掛車前橋與懸架設計【全套CAD圖紙和畢業(yè)答辯論文】

買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 目 錄 摘要 第 1 章 緒論 1 設計的目的與意義 1 設計的主要內容 2 設計的主要參數(shù) 4 第 2 章 從動橋的概述及選型 5 動橋的概述 5 動橋轉向裝置的結構形式選擇及確定 8 章小結 8 第 3 章 從動橋設計計算及校核 9 向從動橋前梁的設計和校核 9 制動工況下前梁應力分析 10 最大側向力工況下的前梁應力分析 12 向 從動橋轉向節(jié)設計和校核 13 制動工況下的轉向節(jié)分析 14 側滑工況下的轉向節(jié)分析 14 向從動橋的主銷和轉向節(jié)襯套的設計和校核 15 銷在制動工況下的應力計算 15 銷在側滑工況下的應力計算 16 向節(jié)襯套的應力計算 18 體式轉向梯形機構優(yōu)化設計 18 章小結 20 第 4 章 懸架的概述及選型 21 架的概述 22 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 后懸架形式的選擇 26 章小結 23 第 5 章 彈性元件的計算 24 架主要參數(shù)的確定計算 24 架的基本參數(shù)的計算 28 架 的強度校核計算 34 章小結 37 結論 39 參考文獻 40 致謝 41 附錄 A 42 附錄 B 44 第 1 章 緒 論 設計的目的和意義 汽車是現(xiàn)代交通工具中應用的最多，最普遍，也是最方便的交通運輸工具。汽車的車橋和懸架是汽車上的重要組成部分。汽車的從動橋的轉向性能直接影響汽車的行駛安全性。隨著公路業(yè)得迅速發(fā)展和車流密度日益增大，人們對安全性、可靠性的要求越來越高。 汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代社會發(fā)展不可缺少的交通工具，在人門的日常生活中扮演著重要的角色 。汽車工業(yè)以其強有力的產(chǎn)業(yè)拉動作用，已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱性行業(yè)。隨著我汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車零部件的自行開發(fā)和研究工作也隨之廣泛地展開。汽車在公路上高速行駛，汽車的零部件承受著靜載荷和動載荷作用，這些作用直接影響著汽車的使用壽命和汽車運行的可靠性。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 車橋（也稱為車軸）通過懸架和車架（或承載式車身）相連，它的兩端安裝著車輪，其功用是傳遞車架（或承載式車身），與車輪之間的各方向的作用力及其力矩。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 車橋是汽車的主要零件之一，它是汽車主要承載件和傳力件，支撐著汽車的載荷，并將載荷傳給車輪，在實 際行駛中，作用在車輪上的牽引力、制動力、橫向力，也是經(jīng)過橋殼傳到懸架及車架上的。同時汽車在路面上高速行駛，由于路面不平度的影響，汽車的車橋會受到交變載荷的作用，在這種復雜的交變載荷的反復作用下，會發(fā)生裂紋萌生和擴轉并導致突然斷裂。因此，在技術上了解車橋的靜態(tài)特性，有著及其重要的實際意義。 在汽車車橋及懸架的制造過程中，涵蓋了鑄（灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼）、鍛（模鍛、精鍛、平鍛和熱壓）、焊（電焊、點焊、二氧化碳保護焊）、熱處理（表面淬火熱處理、表面高頻淬火處理）粉末冶金等各種熱加工工藝。 通過查閱相關 的資料，運用專業(yè)基礎理論和專業(yè)知識，確定掛車車橋和懸架的總體設計方案，進行部件的設計計算和結構設計。 進一步鞏固和加深對所學的基礎理論、基本技能和專業(yè)知識的認識掌握，使之系統(tǒng)化、綜合化 。 培養(yǎng)文獻查閱、使用、文件編輯、文字表達等基本實踐能力以及外文資料的閱讀和翻譯的基本技能，使初步掌握科學研究的基本方法。