗钢40Cr35CrNi制造
515午
三设计案例分析
（）转拉杆校核
厦门金龙公交XMQ6891G转拉杆强度校核例进行案例分析
1原设计案例资料
图 21 拉杆图
配 置
型 号
参 数
A转机
浙江世宝SB8575D
油压力14Mpa时输出扭矩约3100Nm
油压力10Mpa时输出扭矩约2300Nm
油压力7Mpa时输出扭矩约1600Nm
B转油泵
锡柴CA6DF320E3发动机带
工作压力14Mpa
C转拉杆
绍兴京山
6891GF8203410010
拉杆径规格42X80mm落差点量杆（球头两端连线）垂直距离1132mm
表 21 2007年生产泉州公交XMQ6891G转系统配置参数表
2典型位置原转油压卸荷工况校核拉杆极限应力
（1）原转阻力矩计算：
① 前轮处中间直行位置
值示：
a 汽车沥青者混凝土路面原转阻力矩
值：
——轮胎路面间滑动摩擦系数般取07
——前轴负荷（满载时前轴负荷45000N）
——轮胎气压（08Mpa）
代入式（2）
出： Nmm
b原转拉杆受轴力
根转装置图22示中间直行位置时拉杆两端球铰中心连线刚垂直转节臂拉杆轴力公式计算：
―――――（10）
式中 ——转节臂量长度（235 mm）
出： N
图 22 转装置图
c拉杆折弯处受弯矩
―――――（11）
式中 拉杆折弯处拉杆两端球铰中心连线落差（图21示1132 mm）
出：1199580 Nmm
d拉杆横截面弯曲截面系数拉杆截面积
―――――（12）
―――――（13）
式中 ——拉杆横截面外径42 mm
——拉杆横截面径26 mm
出：
e危险断面应力
左方盘拉杆受拉拉应力处a点
压
205．8正数拉力
右方盘拉杆受压压应力处a点
式中 ——屈服应力极限（查35钢屈服应力极限305MPa）
——拉应力
出
结：前轮处中间直行位置时原转拉杆安全系数应该取限24拉杆安全系数偏
② 前轮处转角极限位置
值示：
a前轮左转快极限位置拉杆受轴力
根左转极限位置装置图23示转角40度时466度公式 ―――――（14）
出 N
图 23 前轮左转快极限位置
前轮左转达极限位置方盘右时拉杆受力相等方相反
b前轮右转快极限位置拉杆受轴力
根右转极限位置装置图24示转角312度时27度式（14）出 N
图 24 前轮右转快极限位置
前轮右转达极限位置方盘左时拉杆受力相等方相反
c前轮左转达极限位置拉杆折弯处受弯矩
参式（11）知 Nmm
d前轮右转达极限位置拉杆折弯处受弯矩
参式（11）知 Nmm
e危险断面应力
前轮左转达极限位置
左转快极限位置前方盘继续左
拉杆受拉拉应力处a点
左转已极限位置方盘右拉杆受压压应力处a点
前轮右转达极限位置
右转快极限位置前方盘继续右
拉杆受压压应力处a点
右转已极限位置方盘左拉杆受拉拉应力处a点
结：前轮转角达极限位置时原转拉杆安全系数取限17拉杆安全系数太拉应力达屈服极限
（2）油泵卸荷油压计算：
转盘转极限状态前转轮已限位分两种情况：
① 转机没卸荷油泵压力继续增加转路油压达值（等14Mpa）时系统直保持压力状态转机输出扭矩保持值前桥转节转已限制住然转拉杆转机带动继续运动趋势转拉杆拉力（压力）时应力
② 转机卸荷油泵压力达定压力时转机卸荷转机输出力矩增路油压保持转机卸荷时压力转机输出扭矩保持变前桥转已限制住然转拉杆转机带动继续运动趋势转拉杆较拉力（压力）时应力
值示：
a前轮转左极限位置左拉杆受力受力图25示：
公式 ―――――（15）
式中 —— 垂臂受垂直力转机浙江世宝SB8575D油压14Mpa时输出扭矩约3100Nm垂臂长约215mm N
