汽車轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 I 載重汽車轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì) 摘 要 本 設(shè)計(jì)為載 重汽 車 的 轉(zhuǎn)向橋 ， 此轉(zhuǎn)向橋需要適應(yīng)不同路況，不同速度下的穩(wěn)定行駛，因此對(duì)前橋的要求也越來越高。在汽車設(shè)計(jì)、制造、 因此 應(yīng)該 本 著 既能有足 夠 的承 載 能力，又能 實(shí)現(xiàn) 耐用 經(jīng)濟(jì) 的思想 進(jìn) 行方案的 選擇 ， 為 了降低生 產(chǎn) 成本， 又在結(jié) 構(gòu)上 滿 足要求的情況 下 應(yīng)盡 量 簡(jiǎn) 單 。 通過設(shè)計(jì)： （ 1）保證有足夠的強(qiáng)度：以保證可靠的承受車輪與車架之間的作用力。（ 2）保證有足夠的剛度：以使車輪定位參數(shù)不變。（ 3）保證轉(zhuǎn)向輪有正確的定位角度：以使轉(zhuǎn)向輪運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，操縱輕便并減輕輪胎的磨損。（ 4）轉(zhuǎn)向橋的質(zhì)量應(yīng)盡可能?。?以減少非簧上質(zhì)量，提高汽車行駛平順性。 通過分析工作原理設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向節(jié)、前軸、主銷等零件的尺寸，使各個(gè)零部件的強(qiáng)度滿足校核，并運(yùn)用 關(guān)鍵詞 : 轉(zhuǎn)向橋；定位參數(shù)；轉(zhuǎn)向節(jié)；前軸；主銷 of 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 is to to so of In be on in to in of as as By (1) To in to By (1) To in to (2) in to (3)To of to (4) of be as as to by of of so of to 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目錄 前 言 . 1 . 2 車轉(zhuǎn)向橋目前狀況 . 2 車前橋的分類 . 2 橋各參數(shù)對(duì)汽車穩(wěn)定性的作用與影響 . 2 動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式 . 5 動(dòng)橋總體結(jié)構(gòu) . 5 重汽車從動(dòng)橋 . 6 重汽車從動(dòng)橋 . 7 計(jì)意義 . 7 . 8 構(gòu)參數(shù)選擇 . 8 動(dòng)橋總體結(jié)構(gòu)選擇 . 8 定前橋具體結(jié)構(gòu)型式 . 8 . 9 軸強(qiáng)度計(jì)算 . 9 軸受力分析簡(jiǎn)圖 . 9 軸載荷的計(jì)算（分三種工況分析 ） . 10 軸彎矩及扭矩計(jì)算 . 11 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 軸斷面分析圖 . 11 個(gè)斷面彎扭矩計(jì)算（分三種工況分析） . 12 面系數(shù)計(jì)算 . 13 力計(jì)算 . 19 軸材料的許用應(yīng)力 . 20 . 21 面系數(shù)計(jì)算 . 21 矩計(jì)算 . 21 力計(jì)算 . 22 向節(jié)的材料、許用應(yīng)力及強(qiáng)度校核 . 22 . 23 銷受力計(jì)算參數(shù) . 23 算載荷 . 23 矩計(jì)算 . 25 彎斷面系數(shù)、剪切面積和主銷襯套擠壓面積的計(jì)算 . 25 力計(jì)算 . 26 銷材料及許用應(yīng)力 . 27 . 28 向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算 . 28 頭銷 . 29 向拉桿 . 29 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 向搖臂 . 