使樹立符合國情和生產(chǎn)實際的正確設計思想和觀點，培養(yǎng)嚴謹、負責、實事求是、刻苦鉆研、善于與他人合作的工作作風 。 總之，由上述可見，汽車車橋及懸架設計涉及的機械零部件及元件的品種極為廣泛，對這些零部件、元件及總成的 制造也幾乎要涉及到所有的現(xiàn)代機械制造工藝。因此，通過對汽車車橋與懸架的學習和設計實踐，再加上優(yōu)化設計，可靠性設計和有限元分析等內容，可以更好地學習并掌握現(xiàn)代汽車設計與機械設計的全面知識和技能。 設計的主要內容 掛車是本身沒有自帶動力及驅動裝置，由汽車牽引組成汽車列車用以載運人員及貨物的汽車。掛車分為全掛車和半掛車，全掛車與半掛車最大的不同是，汽車列車在運輸作業(yè)時，掛車的全部載荷由掛車承載，牽引車只起牽引作用。因此，全掛車的前支撐為輪軸結構，且通常具有轉向裝置，一減少側滑、摩擦和汽車列車的轉向阻力。 本設計為全掛車。而全掛車的前橋為轉向從動橋。轉向方式為輪轉向式轉向裝置。采用輪轉向式轉向裝置的掛車的主要優(yōu)點是貨臺或車廂的地板離地面較低，且左右車輪可以實現(xiàn)正確的轉向角度，車輪磨損較小，但對桿系的傳動比精確度要求較高。 根據(jù)懸架的結構的不同，車橋分為整體式和斷開式兩種。 根據(jù)車橋上車輪的作用，車橋又可分為轉向橋、驅動橋、轉向驅動橋、和支持橋四種類型。一般汽車多以前橋為轉向橋，以后橋、中橋為驅動橋。本設計為買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 轉向橋。 轉向橋是利用車橋中的轉向節(jié)使車輪偏轉一定的角度，實現(xiàn)汽車的轉向。轉向橋一般位于汽車的前部，因此 也常稱之為前橋。 前梁用鋼材鍛造，斷面為工字型以提高抗彎強度。為提高抗扭強度，接近兩端略制成方形。中部加工出兩處用以支撐鋼板彈簧的加寬面 彈簧座。中部向下凹，降低發(fā)動機位置，從而降低汽車的重心，擴展駕駛員的視野，并減小傳動軸與變速器輸出軸之間的夾角。前梁兩端各有一個加粗部分，呈拳形，其中有通孔，主銷即插入兩孔內。通過主銷將轉向節(jié)與前梁的拳部相連，并用帶螺紋的楔形鎖銷將主銷固定在拳部孔內，是之不能轉動。前輪可以繞主銷偏轉一定角度而使汽車轉向。為了減小磨損，轉向節(jié)孔銷內壓入青銅襯套，襯套上的潤滑油槽在上面端部 是切通的，用裝在轉向節(jié)上的油嘴注入潤滑脂潤滑。為使轉向靈活輕便，在轉向節(jié)下耳與前梁拳部之間裝有推力滾子軸承。在轉向節(jié)上耳與拳部之間裝有調整墊片，以調整其間的間隙。在轉向節(jié)的上耳上裝有與轉向節(jié)臂制成一體的凸緣，在下耳上則裝著與轉向梯形臂制成一體的凸緣，這兩個凸緣均制成有一矩形鍵，因此在左轉向節(jié)的上下耳上都有與之配合的鍵槽。轉向節(jié)通過矩形鍵及帶有錐形套的雙頭螺栓與轉向節(jié)臂及梯形臂相連。在鍵槽端面間裝有條形的橡膠密封墊。 車輪輪轂通過兩個圓錐滾子軸承支撐在轉向節(jié)外端的軸頸上。軸承的松緊度可用調整螺母（裝于軸承外端 ）加以調整。輪轂外端用沖壓的金屬罩蓋住。輪轂內側裝有油封。如果油封漏油，則外面的擋油盤仍足以防止?jié)櫥瓦M入制動器內，轉向節(jié)上靠近主銷孔的一端有方形的凸緣，固定制動底板。 對車橋提出的設計要求： （ 1）外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以足通過性要求。 （ 2）具有足夠的剛度和強度，以承受和傳遞作用于路面和車架或車身間的各種力和力矩；在此條件下，盡可能降低質量，尤其是簧下質量，以減少不平路面的沖擊載荷，提高汽車的行駛平順性。 （ 3）結構簡單，加工工藝性好，制造容易，維修、調整方便。 （ 4）與懸架導向機構運 動協(xié)調。 對車橋設計完成之后要進行校核和 限元分析。 懸架是車架（或車載式車身）與車橋（或車輪）之間的一切傳力連接裝置的總稱。其功用是把路面作用于車輪上的垂直反力（支承力）、縱向反力 (牽引力和制動力 )和側向反力以及這些反力所造成的力矩都要傳遞給車架或車載式車身上，以保證汽車的正常行駛。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 現(xiàn)代汽車的懸架盡管有各種不同的結構形式，但是一般都由彈性元件、導向裝置、減振器和輔助元件組成。