出 N
图 25 左转极限位置拉杆受力示意图
b前轮转右极限位置右拉杆受力受力图26示：
式（15）知 N
图 26 右转极限位置拉杆受力示意图
c左极限时拉杆折弯处受力矩
参式（11）知 Nm
d右极限时拉杆折弯处受力矩
参式（11）知 Nm
e危险断面应力
前轮转左极限位置左拉杆受拉拉应力处a点
前轮转右极限位置右拉杆受压压应力处a点
取拉应力算安全系数
结：油泵卸荷油压转机卸荷油压计算拉杆安全系数应该12拉杆两极限位置拉应力已超35钢屈服应力极限305MPa合格会引起塑变损坏
3改进措施
拉杆型号规格改mm落差改93mm
（1）原转阻力矩计算：
① 前轮处中间直行位置
值示：
式（11）式（12）式（13）知 Nm
危险断面应力：
左方盘拉杆受拉拉应力处a点
右方盘拉杆受压压应力处a点
结：前轮处中间直行位置时原转拉杆安全系数应该取限24拉杆安全系数符合求
② 前轮处转角极限位置
值示：
根式（14）式（11） Nm
Nm
危险断面应力：
前轮左转达极限位置
左转快极限位置前方盘继续左
拉杆受拉拉应力处a点
左转已极限位置方盘右拉杆受压压应力处a点
前轮右转达极限位置
右转快极限位置前方盘继续右
拉杆受压压应力处a点
右转已极限位置方盘左拉杆受拉拉应力处a点
结：前轮转角达极限位置时原转拉杆安全系数取限17拉杆安全系数符合求
（2）油泵卸荷油压计算：
值示：
根式（15）式（11） Nm
Nm
危险断面应力：
前轮转左极限位置左拉杆受拉拉应力处a点
前轮转右极限位置右拉杆受压压应力处a点
结：油泵卸荷油压转机卸荷油压计算拉杆安全系数应该12拉
杆安全系数符合求
结：强度校核拉杆改进应力明显降低工况安全系数均符合求（案例材料35钢）
（二）转垂臂校核
图 27 转垂臂球铰危险截面处应力图
转垂臂校核规范知四角点剪应力等零剪应力发生矩形长边中点式（5）计算短边中点剪应力短边剪应力式（6）计算式中 值hb关系数数值表22中选取
计算：
（1）弯曲应力
值示：
——作转垂臂球形铰接处力油泵卸荷时输出力矩计算（转机浙江世宝SB8575D油压14Mpa时输出扭矩约3100Nm垂臂长约215mm N）
——危险截面弯曲截面系数
21530185mm（图27示）
代入式（4）
出 1701 MPa
（2） 剪切应力
10871624 Nmm（式中e值图27示）
hb56301867
利插值法计算：
出
数值代入式（5）（6）中出
89 89 MPa (长边中点)
MPa(短边中点)
（3）合成应力
应力图27知短边中点处弯曲应力达值时短边剪应力中点处达值点截面危险点长边中点处剪应力达值弯曲应力0应校核矩形截面短边中点处强度式（3）出：
MPa
式中——材料屈服极限材料般40Cr40CrNi调质处理取785MPa
——相强度储备系数17~24
出 安全系数推荐值满足强度求
hb
1
12
15
2
25
3
0208
0219
0231
0246
0258
0267
1
093
0858
0796
0767
0753
hb
4
6
8
10
穷
0282
0299
0307
0313
0333
0745
0743
0743
0743
0743
表 22 矩形截面杆扭转时系数
（三）球头销校核
球销损坏形式球头磨损球销断裂选定球销应校核应力：
（1） 球面接触应力
值示：
—— 作球头力值 N
—— 球头承载表面通球心力相垂直面投影面积
图27知力F垂直纸面A面图示
出
代入式（8）
出
略许应力值核算工况油泵卸荷压力极端条件认基行
（2） 球销弯曲应力
