EQ1040輕卡前橋與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、本科學(xué)生畢畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)EQ10440前橋橋與轉(zhuǎn)向向系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)系部名稱：汽車與與交通工工程學(xué)院院專業(yè)班級(jí)：車輛工工程 BB07-4班學(xué)生姓名：董迪指導(dǎo)教師：紀(jì)峻嶺嶺職稱：副教教授黑龍江工程程學(xué)院二一一年年六月The GGradduattionn Deesiggn ffor Bacchellors DDegrreeEQ10440 LLighht TTruccks Fronnt AAxlee And Steeerinng SSysttem Desiign Candiidatte：Donng DiSpeciialtty：Vehhiclle EEngiingeeeriingClasss：B07-4Sup

2、errvissor：Asssociiatee Prrof. Jii JuunliingHeiloongjjianng IInsttituute of Tecchnoologgy2011-06Harrbin黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第1章緒論論在整個(gè)世界界汽車市市場(chǎng)的需需求和發(fā)發(fā)展中，亞亞太地區(qū)區(qū)將成為為全球最最大的汽汽車銷售售市場(chǎng)，其其中以中中國(guó)的汽汽車市場(chǎng)場(chǎng)發(fā)展最最為迅猛猛。20009年年自度過(guò)過(guò)全球金金融海嘯嘯危機(jī)的的寒冬后后，歐美美市場(chǎng)進(jìn)進(jìn)入需求求衰退期期，中國(guó)國(guó)汽車市市場(chǎng)規(guī)模模進(jìn)入了了迅猛高高速發(fā)展展期，產(chǎn)產(chǎn)銷量躍躍居世界界第一。與與此同時(shí)時(shí)，中國(guó)國(guó)卡車行行業(yè)的年年產(chǎn)銷數(shù)數(shù)量可謂謂

3、世界前前列，市市場(chǎng)容量量較大；中國(guó)卡卡車市場(chǎng)場(chǎng)的高端端需求正正在崛起起。據(jù)最最新數(shù)據(jù)據(jù)顯示，2010年1-5月中國(guó)卡車行業(yè)生產(chǎn)整車近125萬(wàn)輛，同比增幅超過(guò)30%。盡管我國(guó)經(jīng)經(jīng)濟(jì)遭受受金融危危機(jī)的巨巨大沖擊擊，但隨隨著國(guó)家家4萬(wàn)億元元擴(kuò)大內(nèi)內(nèi)需政策策的實(shí)施施及海外外發(fā)展中中國(guó)家市市場(chǎng)的開(kāi)開(kāi)拓，伴伴隨著我我國(guó)公路路、鐵路路及其他他基礎(chǔ)建建設(shè)項(xiàng)目目的陸續(xù)續(xù)開(kāi)工，尤尤其是220099-20010年年我國(guó)陸陸續(xù)出臺(tái)臺(tái)的一系系列促進(jìn)進(jìn)汽車消消費(fèi)（如如汽車下下鄉(xiāng)、以以舊換新新補(bǔ)貼政政策）和和汽車出出口的相相關(guān)政策策，卡車車行業(yè)已已成為率率先受益益的行業(yè)業(yè)。從卡卡車行業(yè)業(yè)的發(fā)展展趨勢(shì)來(lái)來(lái)看，220099年全

4、國(guó)國(guó)卡車市市場(chǎng)需求求總體加加快，隨隨著國(guó)家家一系列列宏觀調(diào)調(diào)控政策策的逐步步到位，2010年仍將呈現(xiàn)較好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。隨著公路和鐵路建設(shè)、現(xiàn)代物流業(yè)和節(jié)能減排工程以及民生工程的實(shí)施到位，必將為緊系國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的卡車產(chǎn)業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。隨著中國(guó)卡卡車行業(yè)業(yè)發(fā)展加加快，卡卡車市場(chǎng)場(chǎng)市場(chǎng)競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)日益益激烈，眾眾多國(guó)外外汽車生生產(chǎn)巨頭頭都瞄準(zhǔn)準(zhǔn)中國(guó)卡卡車市場(chǎng)場(chǎng)“這塊肥肥肉”，同時(shí)時(shí)國(guó)內(nèi)民民營(yíng)企業(yè)業(yè)也紛紛紛加入卡卡車行業(yè)業(yè)中來(lái)。從從眾多著著名企業(yè)業(yè)的發(fā)展展歷程中中我們不不難看出出：誰(shuí)能能贏得市市場(chǎng)先機(jī)機(jī)，誰(shuí)就就能在卡卡車市場(chǎng)場(chǎng)的激烈烈競(jìng)爭(zhēng)中中翹楚！市場(chǎng)環(huán)境一一片大好好形勢(shì)下下，商家家不僅在在價(jià)格上上具有強(qiáng)