輔助元件包括緩沖塊和橫向穩(wěn)定器等。彈性元件的功用是緩和沖擊，減振器的作用是使振動迅速衰減，振幅迅 速減小。導向機構的作用是使車輪按一定的軌跡相對于車架和車身運動。懸架是采用非獨立懸架，因為非獨立懸架結構簡單，工作可靠、制造簡單、維修方便。 非獨立懸架其結構特點是兩側的車輪有一整體式車橋相連。車輪連同車橋一起通過彈性懸架與車架（或承載式車身）連接。當一側車輪因道路不平而發(fā)生跳動時，必然引起另一側的車輪在汽車橫向平面內發(fā)生擺動，故稱為非獨立懸架。在中、重型汽車上普遍采用。 對懸架提出的設計要求有： （ 1）保證汽車有良好的行駛平順性。 （ 2）具有合適的衰減振動的能力。 （ 3）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定 性。 （ 4）汽車制動或加速時，要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾，轉彎時車身側傾角要合適。 （ 5）有良好的隔聲能力。 （ 6）結構緊湊、占用空間尺寸小。 （ 7）可靠地傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零部件質量要小的同時，還要保證有足夠的強度和壽命。 對懸架設計完成之后要進行校核。 設計的主要參數(shù) 表 構參數(shù)表 前輪輪距 B 1840 彈簧座中心距 K 880 彈簧座中心到主銷中心距離 b 370 斷 面 尺 寸 全高 H 上凸緣寬度 1B 下凸緣寬度 2B 上下凸緣間距 h 幅板厚度 125 138/65 65/65 55/58 16/14 主銷長度 221 主銷直徑 50 主銷中心到上襯套中心距 n 81 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 主銷中心到 下襯套中心距 e 81 上襯套長度 52 下襯套長度 52 止推軸承高度 向 節(jié) 主銷中心到壓力中心距 g 主銷中心到轉向節(jié)大軸頸中心距 P 大軸頸寬度 小軸頸寬度 大軸頸直徑 小軸頸直徑 100 110 61 35 55 35 第 2 章 從動橋的概述及選型 動橋的概述 從動橋即非驅動橋，又稱從動車軸。 它是通過懸架與車架（或承載式車身）相聯(lián)，兩側安裝著從動車輪，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。從動橋還要承受和傳遞制動力矩。 根據(jù)從動車輪能否轉向，從動橋分為轉向橋和非轉向橋。一般汽車多以前橋為轉向橋。為提高操縱穩(wěn)定性和機動性，有些轎車采用全四輪轉向。多軸汽車除前輪轉向外，根據(jù)對機動性的要求，有時采用兩根以上的轉向橋直至全輪轉向。 一般載貨汽車采用前置發(fā)動機后橋驅動的布置形式，故其前橋為轉向從動橋。對于非轉向從動橋，由于它僅起支持汽車部分簧上質量的作用，因此又稱為支持橋或支持車 軸。 從動橋按與其匹配的懸架結構的不同，也可分為斷開式和非斷開式兩種。與非獨立懸架相匹配的非斷開式從動橋式一根支承于左、右從動車輪上的剛性整體買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 橫梁，當又是轉向橋時，則其兩端經(jīng)轉向主銷與轉向節(jié)相聯(lián)。 在汽車的設計、制造、裝配調整和使用的過程中必須注意防止可能引起的轉向車輪的擺陣，它是指汽車行駛轉向輪繞主銷不斷的擺動的現(xiàn)象，它將破壞汽車的正常行駛。轉向車輪的擺動有自激振動與受迫振動兩種類型。前者是由于輪胎側向變形中的遲滯特性的影響，使系統(tǒng)在一個振動周期中路面作用于輪胎的力對系統(tǒng)作正功，即對外界系統(tǒng)輸入能量。如果 后者的值大于系統(tǒng)內阻尼消耗的能量，則系統(tǒng)將作增幅振動直至能量達到動平衡狀態(tài)。這時系統(tǒng)將在某一振幅下持續(xù)振動，形成擺動。其振動頻率大致接近系統(tǒng)的固有頻率而與車輪轉速并不一致，而且會在較寬的車速范圍內發(fā)生。通常在低速行駛時發(fā)生的擺陣往往屬于自激振動型。