值示：
—— 作球头力（）
—— 球销悬臂部分尺寸（图27示）
—— 球销根部截面弯曲截面系数
式中—— 球销根部截面直径（图27示）
出 1534
代入式（9）
出 537 MPa
头销材料40Cr屈服极限取785MPa球头销安全系数推荐值15球头销安全系数略差核算工况油泵卸荷压力极端条件认基行
总结：
1原拉杆规格落差1132mm校核极限位置处油泵达卸荷压力时应力已超材料屈服极限（35钢）会引起塑变损坏
2拉杆型号规格改落差改93mm拉杆应力明显降低工况安全系数均符合求见拉杆设计应量减折弯落差选择合适杆件断面尺寸
3 油泵油压14MPa（10MPa）略降应转机求匹配
4 转机配置卸压装置转系安全性利
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球头销强度校核规范（设计参考）
转传动机构设计总体求
转垂臂转节臂梯形臂中碳钢中碳合金钢35Cr4040Cr40CrNi模锻加工制成采长度变化尺寸椭圆形矩形截面合理利材料提高强度刚度转垂臂转垂臂轴渐开线花键联接花键轴花键孔具定锥度隙配合装配时花键轴孔应标记中保证转垂臂正确安装位置转垂臂长度转传动机构布置传动等素关般初选时型汽车取100～150mm中型汽车取150～200mm型汽车取300～400mm
转传动机构杆件应选刚性质量203035号钢（低碳钢）缝钢制造长度方外形根总布置需确定
转传动机构元件间采球形铰接球形铰接特点够消铰接处表面磨损产生间隙满足两铰接件间复杂相运动现代球形铰接结构中均弹簧球头衬垫压紧横拉杆左右边杆外端球形铰接应作单独组件组装壳体螺纹旋杆端部杆长调便调节前束球头衬垫需润滑应采效结构措施保持住润滑材料防止灰尘污物进入
球销衬垫均采低碳合金钢12CrNi3A18MnTi40Cr制造工作表面（高频常）渗碳（慢时间长）淬火处理渗碳层深15—30mm表面硬度HRC56—63允许采中碳钢4045制造高频淬火处理球销渡圆角处滚压工艺增强球形铰接壳体钢3540制造 提高球头衬垫工作表面耐磨性采等离子气体等离子金属喷镀工艺
二转拉杆转垂臂球头销校核规范
（）拉杆校核规范
拉杆应较质量足够刚度拉杆形状应符合布置求时做成弯减刚度拉杆203040钢缝钢制成
1 拉杆直杆压杆稳定校核计算受压时弯曲稳定性根材料力学中关压杆稳定性计算公式进行验算示
―――――（1）
式中 ——杆刚度储备系数安全系数般取15~25
——杆承受轴力
——弹性模量
——杆长杆两端球铰中心间距离计
——断面惯性矩
2 拉杆弯杆应计算弯曲应力拉压应力合成校核强度
（1）原转阻力矩计算
哥夫（Gough）验公式：
―――――（2）
式中 ——轮胎路面间滑动摩擦系数
——前轴负荷
——轮胎气压MPa
① 前轮处中间直行位置
a 阻力矩算出拉杆球头连线轴力：图纸布置求出连线销垂距阻力矩轴力
b 求出轴力（球头连线）拉杆折弯处垂距（力臂）
c 轴力力臂危险断面弯矩（力）
d 求断面系数断面积
e 求弯曲应力（）拉压应力（）两者合成拉压应力（应力方求代数）
f 求安全系数 汽车理推荐安全系数值17~24种工况取限24
② 前轮处转角极限位置（方法①数值变）
a 阻力矩算出球头连线轴力垂距变轴力变
b 求出弯曲力臂①相
c 求出危险断面弯矩①增
d 求断面系数断面积
e 求弯曲应力拉压应力合成（数①增）注意力方
f 求安全系数种工况取限17
（2）油泵卸荷油压转机卸荷油压计算
a设定前轴转节已螺栓限位（相轮卡住）转机未限位转机输出扭矩油泵卸荷压力转机卸荷压力两者中卸荷油压值计算