29 件設(shè)計(jì)結(jié)果 . 30 . 31 國汽車車橋行業(yè)發(fā)展歷程 . 31 內(nèi)汽車車橋產(chǎn)量和市場(chǎng)容量分析 . 31 車車橋業(yè)發(fā)展特征及問題透視 . 31 橋產(chǎn)品結(jié)構(gòu)解析轉(zhuǎn)向橋經(jīng)濟(jì)性分析 . 31 高轉(zhuǎn)向橋經(jīng)濟(jì)性 . 32 論 . 33 致 謝 . 34 參 考 文 獻(xiàn) . 35 附 錄 . 36 附錄 1 英文 原文 . 36 附錄 2 中文譯文 . 46 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 前 言 隨著 我 國 交通 運(yùn)輸 事 業(yè) 的迅速 發(fā) 展，汽 車運(yùn)輸 的承 載 重量和 運(yùn) 行速度都在不 斷 增加，于是人 們對(duì)汽車 的安全 運(yùn) 行也越 來 越重 視 ，所 以對(duì)汽車車橋 的 設(shè)計(jì) 也提出了更高的要求。前 橋 通 過懸 架與 車 架相 連 ， 兩 端安 裝車輪 ，其功用是 傳遞車 架與 車輪之間 各方向的作用力及其力矩，因前 輪 受到垂直力和垂直反力及由其形成的 彎 矩；水平方向的道路阻力 和側(cè) 向制 動(dòng) 力以及其形成的水平方向的 彎 矩；由制 動(dòng) 力引起的 轉(zhuǎn)矩等 各種力均需 經(jīng)過 前 橋 前梁 傳遞給懸 架，然后再 傳遞給車 架， 故對(duì)前橋 前梁有以下的要求：必 須 有足 夠 的 強(qiáng) 度和 剛 度，保 證 可靠的承受和 傳遞車輪 與 車 架 間 的最大作用力。 應(yīng) 使 轉(zhuǎn)向節(jié) 與主 銷 和前梁 間 的摩擦力盡 可能小。 應(yīng) 保 證車輪 正確的定位角和合適的 轉(zhuǎn)向 角； 從 而保 證 汽 車 的行 駛穩(wěn) 定性 和操 縱輕 便性， 減輕輪 胎磨耗，以延 長 前 橋 的使用 壽命 。 本次設(shè)計(jì)針對(duì)前橋的使用功能方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)，本著盡量減少車身重量的目的進(jìn)行設(shè)計(jì)，隨著我國汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，轉(zhuǎn)向橋的制作及設(shè)計(jì)技術(shù)在不久的將來會(huì)全面發(fā)展，逐漸趕超歐美、日本等先進(jìn)汽車生產(chǎn)國。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 車 轉(zhuǎn)向橋 目前狀況 車前橋的分類 從動(dòng)橋即 非 驅(qū)動(dòng)橋 ，又 稱從動(dòng)車橋 。它通 過懸 架與 車 架 (或承 載 式 車 身 )相 聯(lián) ， 兩側(cè)安 裝著從動(dòng)車輪 ，用以在 車 架 (或承 載 式 車 身 )與 車輪之間傳遞鉛 垂力 、縱向 力和 橫 向力。從動(dòng) 橋還 要承受和 傳遞制動(dòng) 力矩。 根據(jù) 從動(dòng)車輪 能否 轉(zhuǎn)向 ， 從動(dòng)橋 分 為轉(zhuǎn)向橋 與非 轉(zhuǎn)向橋 。一般汽 車多 以前 橋?yàn)檗D(zhuǎn)向橋 。為 提高操 縱穩(wěn) 定性和機(jī) 動(dòng) 性，有些 轎車 采用全四 輪轉(zhuǎn)向 。多 軸 汽 車 除前 輪轉(zhuǎn)向 外，根據(jù) 對(duì)機(jī) 動(dòng) 性的要求，有 時(shí) 采用 兩根 以上的 轉(zhuǎn)向橋 直至全 輪轉(zhuǎn)向 。 一般 載貨 汽 車 采用前置 發(fā)動(dòng) 機(jī)后 橋驅(qū)動(dòng) 的布置形式，故其前 橋?yàn)檗D(zhuǎn)向從動(dòng)橋 。 轎車多采用前置 發(fā)動(dòng) 機(jī)前 橋驅(qū)動(dòng) ，越野汽 車 均 為 全 輪驅(qū)動(dòng) ，故它 們 的前 橋 既是 轉(zhuǎn)向橋 又是 驅(qū)動(dòng)橋 ，稱為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋 。 