當轉向車輪及轉向系統(tǒng)受到周期性擾動的激勵，例如車輪失衡、斷面跳動、輪胎的幾何和機械特性不均勻以及運動學上的干涉等，在車輪轉動下都會構成周期性擾動。在擾動力周期性的持續(xù)作用下，便會發(fā)生受迫振動。當擾動的激勵頻率與系統(tǒng)的固有頻率一致時便發(fā)生共振。其特點是轉向輪擺陣頻率 與車輪轉速一致，而且一般都有明顯的共振車速，共振范圍較窄。通常在高速行駛時發(fā)生的擺陣往往屬于受迫振動型。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 1- 轉向節(jié)推力軸承； 234 主銷； 5圖 斷開式轉向從動橋 如圖 示，非斷開式轉向從動橋主要由前梁、轉向節(jié)及轉向主銷組成。轉向節(jié)利用主銷與前梁鉸接并經(jīng)一對輪轂軸承支承著車輪的輪轂，以達到車輪轉向的目的。在左轉向節(jié)的上耳處安裝著轉向節(jié)臂，后者與轉向直拉桿相連；而在轉向節(jié)的下耳處則裝著與轉向橫拉桿相連接的轉向梯形臂。有的將轉向節(jié)臂與梯形臂連成一體并安裝在轉向節(jié)的下耳 處以簡化結構。制動底板緊固在轉向節(jié)的突緣面上。轉向節(jié)的銷孔內壓入帶有潤滑槽的青銅襯套以減小摩擦。為使轉向輕便，在轉向節(jié)下耳與前梁拳部之間可裝滾子推力軸承，在轉向節(jié)上耳與前梁拳部之間裝有調整墊片以調整其間隙。帶有螺紋的楔形鎖銷將主銷固定在前梁拳部的孔內，使之不能轉動。 主銷的幾種結構形式如圖 示，其中最常使用的是（ a）（ b）兩種。（ a）圓柱實心型；（ b）圓柱空心型（ c）上、下端為直徑不等的圓柱、中間為椎體的主銷；（ d）下部圓柱比上部細的主銷 圖 銷的結構型式 為了保證汽車直線行駛的穩(wěn)定性、轉 向輕便性及汽車轉向后使前輪具有自動回正的性能，轉向橋的主銷在汽車的縱向和橫向平面內都有一定的傾角。在縱向平面內，主銷上部向后傾角一個角，稱為主銷后傾角。在橫向平面內，主銷上部內傾一個角，稱為主銷內傾角。 主銷后傾使主銷軸線與路面的交點位于輪胎接地中心之前，該距離稱為后傾拖地距。當直線行駛的汽車的轉向輪偶然受到外力作用而稍有偏轉時，汽車就偏買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 離直線行駛而有所轉向，這時引起的離心力使路面對車輪作用著一阻礙其側滑的側向反力，使車輪產(chǎn)生繞主銷旋轉的回正力矩，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，否則在汽車轉向時為了克服此穩(wěn)定力矩需在方向盤上施加更大的力，導致方向盤沉重。后傾角通常在3以內。 主銷內傾也是為了保證汽車直線行駛的穩(wěn)定性并使轉向輕便。主銷內傾使主銷軸線與路面的交點至車輪中心平面的距離即主銷偏移距離減小，從而可減小轉向時需加在方向盤上的力，使轉向輕便，同時也可減少轉向輪傳到方向盤上的沖擊力。主銷內傾角使前輪轉向時不僅有繞主銷的轉動，而且伴隨有車輪軸及前橫梁向上的移動，而當松開方向盤時，所儲存的上升位能使轉向輪自動回正，保證汽車作直線行駛。內傾角一般為 5到 8 ;主銷 偏移距離一般為 30 40型貨車及裝有動力轉向的汽車可選擇較大的主銷內傾角及后傾角，以提高其轉向車輪的自動回正性能。但內傾角也不宜過大，即主銷偏移距離不宜過小，否則在轉向過程中車輪繞主銷偏轉時，隨著滾動將伴隨著沿路面的滑動，從而增加輪胎與路面間的摩擦阻力，使轉向變的很沉重。 動橋轉向裝置的結構形式選擇及確定 全掛車的轉向方式有兩種：一種是軸轉向式，即轉向時，車輪除繞其中心旋轉外，還與車軸一起繞車軸中心中點垂直線轉動。軸轉向式轉向通常有單轉盤轉向和雙轉盤轉向。另一種是輪轉向式，即轉向時，車輪 繞轉向主銷轉動，而車軸不轉動。本設計采用輪轉向式轉向裝置。 掛車的牽引桿通過一個擺臂將牽引車轉向的擺動轉變?yōu)橹崩瓧U的推拉運動，然后再通過一個轉向拐臂拉動轉向梯形機構的橫拉桿使掛車隨牽引車一起實現(xiàn)轉向。采用輪轉向式轉向裝置的掛車的主要優(yōu)點是貨臺或車廂的地板離地面較低，且左右車輪可以實現(xiàn)正確的轉向角度，車輪磨損較小，但對桿系的傳動比精確度要求較高。 