b 限位极限位置图纸求出拉杆垂臂夹角找拉杆球头连线相转机输出轴垂距
c 垂距输出扭矩轴力
d 求出轴力（球头连线）折弯处垂距（力臂）两者相弯曲力矩
e 述办法求合成应力安全系数取限（17）甚更必须12
f 转节没限位前车轮没外力卡住转机已达极限位置转机输出轴（垂臂轴）已限位油压卸荷机械式挡住垂臂已转力传拉杆时拉杆受力必校核油泵转机卸荷作取决转节限位（指转机油压卸荷行程控制）中途车轮强制卡住工况（工况罕见）
★（二）转垂臂校核规范
转垂臂模锻制成断面椭圆形矩形实现间隙配合垂臂垂臂轴渐开线花键连接居保证垂臂正确安装垂臂轴应侧面做安装记号球头销作力F转垂臂构成弯曲扭转力矩联合作危险断面垂臂根部图11示危险截面A—A处根第三强度理危险截面应力点a处弯扭联合作等效应力应：
―――――（3）
式中：——弯曲应力
——剪应力
——材料屈服极限
——相强度储备系数取17~24
图 11转垂臂球铰危险截面处
应力示意图
值示：
―――――（4）
式中 ——作转垂臂球形铰接处力
——图11示
——危险截面弯曲截面系数
矩形截面轴截面直角顶点处扭转剪切应力值零剪切应力发生侧边中间k点a点处应力
―――――（5）
―――――（6）
式中——图11示(偏距)
——矩形截面长边短边长度
——关系数查关手册选取
弯扭联合作应力图11示合成应力a点
转垂臂转垂臂轴渐开线花键连接求验算渐开线花键挤压应力切应力渐开线花键联接常根联接件特点尺寸求工作条件确定类型尺寸然进行必强度校核计算计算公式：
―――――（7）
式中 ——转矩 （Nm）
——齿间载荷均匀系数通常07~08
——齿数
——齿工作高度（mm）
——齿工作长度（mm）
——均直径（mm）
渐开线花键：
——模数
——花键联接许挤压应力取
（三）球头销校核规范
球头销常球面部分磨损损坏式验算接触应力：
―――――（8）
式中——作球头力
——球头承载表面通球心力相垂直面投影面积
满足式外球销弯曲应力应该满足：
销根部 ―――――（9）
式中 ——作球头力
——球头悬臂部分尺寸
——球销计算截面弯曲截面系数
——材料屈服极限
——安全系数取15
设计初期球头直径D根表11中推荐数进行选择
球头直径D
mm
转轮负荷（双边）
／N（前轴负荷）
球头直径D
mm
转轮负荷（双边）
／N
20
22
25
27
30
6000
6000～9000
9000～12500
12500～16000
16000～24000
35
40
45
50
24000～34000
34000～49000
49000～70000
70000～100000
表 11 球头直径
球头销合金结构钢12CrNiB15CrMo20CrNi液体碳氮渗钢40Cr35CrNi制造
515午
三设计案例分析
（）转拉杆校核
厦门金龙公交XMQ6891G转拉杆强度校核例进行案例分析
1原设计案例资料
图 21 拉杆图
配 置
型 号
参 数
A转机
浙江世宝SB8575D
油压力14Mpa时输出扭矩约3100Nm
油压力10Mpa时输出扭矩约2300Nm
油压力7Mpa时输出扭矩约1600Nm
B转油泵
锡柴CA6DF320E3发动机带
工作压力14Mpa
C转拉杆
绍兴京山
6891GF8203410010
拉杆径规格42X80mm落差点量杆（球头两端连线）垂直距离1132mm
表 21 2007年生产泉州公交XMQ6891G转系统配置参数表
2典型位置原转油压卸荷工况校核拉杆极限应力
（1）原转阻力矩计算：
① 前轮处中间直行位置
值示：
a 汽车沥青者混凝土路面原转阻力矩
