作者：宗刘冬 熊雪娇
来源：《科学与财富》2019年第11期
摘 要：球铰链是连接汽车悬架与车轮的关键零件，直接影响车辆行驶的操控及安全性能。球销作为球铰链的主承载部件，其强度直接影响连接的可靠性。本文利用力学基础知识，对球销强度设计进行分析，并建立了简易可行的设计模型。
关键词：麦弗遜式；球销；强度分析；设计模型
引言
尽管新能源车辆方兴未艾，并逐步挤占传统燃油车辆市场，但基于技术限制，短期内并不会对传统车辆底盘结构产生颠覆性的影响，传统的底盘悬架连接方式将长期存在。作为悬架连接的核心部件，摆臂球铰链总成仍有很大的发展空间，球销作为球铰链总成的关键连接件，如出现疲劳、断裂等问题，将直接影响车辆的行驶安全。
本文主要讨论在麦弗逊式前悬球销设计过程中的强度问题，并试图通过建立简易的模型对球销设计进行校核，以满足车辆的使用要求。
1.球销的受力分析
1.1球销的连接位置及载荷
摆臂球销分别连接转向节与摆臂总成，在使用过程中主要承受横向的交变载荷作用，此载荷随车辆行驶的路况、速度等因素不断变化，如图1所示
汽车铰链 1.2球销所受剪力及弯矩分析
依据连接及安装结构，球销可简化为受集中交变载荷（力）作用的悬臂梁结构，导致球销产品失效的原因为其使用过程中所受的剪切应力及弯曲应力。设定作用于球销球心的载荷为F、球心至安装位置的力臂长度为L0、弯矩为M，
则任意位置Lx截面上：剪力Fx=-F，弯矩Mx=FLx，
即自载荷作用点（球心）至安装位置（锥面大端），剪力不变，弯矩与力臂Lx成正比。
2.球销设计模型的建立
2.1 影响球销强度的主要原因
由于球销为回转体，各横截面均为圆形，故设定其任意位置半径为rx，则截面积Ax=πrx2
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