章小結 本章對掛車前橋進行了系統(tǒng)的概述和總結，系統(tǒng)的分析了前橋的種類、結構形式、及工作原理，并根據(jù)本設計所要求的參數(shù)進行了嚴格規(guī)范的選取，選取了適 合本設計的前橋的結構形式，還對跟前橋有關的零部件進行了細致地分析和選取，是以后計算和設計的理論基礎和工作依據(jù)。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 第 3 章 從動橋設計計算及校核 向從動橋前梁的設計和校核 主要是計算前梁、轉向節(jié)、主銷、主銷上下軸承 (即轉向節(jié)襯套 )、轉向節(jié)推力軸承或止推墊片等在制動和側滑兩種工況下的工作應力。繪制計算用簡圖時可忽略車輪的定位角，即認為主銷內傾角、主銷后傾角、車輪外傾角均為零，而左、右轉向節(jié)軸線重合且與主銷軸線位于同一側向垂直平面內，如圖 示。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 1矩圖和轉矩圖； 2圖 向從動橋在制動和側滑工況下的受力分析簡圖 制動工況下的前梁應力計算 制動時前輪承受的制動力 1傳給前梁，使前梁承受轉矩和彎矩。 考慮到制動時汽車質量向前轉向橋的轉移，則前輪所承受的地面垂向反力為： 111 2 （ 式中： 1G 汽車滿載靜止于水平路面時車橋給地面的載荷，取為G ; 1m 汽車制動時對前橋的質量轉移系數(shù)，對轎車和載貨汽車的前橋可取 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 緊急制動是車橋所承受的最惡劣的工況之一。此時，前梁的垂直載荷增大，水平彎曲力矩達最大值，同時還存在巨大的制動扭轉力矩。前梁垂直載荷增大的比例稱為質量轉移系數(shù) 1m ： 10 （ 式中： 車輪與道路的附著系數(shù)，取 ； 掛車重心的高度，取 h； 0b 掛車重心到后軸中心線的距離，取 b。 代入得： m 。 結合（ 3（ 3式，代入得： 前輪所承 受的制動力為： 1 （ 式中 ： 輪胎與路面的附著系數(shù)，取 ； 前輪所承受的地面垂向反力， N。 代入得： 由 別為 1v （ Pr(t+g ） （ 式中： g 車輪中心至轉向節(jié)主銷中心的水平距離，取為 100 t 轉向節(jié)主銷中心至鋼板彈簧座中心的水平距離，取為 350 前輪所承受的地面垂向反力， N； 前輪所承受的制動力， N。 代入得： 制動力 使前梁在主銷孔至鋼板彈簧座之間承受轉矩 : T = Pr r (式中： 前輪所承受的制動力， N； r 輪胎的滾動半徑，取為 500 代入得： T = 轉向從動橋采用工字形斷面的前梁，可保證其質量最小而在垂向平面內 的剛買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 度大、強度高。該斷面的垂向彎曲截面系數(shù)： H 313v (代入得 ： 333v 4 0 4 012568520125100 W 。 該斷面的水平平面內的抗彎斷面系數(shù)： B 23132h （ 代入得： 333h W 。 前梁在鋼板彈簧座附近危險斷面處 (拳部 )抗扭截面系數(shù)： 3T (式中： 查表取 C 拳部截面寬取 C 80 代入得： 3T 。 前梁在鋼板彈簧座附近危險斷面處的彎曲應力： （ 代入得： 。 前梁在鋼板彈簧座附近危險斷面處的扭轉應力： （ 代入得： 。 前梁可采用 45， 3040中碳鋼或中碳合金鋼制造，本設計采用 40度為 285 ， ； ， 。 可見前梁在制動工況下的彎曲應力和扭轉應力均小于許用應力值，故滿足使用條件。 最大側向力（側滑）工況下的前梁應力計算 掛車發(fā)生側 滑時，車輪上的橫向力達到最大值。前梁在垂直平面內的彎矩由垂直載荷和側滑時的橫向反作用力造成，且無縱向力作用，左、右車輪承受的地面垂向反力 側向反力 不相等，前輪的地面反力 (單位都為N)分別為： 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 )21(211 ()21(211 (1 (1 (式中： 1 橫向附著系數(shù)，取為 1B 車輪輪距 ，取 B ； 1G 汽車停于水平路面前橋軸荷， N； 掛車重心的高度，取 h。 