從動(dòng)橋 按與其匹配的 懸 架 結(jié) 構(gòu)的不同，也可分 為 非 斷開式與斷開 式 兩 種。與非 獨(dú) 立 懸架相匹 配的非 斷開 式 從動(dòng)橋 是一根支承于左、右 從動(dòng)車輪上 的 剛 性整體 橫 梁， 當(dāng) 又是 轉(zhuǎn)向橋時(shí) ， 則 其 兩 端 經(jīng)轉(zhuǎn)向 主 銷與轉(zhuǎn)向節(jié)相聯(lián) 。 斷開 式 從動(dòng)橋 與 獨(dú) 立 懸 架相匹配。 非 斷開 式 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋主 要由前 梁、轉(zhuǎn)向節(jié) 及 轉(zhuǎn)向 主 銷組 成。 轉(zhuǎn)向節(jié) 利用主 銷與 前梁 鉸接并 經(jīng) 一 對(duì)輪轂軸承支承著車輪 的 輪轂 ，以 達(dá) 到 車輪轉(zhuǎn)向 的目的。在左 轉(zhuǎn)向節(jié) 的上耳 處 安裝著轉(zhuǎn)向節(jié) 臂，后者與 轉(zhuǎn)向 直拉桿相 連； 而在 轉(zhuǎn)向節(jié) 的下耳 處則裝著與轉(zhuǎn)向橫 拉桿相 連 接的 轉(zhuǎn)向 梯形臂。有的 將轉(zhuǎn)向節(jié) 臂與梯形臂 連 成一體并安 裝 在 轉(zhuǎn)向節(jié) 的下耳 處以簡(jiǎn) 化 結(jié) 構(gòu)。轉(zhuǎn)向節(jié) 的 銷 孔 內(nèi)壓 入 帶 有 潤 滑油槽的青 銅襯套 以 減 小磨 損 。 為 使 轉(zhuǎn)向輕 便，在 轉(zhuǎn)向節(jié) 上耳與前梁拳部 之間裝 有 調(diào) 整 墊 片以 調(diào) 整其 間 隙。 帶 有螺 紋 的楔形 鎖銷將 主 銷 固定在前梁拳部的孔 內(nèi) ，使之不能 轉(zhuǎn)動(dòng) 。 橋 各 參數(shù)對(duì)汽車穩(wěn) 定性的作用與影 響 為 了保持汽 車 直 線 行 駛 的 穩(wěn) 定性 、轉(zhuǎn)向輕 便性及汽 車轉(zhuǎn)向 后使前 輪 具有自 動(dòng) 回正的性能， 轉(zhuǎn)向橋 的主 銷 在汽 車 的 縱向 和 橫 向平而 內(nèi) 都有一定 傾 角。在 縱向 平面 內(nèi) ，主 銷 上部向后 傾 斜一 個(gè) 角， 稱為 主 銷 后 傾 角。在 橫 向平面 內(nèi) ，主 銷 上部向 內(nèi)傾 斜一 個(gè) 角， 稱為 主銷內(nèi)傾 角。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 圖 1主銷內(nèi)傾角 銷內(nèi)傾 也是 為 了保 證 汽 車 直 線 行 駛 的 穩(wěn) 定性并使 轉(zhuǎn)向輕 便。主 銷內(nèi)傾 使主 銷軸線 與路面的交 點(diǎn) 至 車輪 中心平面的距離即主 銷偏 移距 減 小， 從 而可 減 小 轉(zhuǎn) 向 時(shí) 需加在方向 盤 上的力，使 轉(zhuǎn)向輕 便，同 時(shí) 也可 減 小 轉(zhuǎn)向輪傳 到方向 盤 上的 沖擊 力。主 銷內(nèi)傾 使前 輪轉(zhuǎn)向時(shí)不僅 有 繞 主 銷 的 轉(zhuǎn)動(dòng) ，而且伴 隨 有 車輪軸 及前 橫 梁向上的移 動(dòng) ，而 當(dāng)松開 方向 盤時(shí) ，所 儲(chǔ)存的上升位能使 轉(zhuǎn)向輪自動(dòng) 回正，保 證 汽 車 作直 線 行 駛 。 內(nèi)傾 角一般 為 85 ；主 銷偏 移距一股 為 30 40輕 型 客車 、 輕 型 貨車及裝 有 動(dòng) 力 轉(zhuǎn)向 的汽 車 可 選擇較 大的主 銷內(nèi)傾 角及后 傾 角，以提高其 轉(zhuǎn)向車輪 的自 動(dòng) 回正性能。但 內(nèi)傾 角也不宜 過 大，即主 銷偏 移距不宜過 小，否 則 在 轉(zhuǎn)向過 程中 車輪繞 主 銷偏轉(zhuǎn)時(shí) ， 隨著滾動(dòng)將 伴 隨著沿路 面的滑 動(dòng) ， 從 而增加輪 胎與路面 間 的摩擦阻力，使 轉(zhuǎn)向變 得很沉重。 