JY1061型汽車前橋設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)解析

1、汽車前橋設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)汽車前橋設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)二、結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇1、JY1061A型汽車總布置整車參數(shù)見(jiàn)表1表表1汽車總前軸軸汽車質(zhì)汽車質(zhì)軸距L汽車質(zhì)前鋼板質(zhì)量載質(zhì)量心至前心至后(mm)心高度彈簧座Ga(N)G1(N)軸中民軸中心hg(mm)中心距線距離線距離BL1(mm)L2(mm)(mm)58359207272133117533081180780主銷中前輪距車輪滾主銷內(nèi)主銷后前輪外前輪前心距B1(mm)動(dòng)半徑rr（mm）傾角B傾角傾角a束（mm）B，(mm)1415158448082.5122、從動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式本前橋采用非斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋3、選擇前橋結(jié)構(gòu)型式及參數(shù)（1）前軸結(jié)構(gòu)形式：工字形斷面加叉形轉(zhuǎn)向

2、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：國(guó)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4、前輪定位角本型前輪定位角選擇見(jiàn)表1三、前橋強(qiáng)度計(jì)算1、前軸強(qiáng)度計(jì)算（1）前軸受力簡(jiǎn)圖如圖1所示：圖圖1汽車向左側(cè)滑時(shí)前軸受力圖汽車向左側(cè)滑時(shí)前軸受力圖（2）前軸計(jì)算載荷的計(jì)算i）緊急制動(dòng)(1+Z1l2hg)B1207272x(1+2x1.06x0.651.584)=19379.22N工汽車緊急制動(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

3、得取路面附著糸數(shù)=0.7制動(dòng)時(shí)前軸軸載千質(zhì)量重新分配分配糸數(shù)m1=觀+J7x1.6+1=1.631L1.1752垂直反作用力：Z1l=Z1=mG=1.631x20727=16902.96N111r22橫向反作用力：X11=X1=mG=11832.00N111r2ii）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F，并達(dá)到最大值F離=G1V2,Y=G10,離gRmax1，為保證不橫向翻車，須使V，則有:劇竺竺，所以y 耳,滑翻施、2hg2hg得到,1.584=0.747，取,=0.652x1.06（2）

4、對(duì)車輪接地點(diǎn)取矩垂直反作用力：Z=G1（1-2hg）=1347.78Ni2B1橫向反作用力Y1l=Gi（i+2hg）,=12596.49N112BiYlr=Gi（i-2hg）,=876.06N2Bliii）越過(guò)不平路面汽國(guó)越過(guò)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)載荷糸數(shù)a=2.5Z=Z=a2=2.5X0727=25908.75N1l1r22載荷計(jì)算結(jié)果列表，如下表2：表表2單位單位N緊急制動(dòng)Z116902.68X111832.00側(cè)滑Z1119379.22Z1r1347.78Y1112596.49Y1r876.06越過(guò)不平路Zl，25908.75面（3）彎矩及扭

5、矩計(jì)算1選擇下述四個(gè)部位計(jì)版式其斷面的彎矩、扭矩I-I 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）II- II斷面位于鋼板彈簧座外側(cè)附近，此斷面內(nèi)就彎矩最大，而扭矩最小III- III斷面處的彎矩，扭矩均較大W-W 斷面位于梁端，此斷面內(nèi)扭矩最大，而彎矩最小各斷面示意圖如圖1各斷面的計(jì)算參數(shù)如下表3表表 3參數(shù)車型L1L2L3L4hlh2h3h4JY10614023161671381291253402各斷面彎扭矩計(jì)算如下i）緊急制動(dòng)垂直面內(nèi)彎矩 M，=Zl1i水平面內(nèi)彎矩 M=X1li上式中Li對(duì)應(yīng)與I-I

6、、II-II、III-III、W-W斷面分別帶入LI、L2、L3、L4鋼板彈簧外側(cè)扭矩Mn=X1上式中hi對(duì)應(yīng)與II-II、III-III、W-W 斷面分別帶入h2、h3、h4。ii) 側(cè)滑左側(cè)各斷面垂直面內(nèi)彎矩Ml=Z1l-Y1l(rr-hi)上式中Li,hi帶入值與緊急制動(dòng)時(shí)一致iii)越過(guò)不平路面垂直面內(nèi)彎矩M=Z1Li式中Li帶入與上面計(jì)算中一致彎扭矩計(jì)算結(jié)果如下表4表表 4 單位單位N結(jié)果工況、I-III-IIIII-IIIW-W緊急制動(dòng)M/6794953.745341306.922822779.292332596.06M47564643783891219759441632816Mn

