「设计开发专栏」球头销和转向节连接的设计计算

球头销在独立悬架系统和转向系统中的广泛采用，主要功能是实现车轮上下跳动和转向运动。

控制臂和转向拉杆通过位于端部的球头销与转向节相连接。球头销的安装精度直接影响车轮的运动特性，从而影响车辆的驾驶性能，球头销的安装可靠性影响车辆行驶安全。

保证球头销和转向节的连接精度和可靠性是接头设计的重要课题之一。

球头销和转向节的连接采用圆锥过盈连接，过盈量δ是通过拧紧螺母使球销杆伸长实现的，所以，计算校核螺母扭矩M和螺母需要转过的转角θ,获得工艺参数，是接头设计必要的工作。

1、把球头销等效为一根六角头螺栓，计算螺栓的刚度

因为在整个扭紧装配过程中，球销杆都参与伸长变形，为了计算刚度时计算简单，保证精度，将球头销等效看作一根螺栓，球头相当于螺栓法兰面头部，球销杆锥体和它的两端过渡部位相当于螺栓的三个光杆部位，尾部是螺纹部分。

将整个球销等效为如下图的螺栓：

2、根据过盈连接理论，利用过盈量δ求出螺栓受力

3、螺栓轴力,螺母扭矩M和转角θ,球销的进给量4个参数的关系

4、结 论

同时，计算球头销的进给量和螺栓端的位移量，为装配质量校核，提供了检测参数。

利用软件 Microsoft Excel 将整个计算过程编写成简易软件，可以方便获得各种转向节和球头销的装配设计参数。