值：
——轮胎路面间滑动摩擦系数般取07
——前轴负荷（满载时前轴负荷45000N）
——轮胎气压（08Mpa）
代入式（2）
出： Nmm
b原转拉杆受轴力
根转装置图22示中间直行位置时拉杆两端球铰中心连线刚垂直转节臂拉杆轴力公式计算：
―――――（10）
式中 ——转节臂量长度（235 mm）
出： N
图 22 转装置图
c拉杆折弯处受弯矩
―――――（11）
式中 拉杆折弯处拉杆两端球铰中心连线落差（图21示1132 mm）
出：1199580 Nmm
d拉杆横截面弯曲截面系数拉杆截面积
―――――（12）
―――――（13）
式中 ——拉杆横截面外径42 mm
——拉杆横截面径26 mm
出：
e危险断面应力
左方盘拉杆受拉拉应力处a点
压
205．8正数拉力
右方盘拉杆受压压应力处a点
式中 ——屈服应力极限（查35钢屈服应力极限305MPa）
——拉应力
出
结：前轮处中间直行位置时原转拉杆安全系数应该取限24拉杆安全系数偏
② 前轮处转角极限位置
值示：
a前轮左转快极限位置拉杆受轴力
根左转极限位置装置图23示转角40度时466度公式 ―――――（14）
出 N
图 23 前轮左转快极限位置
前轮左转达极限位置方盘右时拉杆受力相等方相反
b前轮右转快极限位置拉杆受轴力
根右转极限位置装置图24示转角312度时27度式（14）出 N
图 24 前轮右转快极限位置
前轮右转达极限位置方盘左时拉杆受力相等方相反
c前轮左转达极限位置拉杆折弯处受弯矩
参式（11）知 Nmm
d前轮右转达极限位置拉杆折弯处受弯矩
参式（11）知 Nmm
e危险断面应力
前轮左转达极限位置
左转快极限位置前方盘继续左
拉杆受拉拉应力处a点
左转已极限位置方盘右拉杆受压压应力处a点
前轮右转达极限位置
右转快极限位置前方盘继续右
拉杆受压压应力处a点
右转已极限位置方盘左拉杆受拉拉应力处a点
结：前轮转角达极限位置时原转拉杆安全系数取限17拉杆安全系数太拉应力达屈服极限
（2）油泵卸荷油压计算：
转盘转极限状态前转轮已限位分两种情况：
① 转机没卸荷油泵压力继续增加转路油压达值（等14Mpa）时系统直保持压力状态转机输出扭矩保持值前桥转节转已限制住然转拉杆转机带动继续运动趋势转拉杆拉力（压力）时应力
② 转机卸荷油泵压力达定压力时转机卸荷转机输出力矩增路油压保持转机卸荷时压力转机输出扭矩保持变前桥转已限制住然转拉杆转机带动继续运动趋势转拉杆较拉力（压力）时应力
值示：
a前轮转左极限位置左拉杆受力受力图25示：
公式 ―――――（15）
式中 —— 垂臂受垂直力转机浙江世宝SB8575D油压14Mpa时输出扭矩约3100Nm垂臂长约215mm N
出 N
图 25 左转极限位置拉杆受力示意图
b前轮转右极限位置右拉杆受力受力图26示：
式（15）知 N
图 26 右转极限位置拉杆受力示意图
c左极限时拉杆折弯处受力矩
参式（11）知 Nm
d右极限时拉杆折弯处受力矩
参式（11）知 Nm
e危险断面应力
前轮转左极限位置左拉杆受拉拉应力处a点
前轮转右极限位置右拉杆受压压应力处a点
取拉应力算安全系数
结：油泵卸荷油压转机卸荷油压计算拉杆安全系数应该12拉杆两极限位置拉应力已超35钢屈服应力极限305MPa合格会引起塑变损坏
3改进措施
拉杆型号规格改mm落差改93mm
（1）原转阻力矩计算：
① 前轮处中间直行位置
值示：
式（11）式（12）式（13）知 Nm
危险断面应力：
左方盘拉杆受拉拉应力处a点
右方盘拉杆受压压应力处a点