7、4153034.704200362.855277075.555679363.8側(cè)滑M13369077.681652078.65-2306125.86-2069777.16越不平路M/10415317.581868494326761.253575407.5(4)斷面糸數(shù)計(jì)算A工字形斷面前軸a)斷面簡(jiǎn)圖本汽車前軸簡(jiǎn)化為換算斷面形狀后如圖3所示圖圖3前軸簡(jiǎn)化圖前軸簡(jiǎn)化圖b)計(jì)算斷面糸數(shù)i)I-I 斷面如圖 3 所示1垂直面內(nèi)抗彎斷面糸數(shù)W=BH3竽3=72x6136x%3=37003.47N.mmi-16H6x612水平面內(nèi)抗彎斷面糸數(shù)W=2tiB3+h3t=2x12.5x723+36xI23=21

8、744N.mmii-ii6B換算斷面簡(jiǎn)圖如圖4垂直面內(nèi)抗彎斷面系數(shù)II-II斷面為上，下翼緣不等長(zhǎng)的工字形斷面。計(jì)算其垂直面內(nèi)抗彎斷面系數(shù)的關(guān)系是確定出形心軸坐標(biāo)。形心軸Xc-Xc的坐標(biāo)：工Fiyiy2=FT=Bt*1/2t+bt(H-1/2t)+(B-B)*h(t+h/2)11221Bt+bt+(BB)h12130.796y 二 H-y21二67-30.7966x72二37.204該斷面對(duì)形心軸的慣性矩J=1(By3-Bh3+by3-bh3)xc3111212=11277853.762mm4上翼面的抗彎斷面系數(shù)：JW=xc 上y11277853.76230.796=41494.15m3下翼面

9、的抗彎斷面系數(shù)：W=xc-下y2_1277853.6237.204=34347.214m33水平面內(nèi)抗彎斷面系數(shù)W=丄(B31+b3t+13h)6B12=27822.97mm33抗扭斷面系數(shù)由經(jīng)驗(yàn)公式得H-h68-43C=2B-1.26()=2x75-1.26x()=134.25122H-hC=H-1.67()+1.76(BB-b)2268-43=68-1.67x+1.76x(75-43)2=134.25BB=Bb=92+58=7522b=BB-1=75-42=33H-h1C1()3+C(BB-bB)3Wn=12I3BB-bB68-431134.25(-)3+C121(75-33)375-33

10、=73229mm3iii) III-III斷面III-III斷面計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖51）垂直面內(nèi)，水平面內(nèi)的抗彎斷面系數(shù)：43W=b/6H(H3-h3)=(523-153)=18913.52mm336x52432W”=b2/6(H-h)=(52-15)=11402.2mm3362）抗扭斷面系數(shù)：h52m=1.29b43取 a=0.17100.216W0b30.216-43317173.5123如圖如圖5-III斷面計(jì)算簡(jiǎn)圖斷面計(jì)算簡(jiǎn)圖iv)W-W 斷面1）垂直面內(nèi)，水平面內(nèi)抗彎斷面系數(shù)：bH243x522W=一=-=19378.7mm3466b2H432-52W=16024.7mm34662）抗扭斷

11、面系數(shù)：W=0b3=0.263x433=20910.34mm34v）各斷面尺寸參數(shù)見(jiàn)表5：表表 5單位單位：mmJY1061I-III-IIIII-IIIW-WB7292B160501112.512.5b72584343b6016I?12.512.5t1242h364315H61685252vi）斷面系數(shù)計(jì)算結(jié)果列表見(jiàn)表6表表 6單位單位：mm3I-III-IIIII-IIIw-wW37003.4734347.21418913.5219378.7W2174427822.9711402.216024.7W7322920910.3420910.345）應(yīng)力計(jì)算a）計(jì)算公式i）汽車緊急制動(dòng)時(shí)垂直面內(nèi)

12、彎曲應(yīng)力b-MW水平面內(nèi)彎曲應(yīng)力b-MW合成應(yīng)力Q=+“合扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：在矩形長(zhǎng)邊中點(diǎn)上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力T二MnmaxWn在矩形短邊中點(diǎn)上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力T=YTmax工字形斷面中所產(chǎn)生的最大應(yīng)力和最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力是作用在梁斷面上的不同點(diǎn)處。對(duì)于上翼面長(zhǎng)邊中點(diǎn)，其相當(dāng)應(yīng)力Q=2+3T2d合ii）汽車側(cè)滑時(shí)垂直面彎曲應(yīng)力Q=竺Wiii）汽車越過(guò)不平路面時(shí)垂直面彎曲應(yīng)力Q=竺Wb）應(yīng)力值計(jì)算結(jié)果列表：表表 7I-III-IIIII-IIIw-w緊急制動(dòng)!Q183.63155.51149.25120.379!134.38173.29101.89Tmax45.51113.38271.40位位：x108N/mm2ad402