為 了克服因左、右前 輪 制 動(dòng) 力不等而 導(dǎo) 致汽 車 制 動(dòng)時(shí) 跑偏，近年 來 出 現(xiàn) 主 銷偏 移距 為負(fù) 值的汽 車。 主 銷 后 傾 使主 銷軸線 與路面的交 點(diǎn) 位于 輪 胎接地中心之前， 該 距離 稱為 后 傾拖 距。 當(dāng)直 線 行 駛 的汽 車 的 轉(zhuǎn)向輪 偶然受到外力作用而稍有偏 轉(zhuǎn)時(shí) ，汽 車 就偏離直 線 行 駛 而有所 轉(zhuǎn)向 ， 這時(shí) 引起的離心力使路面 對(duì)車輪 作用 著 一阻 礙 其 側(cè) 滑 的側(cè) 向反力，使 車輪產(chǎn) 生 繞 主 銷旋 轉(zhuǎn) 的回正力矩， 從 而保 證 了汽 車 具有 較 好的直 線 行 駛穩(wěn) 定性。此力 矩稱穩(wěn) 定力矩。 穩(wěn) 定力矩也不宜 過 大，否 則 在汽 車轉(zhuǎn)向時(shí)為 了克服此 穩(wěn) 定力矩需在方向 盤 上施加更大的力， 導(dǎo)致方向 盤 沉重。后 傾 角通常在 3 以 內(nèi) 。 現(xiàn) 代 轎車 采用低 壓寬斷 面斜交 輪 胎，具有 較 大的 彈性回正力矩，故主 銷 后 傾 角就可以 減 小到接近于零，甚 至 為負(fù) 值。但在采用子午 線輪 胎 時(shí) ，由于 輪 胎的拖距 較 小， 則需選用較 大的后 傾 角。 舉一個(gè)生活中的例子： 我們?cè)隍T自行車拐彎的時(shí)候，會(huì)自然地將車子向所轉(zhuǎn)的方向傾斜， 讓車輪與地面有一個(gè)夾角，學(xué)過物 理的人知道，這樣做是為了產(chǎn)生足夠的向心力。汽車也是一樣，右側(cè)車輪在右轉(zhuǎn) 彎的時(shí)候在主買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 銷內(nèi)傾角和后傾角的共同作用下會(huì)向右側(cè)傾倒，而左側(cè)車輪雖也有主銷內(nèi)傾角，卻不會(huì)向左側(cè)傾倒，因?yàn)檫€有主銷后傾角，把它又拉了回來，甚至也能向右微微傾斜。不僅如此，兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)還使右側(cè)車身降低，左側(cè)車身抬高，整個(gè)車身也向右傾斜，于是產(chǎn)生了足夠的向心力。 圖 1 車輪外傾角和主銷后傾角 -2 輪定 位除上述主 銷 后 傾 角、主 銷內(nèi)傾 角外 ， 還 有 車輪外傾 角及前束，共 4項(xiàng)參數(shù) 。車輪外傾 指 轉(zhuǎn)向輪 在安 裝時(shí) ，其 輪 胎中心平面不是垂直于地面，而是向 外傾 斜一 個(gè) 角度 ， 稱為車輪外傾 角。此角 約為 一般 為 1 左右。它可以避免汽 車 重 載時(shí)車輪產(chǎn) 生 負(fù)外傾 即 內(nèi)傾 ，同 時(shí) 也與拱形路而相 適應(yīng) 。由于 車輪外傾 使 輪 胎接地 點(diǎn) 向 內(nèi)縮 ， 縮 小了主 銷偏 移距， 從 而使 轉(zhuǎn)向輕 便并改善了制 動(dòng)時(shí) 的 方向穩(wěn) 定性。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 圖 1前束 -3 束的作用 是 為 了消除汽 車 在行 駛 中因 車輪外傾導(dǎo) 致的 車輪 前端向外 張開 的不利影響 (具有 外傾 角的 車輪 在 滾動(dòng)時(shí)猶 如 滾錐 ，因此 當(dāng) 汽 車 向前行 駛時(shí) ，左右 兩 前 輪 的前端 會(huì)向外 張開 )， 為 此在 車輪 安 裝時(shí) ，可使汽 車兩 前 輪 的中心平面不平行，且左右 輪 前 面輪緣間 的距離 A 小于后 面輪緣間 的距離 B，以使 車輪 在每一 瞬時(shí) 的 滾動(dòng) 方向是向 著 正前方。前束即 (一般汽 車約為 3 5通 過 改 變轉(zhuǎn)向橫 拉桿的 長度來調(diào) 整。 設(shè) 定前束的名義 值 時(shí) ， 應(yīng) 考 慮轉(zhuǎn)向 梯形中的 彈 性和 間 隙等因素。 