代入得： 左鋼板彈簧座處彎矩： (右鋼板彈簧座處彎矩： )r( (左拳部彎矩： r (r (式中： 左車輪承受地面的垂向反力； 右車輪承受地面的垂向反力； 左車輪承受 地面的側向反力； 右車輪承受地面的側向反力； g 車輪中心至轉向節(jié)主銷中心的水平距離，取為 100 t 轉向節(jié)主銷中心至鋼板彈簧座中心的水平距離，取為 350 1 橫向附著系數(shù)，取為 代入得： M N M N 23288077M N 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 255913M N 拳部的抗彎斷面系數(shù)： 62 (式中： c 拳部的高度，取 85mmc b 拳部的長度，取 80mmb 。 代入得： W 。 彎曲應力： 代入得： ， w 。 可見前梁在側滑工況下的彎曲應力小于許用應力值，故滿足使用條件。 約束和加載 當 大梁校正儀安裝完畢保持穩(wěn)定是時，支架最低面就是固定面，所以約束就加在支架最低的面， 支撐重量全部作用在方口鋼立柱的上部截面上，豎直向下。加載時加的為面力，則載荷情況為 7 9 1 7 4 23 8 7 2 0 6 5 6 。 求解 k/看結果并分析 查看變形結果： 、 Y、 Z 和總變形 最大變形量 變形 向從動橋轉向節(jié)的設計和校核 轉向節(jié)多用中碳合金鋼模鍛成整體式結構。有些大型汽車的轉向節(jié)，由于其尺寸過大，也有采用組焊式結構的，即其輪軸部分是經(jīng)壓配并焊接上去的，作用效果良好。轉向節(jié)推力軸承承受作用于汽車前梁上的重力，為減小摩擦使轉向輕便可采用滾動軸承，例如推力球軸承、推力圓錐滾子軸承或圓錐滾子軸承等。也有采用青銅止推墊片的。 如圖 示，從動橋轉向節(jié)的危險斷面在軸徑為 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 圖 向節(jié)、主銷及轉向節(jié)襯套的計算用圖 制動工況下 的計算 剖面處的軸徑僅受垂向彎矩制動力矩不經(jīng)轉向節(jié)的輪軸傳遞而直接由制動底板傳給在轉向節(jié)上的安裝平面。這時可按公式計算其垂向彎矩 剖面處的合成彎曲應力： 312,112, （ 式中 ： 轉向節(jié)的輪軸根部軸徑， 1G 汽車停于水平路面前橋軸荷， N； 1m 質量轉移系數(shù)。 代入得：w= 上式的許用彎曲應力為 w=550 彎曲應力小于許用應力，滿足使用條件。轉向節(jié)采用 40碳合金鋼制造，心部硬度 頻淬火后表面硬度 化層深 軸根部的圓角滾壓處理。 側滑工況下的計算 轉向節(jié)上的作用力按側滑情況考慮。要計算轉向節(jié)指軸根部的彎曲應力 7，如向左側滑時： (式中： 1C 壓力中心到轉向節(jié)指軸根部的距離，取為 C 。 代入得： M N 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 轉向節(jié)的抗彎斷面系數(shù)： 33 (式中： d 轉向節(jié)的指軸根部軸徑為 84 代入得： 33 2 7 W 。 指軸根部的彎曲應力： (代入得： M P 。 轉向節(jié)采用 30碳合金鋼制造，經(jīng)過調制處理 ，心部硬度 285，高頻淬火后表面硬度 65， 硬化層深 軸根部的圓角液壓處理。應力的許用值為 L =550 ， 故滿足使用條件。 向從動橋的主銷和轉向節(jié)襯套的設計和校核 銷在制動工況下的應力計算 主銷在制動工況下的受力簡圖如圖 示： 圖 銷在制動工況下的受力分析簡圖 由 1Z 所產(chǎn)生的反作用力 1S 和 1S ： en 111(由 產(chǎn)生的反作用力 2S 和 2S ： 1S 4S 2S 3S 4S2S 1S 3S 1Z 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 en 2(en 2(由橫拉桿所產(chǎn)生的反作用力 33S： en 13 (en 13 (由制動力矩 T 所產(chǎn)生的反作用力 4S 和 4S ： en (式中： n 主銷中心到上襯套中心距，取 n ； e 主銷中心到下 襯套中心距，取 e 。 