结：前轮处中间直行位置时原转拉杆安全系数应该取限24拉杆安全系数符合求
② 前轮处转角极限位置
值示：
根式（14）式（11） Nm
Nm
危险断面应力：
前轮左转达极限位置
左转快极限位置前方盘继续左
拉杆受拉拉应力处a点
左转已极限位置方盘右拉杆受压压应力处a点
前轮右转达极限位置
右转快极限位置前方盘继续右
拉杆受压压应力处a点
右转已极限位置方盘左拉杆受拉拉应力处a点
结：前轮转角达极限位置时原转拉杆安全系数取限17拉杆安全系数符合求
（2）油泵卸荷油压计算：
值示：
根式（15）式（11） Nm
Nm
危险断面应力：
前轮转左极限位置左拉杆受拉拉应力处a点
前轮转右极限位置右拉杆受压压应力处a点
结：油泵卸荷油压转机卸荷油压计算拉杆安全系数应该12拉
杆安全系数符合求
结：强度校核拉杆改进应力明显降低工况安全系数均符合求（案例材料35钢）
（二）转垂臂校核
图 27 转垂臂球铰危险截面处应力图
转垂臂校核规范知四角点剪应力等零剪应力发生矩形长边中点式（5）计算短边中点剪应力短边剪应力式（6）计算式中 值hb关系数数值表22中选取
计算：
（1）弯曲应力
值示：
——作转垂臂球形铰接处力油泵卸荷时输出力矩计算（转机浙江世宝SB8575D油压14Mpa时输出扭矩约3100Nm垂臂长约215mm N）
——危险截面弯曲截面系数
21530185mm（图27示）
代入式（4）
出 1701 MPa
（2） 剪切应力
10871624 Nmm（式中e值图27示）
hb56301867
利插值法计算：
出
数值代入式（5）（6）中出
89 89 MPa (长边中点)
MPa(短边中点)
（3）合成应力
应力图27知短边中点处弯曲应力达值时短边剪应力中点处达值点截面危险点长边中点处剪应力达值弯曲应力0应校核矩形截面短边中点处强度式（3）出：
MPa
式中——材料屈服极限材料般40Cr40CrNi调质处理取785MPa
——相强度储备系数17~24
出 安全系数推荐值满足强度求
hb
1
12
15
2
25
3
0208
0219
0231
0246
0258
0267
1
093
0858
0796
0767
0753
hb
4
6
8
10
穷
0282
0299
0307
0313
0333
0745
0743
0743
0743
0743
表 22 矩形截面杆扭转时系数
（三）球头销校核
球销损坏形式球头磨损球销断裂选定球销应校核应力：
（1） 球面接触应力
值示：
—— 作球头力值 N
—— 球头承载表面通球心力相垂直面投影面积
图27知力F垂直纸面A面图示
出
代入式（8）
出
略许应力值核算工况油泵卸荷压力极端条件认基行
（2） 球销弯曲应力
值示：
—— 作球头力（）
—— 球销悬臂部分尺寸（图27示）
—— 球销根部截面弯曲截面系数
式中—— 球销根部截面直径（图27示）
出 1534
代入式（9）
出 537 MPa
头销材料40Cr屈服极限取785MPa球头销安全系数推荐值15球头销安全系数略差核算工况油泵卸荷压力极端条件认基行
总结：
1原拉杆规格落差1132mm校核极限位置处油泵达卸荷压力时应力已超材料屈服极限（35钢）会引起塑变损坏
2拉杆型号规格改落差改93mm拉杆应力明显降低工况安全系数均符合求见拉杆设计应量减折弯落差选择合适杆件断面尺寸
3 油泵油压14MPa（10MPa）略降应转机求匹配
4 转机配置卸压装置转系安全性利
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