在汽 車 的 設(shè)計(jì) 、制造、 裝配調(diào) 整和使用中必 須注 意防止可能引起的 轉(zhuǎn)向車輪 的 擺 振，它是指汽 車 行 駛時(shí)轉(zhuǎn)向輪繞 主 銷 不 斷擺動(dòng) 的 現(xiàn) 象，它 將 破壞汽 車 的正常行 駛 。 轉(zhuǎn)向車輪 的擺 振有自激振 動(dòng) 與受迫振 動(dòng)兩種類 型。前者是由于 輪 胎 側(cè) 向 變形 中的 遲滯 特性的影 響 ，使系 統(tǒng) 在一 個(gè) 振 動(dòng) 周期中路面作用于 輪 胎的力 對(duì) 系 統(tǒng) 作正功，即外界 對(duì) 系 統(tǒng)輸 入能量。如果后者的值大于系 統(tǒng)內(nèi) 阻尼消耗的能量， 則 系 統(tǒng)將 作增幅振 動(dòng) 直至能量 達(dá) 到 動(dòng) 平衡 狀態(tài) 。 這時(shí) 系 統(tǒng)將 在某一振幅下持 續(xù) 振 動(dòng) ，形成 擺 振。其振 動(dòng)頻 率大致接近系 統(tǒng) 的固有 頻 率而與 車輪轉(zhuǎn) 速并不一致，且 會(huì) 在 較寬的車 速范 圍內(nèi)發(fā) 生。通常在低速行 駛時(shí)發(fā) 生的 擺 振往往 屬于自 攝 振 動(dòng) 型。 當(dāng)轉(zhuǎn)向車輪及轉(zhuǎn)向 系 統(tǒng) 受到周期性擾 動(dòng) 的激 勵(lì) ， 例 如車輪 失衡、端面跳 動(dòng) 、輪 胎的幾何和機(jī)械特性不均 勻 以及 運(yùn)動(dòng)學(xué) 上的干涉等，在 車輪轉(zhuǎn)動(dòng) 下都 會(huì)構(gòu) 成周期性的擾動(dòng) 。在擾 動(dòng) 力周期性的持 續(xù)作 用下，便 會(huì)發(fā) 生受迫振 動(dòng) 。 當(dāng)擾動(dòng) 的激 勵(lì)頻 率與系 統(tǒng) 的固有頻 率一致 時(shí) 便 發(fā) 生共振。其特 點(diǎn) 是 轉(zhuǎn)向輪擺 振 頻 率與 車輪轉(zhuǎn) 速一致，而且一般都有明 顯 的共振 車 速，共振范 圍較 窄 (3 5km/h)。通常在高速行 駛時(shí)發(fā) 生的 擺 振往往 屬于 受迫振 動(dòng) 型。 轉(zhuǎn)向輪擺 振 的發(fā) 生原因及影 響 因素復(fù) 雜， 既有 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì) 的原因和制造方面的因素 如車輪 失衡、 輪 胎的機(jī)械特性、系 統(tǒng) 的 剛 度與阻尼 、轉(zhuǎn)向輪 的定位角以及陀螺效 應(yīng) 的 強(qiáng) 弱等；又有 裝配調(diào) 整方面的影 響 ，如前 橋轉(zhuǎn)向 系 統(tǒng) 各 個(gè)環(huán)節(jié)間 的 間 隙 (影 響 系 統(tǒng) 的 剛 度 )和摩擦系數(shù) (影 響 阻尼 )等。合理 地選擇這 些有 關(guān)參數(shù) 、優(yōu)化它 們之間 的匹配，精心地制造和 裝配調(diào)整，就能有效地控制前 輪擺 振 的發(fā) 生。在 設(shè)計(jì) 中提高 轉(zhuǎn)向 器 總 成與 轉(zhuǎn)向拉 桿系 統(tǒng) 的 剛 度及懸 架的 縱向剛 度，提高 輪 胎的 側(cè) 向 剛 度，在 轉(zhuǎn)向拉 桿系 中設(shè) 置 橫 向 減 震器以增加阻尼等，都是控制前 輪擺 振 發(fā) 生的一些有效措施。 動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式 動(dòng)橋總體結(jié)構(gòu) 各種 車 型的非 斷開 式 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋 的 結(jié) 構(gòu)型式基本相同。作 為 主要零件的前梁是用中碳鋼 或中碳合金 鋼的， 其 兩 端各有一呈拳形的加粗 部分 為 安 裝 主 銷 的前梁拳部； 為 提高其抗彎強(qiáng) 度，其 較長 的中 間 部分采用工字形 斷 面并相 對(duì)兩 端向下偏移一定距離，以降低 發(fā)動(dòng) 機(jī)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 從 而降低 傳動(dòng) 系的安 裝位 置以及 傳動(dòng)軸 萬向 節(jié) 的 夾 角。 