代入得： 5 0 8 52 S ； S ； S ； 3 S ； 1 1 1 944 主銷下端，其合力為： 242231F 代入得： S 銷在側滑工況下的應力計算 主銷在側滑工況下的受力簡圖如圖 示： 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 圖 銷在側滑工況下的受力分析簡圖 假設向左側滑，左側主銷上的垂直反作用力 Z ， 側向反作用力 6Y ， 作 用 力 臂 ： 上 端 下端 左側主銷上的作用力較大 。 上端 ： en 下端 ： en 代入得： S； 8 7 07D S 。 取 最大的作為主銷的計算載荷，即 4 8 73D S ， 計算主銷在前梁拳部下端面處的彎曲應力w和剪切應力s： ( 20 ( 式中：0d 主銷直徑，取為 50 h 轉向節(jié)下襯套中點到拳部下端面的距離，取 28 代入得 ： M P ； M 。 主銷采用 202020低碳合金鋼制造，本設計采用 2011買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 滲碳淬火，滲碳層深 62， ， ； ， 。 可見主銷的彎曲應力和剪切應力都在許用值范圍內，故滿足使用條件。 向節(jié)襯套的應力計算 轉向節(jié)襯套的擠壓應力c為： 0Dc (式中： l 襯套長度，取為 52 0d 主銷直徑，取為 50 代入得： M 。 襯套一般采用 料 10，其許用擠壓應力 c ， 。 在靜載荷下，上式的計算載荷取： 01 (代入得： 。 此時 ， ， 襯套的擠壓應力在許用值范圍內，故滿足使用條件。 體式轉向梯形機構優(yōu)化設計 轉向梯形機構用來保證轉彎行駛時汽車的車輪均能繞同一瞬時轉向中心在不同半徑的圓周上作無滑動的純滾動。為此，轉向梯形應保證內、外轉向車輪的理想轉向關系如公式（ 示。因此，在設計中首先是要確定轉向梯形機構的幾何尺寸參數(shù)，其次是進行零件的強度計算。 汽車轉向行駛時，受彈性輪胎側偏角的影響，所有車輪不是繞位于后軸延長線上的點滾動，而是繞 位于前軸和后軸之間的汽車內側某一點滾動。此點位置與前輪和后輪的側偏角大小有關。由于影響輪胎側偏角的因素很多，且難以精確確定，故下面是在忽略側偏角的影響的條件下，分析有關兩軸汽車的轉向問題。此時兩轉向軸線的延長線應交在后軸延長線上，如圖 示。設i、0分別為內、外轉向車輪的轉角， L 為汽車軸距， K 為兩主銷中心線延長線到地面交點之間的距 離。若要保證全部車輪繞一個瞬時轉向中心行駛，則梯形機構應保證內、外轉向車輪的轉角關系為： 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 (若自變角為0，則因變角i的期望值為： )c o t( c o t)( 00 ( 轉向梯形機構實際上不能完全精確地滿足公式（ 要求 ，而只能以足夠的工程精度接近該式。即轉向梯形機構使式（ 的 L 值不再是汽車的軸距 L ，而是 (見圖 若令 , 愈接近 1，則該轉向梯形愈能精確地反映式（ 要求，使轉向亦愈順暢。 （ a）內、外轉向輪的理想轉角關系；（ b）由轉向梯形決定的內、外轉向輪的實際轉角關系 圖 計輪胎側向彈性時的汽車轉向簡圖 由圖 3b）中的 有： )s i n (s i s i n (s i ns i s i n (s i ns i K（ 代入得： 0 轉向梯形機構的幾何尺寸參數(shù)有：兩轉向主銷中心線與地面交點間的距離K , 轉向橫拉桿兩端球鉸接中心間的距離 n ，轉向梯形臂長 m 和梯形底角 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 。 根據(jù)汽車的總體布置或轉向橋的布置圖，首先可找出汽車的軸距 L 及轉向主銷間距 K ,再按 在圖 (3關系曲線圖上找出 x ，則有： )5.0(ar ct a n )co （ 代入得： 圖 向梯形簡圖及 x 與 關系曲線 確定整體式后置轉向梯形機構的幾何尺寸后就進行校核，而校核前是按經(jīng)驗公式確定梯形的初選尺寸，即認為后置梯形的參數(shù) 32 從而求得： (代入得：32m 章小結 本章對掛車的前橋進行設計計算，主要有轉向從動橋前梁的設計計算、轉向節(jié)的設計計算、主銷和轉向節(jié)襯套的設計計算、轉向梯形的計算。