本文以某卡车为例介绍驾驶室锁紧机构的匹配计算，对锁紧机构的工作原理和匹配方法进行了详细说明，并将锁紧机构的操纵力、锁紧力分别与锁紧机构其各尺寸参数建立了参数关系方程，进而有效地简化了驾驶室锁紧机构设计与匹配过程。

目前我国的卡车驾驶室平头化已经成为主流，因平头车型发动机位于驾驶室下部，要求驾驶室能够向前翻转一定角度，以便拥有足够的发动机维修保养空间。为了实现驾驶室的可翻转，要求驾驶室后部与后支承之间设计为可开启式连接，并且该锁紧机构要安全可靠，同时可以由人力独立完成各项操作。

主要结构与工作原理

1.锁紧机构的结构及工作原理

锁紧机构主要由操纵机构总成、短拉杆、左锁止机构总成、长拉杆和右锁止机构总成等组成（见图1），其中长拉杆连接左、右锁止机构总成，以实现两侧锁体实现同步锁紧，并将右侧锁紧力传递到左侧；短拉杆连接操纵机构总成与左锁止机构总成，实现锁紧力由左锁体传递到操纵把手。

2.锁紧机构工作原理

驾驶室锁紧机构为一系列连杆机构，其作用是将操作力转化为驾驶室锁紧力，如图2所示，其工作原理为翻转把手为主动端在操作力下绕O1点旋转，并通过短拉杆将力传递至锁体，使锁钩绕O2点旋转完成驾驶室锁紧。

根据锁紧机构功能及人机方便性，锁紧力和操纵力应具有如下特性：

（1）为保证驾驶室紧固可靠，应保证极端工况（垂直方向加速度3g）下驾驶室所承受的紧固力大于0，使锁紧机构不失效。

（2）根据我国人体特征和相关经验值，一般情况下锁紧机构操作力大小应满足（225±50）N。

计算分析

1.锁紧机构数学模型建立

通过对左、右锁体受力分析，两者受力情况完全相同，所以可以将右锁体所受力等效转化至左锁体。下面对锁紧机构工作过程中的整体受力情况进行分析验证。

2.锁体工作原理与各参数关系方程

锁体工作原理为曲柄摇杆机构，其中曲柄（AB）绕A点进行旋转，带动摇杆（BC）C端上下运动，完成驾驶室锁紧动作（见图3）。其中锁体转动角度θ与胶垫压缩量S之间关系、锁体转动角度θ与锁体所受力F及力臂L之间关系进行转化如以下公式所示：

式中，L1、 L`1为锁勾距旋转中心长度，R1为锁勾长度，R2为锁体长度，θ1、θ`1 为锁体旋转角度，φ1、φ`1 为锁勾旋转角度，K为胶垫刚度。

3.操纵力臂及力矩关系方程

操作力臂关系如图4所示，建立操纵力臂及力矩关系方程如下：

式中，O1为操纵手臂旋转中心，O2为右锁止机构总成旋转中心，O3为短拉杆右旋转中心，A、B为拉杆长度，L3、L`3和L3为操纵力臂，ω1、ω2和ω3、ω4为旋转角度。

4.锁紧机构匹配计算

根据上述计算结果和驾驶室锁紧力相关约束条件，建立锁紧力与锁体转角、胶垫压缩量之间的关系方程，并通过调节操纵力臂、短拉杆两端力臂比值和胶垫刚度，获得满足设计要求的驾驶室锁紧机构方案，如图5所示。

驾驶室锁紧机构需要人力完成锁止和解锁动作，所以需要对其操作方便性进行校核。对于国内产品，一般选择95%亚洲人体作为校核依据，对锁紧机构操作过程进行校核（见图6）。

5.试装验证

根据设计参数，生产出符合设计要求的驾驶室锁紧机构，并装配实车验证其装配性和可操作性。同时使用测力仪测量，对驾驶室锁紧机构操作力进行测量和记录（见表），并将测量数据与设计数据相对比，验证是否与设计一致。

结语

本文通过上述分析，对驾驶室锁紧机构的匹配与计算，给出了详细的分析和计算，并将锁紧机构的操纵力、锁紧力分别与锁紧机构其各尺寸参数建立了参数关系方程，可以直观地看出锁紧机构各尺寸参数与操纵力、锁紧力的关系，进而有效地简化了驾驶室锁紧机构设计与匹配过程。