為 提高其抗扭 強(qiáng) 度， 兩 端與拳部相接的部分采用方形 斷 面，而靠 近兩 端使拳部與中 間 部分相 聯(lián) 接的向下 彎 曲部分 則 采用 兩 種斷 面 逐漸過 渡的形 狀 。中 間 部分的 兩側(cè)還 要 鍛 造出 鋼 板 彈 簧支座的加 寬 文承面。有的汽 車的 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋 的前梁采用 組 合式 結(jié) 構(gòu)，即由其采用 無縫鋼 管的中 間 部分與采用模 鍛 成形的兩 端拳形部分 組 焊而成。 這 種 組 合式前梁適于批量不太大的生 產(chǎn) 并可省去大型 緞 造 設(shè)備 。轉(zhuǎn)向節(jié) 多 用中碳合金 鋼 模 級(jí) 成整體式 結(jié) 構(gòu)。有些大型汽 車 的 轉(zhuǎn)向節(jié) ，由于其尺寸 過 大，也有采用 組 焊式 結(jié) 構(gòu)的，即其 輪軸部 分是 經(jīng)壓 配并焊接上去的。 主 銷 的幾種 結(jié) 構(gòu)型式如下 圖 所示，其中比 較 常用的是 (a)， (b)兩 種。 （ a） (b) (c) (d) 圖 1結(jié) 構(gòu)形式 1-1 a)圓 柱 實(shí) 心型 (b) 圓 柱空心型 (c) 上，下端 為 直 徑 不等的 圓 柱，中 間 為錐 體的主 銷 (d)下部 圓 柱比上 部細(xì) 的主 銷 (a)(b) (c) in to of of (d) of 向節(jié)推 力 軸 承承受作用于汽 車 前梁上的重力， 為減 小摩擦使 轉(zhuǎn)向輕 便可采用 滾動(dòng)軸承，例如推力球 軸 承、推 力圓錐滾子軸 承或 圓錐 波 子軸 承等。也有采用青 銅 止推 墊 片的。主 銷 上、下 軸 承承受 較 大的 徑向 力，多采用滑 動(dòng)軸 承，也有采用 滾針軸 承的 結(jié) 構(gòu)。后者的效率高， 轉(zhuǎn)向 阻力小，且可延 長使 用 壽命 。 重汽車從動(dòng)橋 本 設(shè)計(jì)為載 重汽 車 的 轉(zhuǎn)向 前 橋 ，因此 應(yīng)該 本 著 既能有足 夠 的承 載 能力，又能 實(shí)現(xiàn) 耐用經(jīng)濟(jì) 的思想 進(jìn) 行方案的 選擇 ， 為 了降低生 產(chǎn) 成本， 又在結(jié) 構(gòu)上 滿 足要求的情 況 下 應(yīng)盡 量 簡(jiǎn)單 。 轉(zhuǎn)向 前 橋 有 斷開 式和非 斷開 式 兩 種。 斷開 式前 橋 與 獨(dú) 立 懸 架相配合， 結(jié) 構(gòu)比 較 復(fù) 雜 但性能比 較 好，多用于 轎車 等以 載 人為 主的高 級(jí)車輛 。非 斷開 式又 稱 整體式，它與非 獨(dú) 立 懸買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 架配合。 與斷開 式前 橋 相比它的 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn)單 ， 經(jīng)濟(jì)性 高， 強(qiáng) 度大、安 裝維 修方便的優(yōu) 點(diǎn) ， 這種形式在 現(xiàn) 在汽 車上 得到 廣泛應(yīng) 用。因此本次 設(shè)計(jì) 就采用了非 斷開 式 從動(dòng)橋 。 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋 的主要零件有前梁， 轉(zhuǎn)向節(jié) ，主 銷 ，注 銷 上下 軸 承及 轉(zhuǎn)向節(jié)襯套 ， 轉(zhuǎn)向節(jié)推 力 軸 承 。前梁采用中 間 部分 為 整體鍛件與 兩 端拳部 組 焊的形式。主 銷 采 用結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn)單 的 實(shí)心的 圓 柱形如上 圖 另外 為 了保 證 汽 車轉(zhuǎn)彎 行 駛時(shí) 所有 車輪 能 繞 一 個(gè)轉(zhuǎn)向瞬時(shí)轉(zhuǎn)向 中心，在不同的 圓 周上作 無滑動(dòng)的純滾動(dòng) ，本次 設(shè)計(jì) 有 進(jìn) 行了 轉(zhuǎn)向 梯形的優(yōu)化 設(shè)計(jì) 。