這些零部件的設計計算都是從兩方面進行的，即在制動工況下和最大側向力（側滑）工況下，其中前梁的力學要求比較高，所以針對前梁做了 析，進一步對所設計的前梁進行校核分析，以保證本設計的質量。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 第 4 章 懸架的概述及選型 架的概述 懸架式保證車輪或車橋與汽車承載系統(tǒng)（車架或承載式車身）之間具有彈性聯(lián)系并能傳遞載荷、緩和沖擊、衰減振動以及調節(jié)汽車行駛中的車 身位置等有關裝置的總稱。 懸架最主要的功能是傳遞作用在車輪和車架（或承載式車身）之間的一切力和力矩，并緩和汽車行駛過不平路面時所產(chǎn)生的沖擊，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，以保證汽車的行駛平順性。為此必須在車輪與車架或車身之間提供彈性聯(lián)接，依靠彈性元件來傳遞車輪或車橋與車架或車身之間的垂向載荷，并依靠其變形來吸收能量，達到緩和沖擊的目的。采用彈性聯(lián)接后，汽車可以看作是由懸掛質量（即簧載質量）、非懸架質量（即非簧載質量）和彈簧（彈性元件）組成的振動系統(tǒng)，承受來自不平路面、空氣動力及傳動系、發(fā)動機的激勵。 掛車懸架是將掛車車架與車軸相連的全套裝置的總稱，其主要功能是傳遞作用在車輪和車架之間的各種載荷，并減少或消除由不平路面通過車軸傳給車架的沖擊和振動，以改善掛車行駛的平順性。掛車的懸架也是由彈性元件、減震器和導向裝置三部分組成的。懸架彈性元件很多，但掛車常用的彈性元件主要有鋼板彈簧、空氣彈簧、液壓彈簧以及它們的組合。掛車的懸架應用最普遍的是縱置鋼板彈簧非獨立懸架、獨立的或是非獨立的空氣彈簧懸架、鋼板彈簧平衡懸架和液壓彈簧平衡懸架等。我國現(xiàn)生產(chǎn)使用的通用型掛車半掛車仍然都裝用鋼板彈簧，它的優(yōu)點是結構和工 藝簡單，安裝維修方便，價格低廉，在緩沖功能方面也能基本滿足要求。在一些較大裝載質量的掛車上，因其具有多軸承載，為保證各軸車輪與地面均有良好的接觸及使懸架系統(tǒng)的載荷均勻，多采用鋼板彈簧平衡懸架。進入 20 世紀 90 年代后期，空氣彈簧的結構更加成熟，并且功能更加多樣化，空氣彈簧懸架裝置的使用性能優(yōu)點越來越得到認同。據(jù)報道，在空氣彈簧生產(chǎn)地的歐洲，目前已有超過 50%的新型掛車使用了空氣彈簧懸架。但是由于對空氣囊的折疊疲勞壽命、抗老化性能、上下蓋板的粘接強度和氣密性都要求甚嚴，同時對托臂的板材質量及變截面成形工藝設備也 要求很高，因此使得空氣彈簧的成本很高。液壓懸架主要用于運載大噸位成套設備的低速、超寬、超重噸位的掛車上。除了一些客車掛車外，一般掛車懸架很少次用橫向穩(wěn)定器裝置。 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 為了緩和列車的垂直振動，希望所設計的懸架剛度要小。但懸架過軟，又容易引起車輛的縱向和側向角振動，制動和轉向時產(chǎn)生不安全感，使車輛的操縱惡化。若懸架的剛度過大，則列車在通過不平路面時，將產(chǎn)生很大的沖擊和劇烈的垂直振動，乘坐不舒適，駕駛員容易疲勞，所運載的貨物也容易遭致?lián)p壞。理論和實踐還證明，在懸架中，若減振器的阻尼特性與系統(tǒng)剛度不匹配，懸架的振動特性 比不裝用減振器時還差。 后懸架形式的選擇 掛車懸架設計要點：在設計汽車列車懸架時，必須解決以下幾個主要問題：正確選擇彈性元件、減振器及導向裝置的最佳特性；確定懸架所有零部件的最合理的結構形式和尺寸；保證懸架中各零部件的必要的可靠性和壽命；使用維護費用低，磨損部件少，潤滑點少，調整方便；懸架結構參數(shù)與整車參數(shù)及有關系統(tǒng)具有最佳的匹配，保證列車具有良好的行駛性能。另外，所設計的懸架系統(tǒng)還應使輪胎的磨損量小、車輪的跳動量最小、保證各車軸相互平行并始終與車架垂直、轉向軸主銷后傾角變化盡量小以及制 造成本低廉等。 汽車列車懸架設計中的匹配問題： 汽車列車懸架設計的關鍵是選型和匹配問題。首先，要決定懸架內部質量 阻尼的匹配，