13、.38300.30357.27496.14側(cè)滑a91.0548.10-125.926-106.81越不平路a287.07238.36228.77184.50（6）JY1061前軸材料的許用應(yīng)力材料：30Cr調(diào)質(zhì)硬度：HB241281a（N/mm2）:b800937許用應(yīng)力：aa二（0.6-0.7）aTT=0.7a合 sbss2、轉(zhuǎn)向節(jié)強(qiáng)度計(jì)算作用力Z、X、Y按表1-1取值111111（2）截面系數(shù)計(jì)算取輪轂內(nèi)軸承根部處指軸為計(jì)算斷面兀d3兀x453W=32323）彎矩計(jì)算A緊急制動(dòng)時(shí)M=CV;Z2+X2=20 x、16902.872x2+118302x2=825303.22制 111B側(cè)滑時(shí)M

14、=ZC-Yr=19379.22x20-12596.49x480制 11111r=-565832.60C超越不平路面時(shí)M=ZC=25908.75x20=518175制 114）計(jì)算用參數(shù)JY1061=8941.64d=45，C=20，11d=3025）應(yīng)力計(jì)算C）超越不平路面時(shí)b=巴巴越=518175=57.951W8941.646）彎矩、應(yīng)力計(jì)算結(jié)果列表見(jiàn)表8表表8功況Mb緊急制動(dòng)825303.22155.8側(cè)滑-5658732.69-63285超越不平路51817557.951（7）轉(zhuǎn)向節(jié)的材料、許用應(yīng)力及強(qiáng)度校核材料JY106140Gr許用應(yīng)力bb查YB6-71:b二980N/mm2sbb

15、二（0.65-0.75）bSb3、主銷強(qiáng)度計(jì)算（1）主銷作用力計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6A）緊急制動(dòng)時(shí)b82530.228941.64=92.3B）側(cè)滑時(shí)b-56588732.608941.64=-632.8511如圖如圖6主銷作用力計(jì)算簡(jiǎn)圖主銷作用力計(jì)算簡(jiǎn)圖2）主銷受力計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表9表表9參數(shù)車行abcefll1nrrDhHJY1066724936B-B116B-B1483341700701251200703）計(jì)算載荷計(jì)算時(shí)，忽略主銷傾角的影響，并假定力的作用點(diǎn)位于主銷襯套中點(diǎn)。A）Z、X、Y按表1取值111B）汽車緊急制動(dòng)時(shí)力Z在主銷的支承反力S/和S。111主銷受到X和u的作用，力u由下式求得:Z-

16、11a+b16902.87+1584-1415267+70=10425.5N111u二X-=11832X84.5二6059.4il1651力X在主銷的兩個(gè)支承上反作用力S和S122b70S=X一=11832X=6045.55N21a+b67+70a67S=X一=11832X=5786.45N21a+b67+70力u在主銷的兩個(gè)支承上反作用力S和S33b70S=卩=6059.4X=3096.04N3a+b137b67S=卩=6059.4X=2963.36N3a+b137由制動(dòng)力矩Xr的作用，在主銷的兩個(gè)支撐上產(chǎn)生反作用力S和1r4S4r480S=S=Xr=11832X=41455.18N441a

17、+b137作用在主銷下端的合力(圖14)S=T(S+S)2+(S+S)2X1324=(10425.5+2963.36)2+(5786.45+41451.18)2=49102.27NC)汽車側(cè)滑時(shí)左主銷上支承的反作用力Yf-Z12596.5X360-19379.22X84.5S=T并=上a+b137=21147.42N左主銷下支承的反作用力12596.5X497-19379.22X84.517右主銷上支承的反作用力Yf+ZI313335“S=irir=3133.35N上a+b右主銷下支承的反作用力S=Y1re+Z1rl4009.41N下a+bD）汽車越過(guò)不平路面時(shí)動(dòng)載荷在主銷上、下支承上產(chǎn)生的作

18、用反力S和S。11f“flS=S=Z=15980.21N111a+b（4）彎矩計(jì)算在緊急制動(dòng)和側(cè)滑時(shí)，主銷下支承的反作用力為最大，在越過(guò)不平路面時(shí)， 因主銷下端的作用力臂大于上端， 所以只需要計(jì)算主銷下支承處的彎矩（圖15）A）汽車緊急制動(dòng)時(shí)M=S-h=1816786.99N.mmB）汽車側(cè)滑時(shí)M=S-h=1248525.04N.mm下C）汽車越過(guò)不平路面時(shí)M=S-h=2650.72N.mm1Ye-Zl=-444a+b（5）抗彎斷面系數(shù)、剪切面積和主銷襯套擠壓面積的計(jì)算A）主銷抗彎斷面系數(shù)W=兀D3（1-丄）=2650.72mm332D47B）主銷剪切面積F=（D2-d2）=706.86mm2D）主銷襯套擠壓面積F二 D-H=1200mm2D:主銷外徑，d：主銷內(nèi)徑6）應(yīng)力計(jì)算分別計(jì)算個(gè)工況下的彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力、擠壓應(yīng)力見(jiàn)表10表表10彎曲應(yīng)力剪切應(yīng)力擠壓應(yīng)力緊急制動(dòng)時(shí)Mc=WSFScXcF側(cè)滑時(shí)M