本方案 轉(zhuǎn) 向 梯形布置在前 軸之后， 進(jìn) 行梯形的最 佳參數(shù) 和 強(qiáng) 度 計(jì) 算。 目前國內(nèi)載重汽車前橋一般可以承受 10噸左右的載重量，并且大部分都是采用非斷開式轉(zhuǎn)向橋。像早期東風(fēng)汽車公司生產(chǎn)的 重 貨車，它采用的是鋼材鍛造的并且斷面為工字型的前梁，采用非斷開式結(jié)構(gòu)。前梁的拳形部分通過主銷相連轉(zhuǎn)向節(jié)，轉(zhuǎn)向節(jié)通過軸承與輪轂相連。這種方式連接穩(wěn)定、可靠，可以完成車輪的靈活轉(zhuǎn)向。 重汽車從動(dòng)橋 本文首先確定主要部件的結(jié)構(gòu)型式和主要設(shè)計(jì)參數(shù) ， 然后參考類似 轉(zhuǎn)向 橋的結(jié)構(gòu)，確定出總體設(shè)計(jì)方案 ， 最后對(duì) 前梁、主銷、主銷上下軸承 、轉(zhuǎn)向橋、調(diào)整墊片 ， 轉(zhuǎn)向節(jié)推力軸承等及輪轂等零件的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì) 強(qiáng)度進(jìn)行校核以及對(duì) 主要 軸承進(jìn)行了壽命校核。對(duì)前橋進(jìn)行力學(xué)模型的建立，將物理力學(xué)模型轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)模型（數(shù)學(xué)公式）。 對(duì)以往同類的轉(zhuǎn)向橋的資料進(jìn)行總結(jié)分析，得到一些新的觀點(diǎn)及思路， 針對(duì)載重 車轉(zhuǎn)向橋的主要功用即對(duì)車身的支持作用、靈活轉(zhuǎn)向的作用。 通過設(shè)計(jì)使前橋更可靠、更靈活 計(jì) 意義： 采用傳統(tǒng)方法對(duì)載重汽車 轉(zhuǎn)向橋 進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，使轉(zhuǎn)向橋滿足如下的設(shè)計(jì)要求： （ 1）保證有足夠的強(qiáng)度：以保證可靠的承受車輪與車架之間的作用 力。 （ 2）保證有足夠的剛度：以使車輪定位參數(shù)不變。 （ 3）保證 轉(zhuǎn)向輪正確的定位角度：使轉(zhuǎn)向輪運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，操縱輕便并減輕輪胎 磨損。 （ 4）從動(dòng)橋的質(zhì)量應(yīng)盡可能?。阂詼p少非簧上質(zhì)量，提高汽車行駛平順性。 合理優(yōu)化前梁、轉(zhuǎn)向節(jié)、等零部件的結(jié)構(gòu)，使各個(gè)部分零件能夠合理的配合，以適應(yīng)復(fù)雜路況。盡可能降低整個(gè)橋身的質(zhì)量，從而減輕車的重量。并且對(duì)車輪輪轂進(jìn)行配合設(shè)計(jì)，使其與轉(zhuǎn)向橋合理配合達(dá)到靈活轉(zhuǎn)向的目的 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu) 參數(shù) 構(gòu)參數(shù)選擇 轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì)參數(shù)參照東風(fēng) 表 2表 2車總質(zhì)量 N） 前軸軸載質(zhì)量 N） 汽車質(zhì)心至前軸中心線距離 汽車質(zhì)心至后軸中心線距離L2(軸距 L（ 汽車質(zhì)心高度hg(前鋼板彈簧座中心距 B(42140 23128 2200 1270 3900 1100 850 主銷中心距 B(前輪距B1(車輪滾動(dòng)半徑rr(主銷內(nèi)傾角 主銷后傾角 前輪外傾角 a 前輪前束 1670 1800 490 6 2 1 2 4 動(dòng)橋總體 結(jié)構(gòu) 選擇 本前橋采 用非斷開式轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋 定 前橋 具體 結(jié)構(gòu)型式 （ 1）前軸結(jié)構(gòu)形式：工字形斷面加叉形轉(zhuǎn)向節(jié)主銷固定在前軸兩端的拳部里。 （ 2）轉(zhuǎn)向節(jié)結(jié)構(gòu)型式：整體鍛造式。 （ 3）主銷結(jié)構(gòu)型式： 圓柱 實(shí)心主銷。 （ 4）轉(zhuǎn)向節(jié)止推軸承結(jié)構(gòu)形式：止推滾柱軸承。 （ 5）主銷軸承結(jié)構(gòu)形式：滾針軸承 （ 6）輪轂軸承結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)瘟邢蛐那蜉S承 （ 7）前輪定位角選擇見表 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 軸強(qiáng)度計(jì)算 軸受力分析簡(jiǎn)圖 如圖 3示： 圖 3 轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋在制動(dòng)和側(cè)滑工況下的受力分析簡(jiǎn)圖 in of 制動(dòng)工況下的彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖； 2 側(cè)滑工況下的彎矩圖 1 - of - 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 軸載荷的計(jì)算（分三種工況分析） 一、緊急制動(dòng) 汽車緊急制動(dòng)時(shí)，縱向力制動(dòng)力達(dá)到最大值，因質(zhì)量重新分配，而使前軸上的垂直載荷增大，對(duì)后輪接地點(diǎn)取矩得 取路面附著系數(shù) =制動(dòng)時(shí)前軸軸載質(zhì)量重新分配分 配系數(shù) 12 = 3 垂直反作用力： 1 =向反作用力： 1r= 21 3 二、側(cè)滑 汽車側(cè)滑時(shí)，因橫向力的作用，汽車前橋左右車輪上的垂直載荷發(fā)生轉(zhuǎn)移。 （ 1）確定側(cè)向滑移附著糸數(shù)： 在側(cè)滑的臨界狀態(tài)，橫向反作用力等于離心力 達(dá)到最大值 F 離 =1 ,1 ，為保證不橫向翻車，須使 V 滑 V 翻 ，則有： ，所以 到 = 2）對(duì)車輪接地點(diǎn)取矩 垂直反作用力： Z )121(2 11 = )21(223128 =Z )121(2 11 =1725N （ 3 橫向反作用力 )121(2 1 )121(2 1 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 三、越過不平路面 汽國越過不平路面時(shí)，因路面不平引起垂直動(dòng)載荷，至使垂直反作用力達(dá)到最大值 取動(dòng)載荷系數(shù)因?yàn)槭禽d貨汽車所以 =11 N （ 3 載荷計(jì)算結(jié)果列表，如下表 3 表 3 單位 N 緊急制動(dòng) 1 滑 1r 1725 4982 過不平路面 28910 軸 彎矩及扭矩 計(jì)算 軸斷面分析圖 由于前軸為不規(guī)則工字型鋼鍛鑄形成，因此前軸的受力點(diǎn)是變化的，必須取點(diǎn)分段進(jìn)行設(shè)計(jì)與力的校核。 選擇下述 三 個(gè)部位計(jì)算分析其斷面的彎矩、扭矩 如下圖 3示 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 圖 3 三 個(gè) 不同的斷面 部位計(jì)算分析其斷面的 彎矩、扭矩 of of 斷面位于鋼板彈簧座內(nèi)側(cè)，屬于前軸中部最弱部位。此斷面內(nèi)彎矩最大（鋼板彈簧座可視為梁的固定端）， 故兩鋼板彈簧之間這段梁可不考慮受扭） B 斷面處的彎矩，扭矩均較大 C 斷面位于梁端，此斷面內(nèi)扭矩最大，而彎矩最小 各斷面的計(jì)算參數(shù)如下表 3 3數(shù) A B C 斷面長度 L 424 325 187 斷面高度 h 136 128 0 個(gè)斷面彎扭矩計(jì)算 （分三種工況分析） 一、 緊急制動(dòng) 垂直面內(nèi)彎矩 1M 水平面 內(nèi)彎 矩 1 （ 3 上式中 應(yīng)與 A、 B、