5、強(qiáng)烈的競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)，同同時(shí)在卡卡車的制制造工藝藝、技術(shù)術(shù)要求和和安全性性也同樣樣存在這這比拼。正正所謂：“領(lǐng)導(dǎo)時(shí)時(shí)代，駕駕馭未來(lái)來(lái)。”因此，品品質(zhì)與創(chuàng)創(chuàng)新是卡卡車喊個(gè)個(gè)的立足足之本。中國(guó)改革開(kāi)開(kāi)放以來(lái)來(lái)，在農(nóng)農(nóng)村實(shí)行行家庭聯(lián)聯(lián)產(chǎn)承包包責(zé)任制制的改革革，使農(nóng)農(nóng)村的經(jīng)經(jīng)濟(jì)空前前的活躍躍。農(nóng)村村的貨運(yùn)運(yùn)量和人人口的流流動(dòng)量急急劇增加加，加快快運(yùn)輸機(jī)機(jī)械化成成為農(nóng)村村經(jīng)濟(jì)發(fā)發(fā)展的迫迫切需要要，正是是這一市市場(chǎng)的需需要使具具有中國(guó)國(guó)特色的的運(yùn)輸機(jī)機(jī)械-小型載載貨汽車車應(yīng)運(yùn)而而生。它它解決了了農(nóng)村運(yùn)運(yùn)輸?shù)募奔毙瑁钐钛a(bǔ)了村村際，鄉(xiāng)鄉(xiāng)際，城城鎮(zhèn)及城城鄉(xiāng)結(jié)合合部運(yùn)輸輸網(wǎng)絡(luò)的的空白，活活躍了農(nóng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)濟(jì)，為農(nóng)農(nóng)村富裕

6、裕勞動(dòng)力力找了一一條出路路，從而而使數(shù)以以萬(wàn)計(jì)的的農(nóng)民走走上了小小康之路路！小型載貨汽汽車的競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手手是輕型型汽車。與與輕型汽汽車相比比，小型型載貨汽汽車有許許多優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。入世世后小型型載貨汽汽車沒(méi)有有受到多多大沖擊擊，因?yàn)闉樗侵兄袊?guó)特色色的產(chǎn)業(yè)業(yè)，符合合國(guó)情，在在國(guó)外幾幾乎沒(méi)人人搞過(guò)。但但是我們們不能回回避輕型型汽車與與小型載載貨汽車車在市場(chǎng)場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)，小型型載貨汽汽車?yán)糜帽容^底底的生產(chǎn)產(chǎn)成本和和微利經(jīng)經(jīng)營(yíng)的生生產(chǎn)方式式并引進(jìn)進(jìn)先進(jìn)的的汽車技技術(shù)，堅(jiān)堅(jiān)持“三低一一高”的特色色，注重重產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量，使使之與在在汽車行行業(yè)的競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)中得得以提高高。小型載貨汽汽車制造造工藝簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，價(jià)價(jià)格便宜宜，四

7、輪輪車價(jià)格格在11.55萬(wàn)元/輛，購(gòu)購(gòu)車農(nóng)戶戶一般半半年左右右即可收收回1000000元投資資。另外外，小型型載貨汽汽車的養(yǎng)養(yǎng)路費(fèi)為為每月每每噸700元，是是汽車的的30%，使用用成本為為同噸位位汽車的的1/33到1/22。公路路快速建建設(shè)也促促進(jìn)了小小型載貨貨汽車的的發(fā)展。舊舊中國(guó)，全全國(guó)公路路僅133104 kmm，而到到19997年底底，已達(dá)達(dá)1.2226106 kmm，目前前全國(guó)998%的的鄉(xiāng)和880%的的村都通通了公路路，使得得小型載載貨汽車車有用武武之地。因因此，在在近十幾幾年里我我國(guó)小型型載貨汽汽車得到到快速發(fā)發(fā)展。119800年全國(guó)國(guó)小型載載貨汽車車產(chǎn)銷量量不足萬(wàn)萬(wàn)輛，1199

8、22年產(chǎn)銷銷量達(dá)到到1133萬(wàn)輛，首首次超過(guò)過(guò)當(dāng)年汽汽車產(chǎn)銷銷量（1106.2萬(wàn)輛輛）。119988年小型型載貨汽汽車產(chǎn)銷銷量達(dá)到到2700萬(wàn)輛，而而同期汽汽車產(chǎn)銷銷量為1163萬(wàn)萬(wàn)輛。我們要開(kāi)發(fā)發(fā)的小型型載貨汽汽車要采采用設(shè)計(jì)計(jì)理念，多多進(jìn)行優(yōu)優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)，使產(chǎn)產(chǎn)品新穎穎化，品品種多樣樣化以適適應(yīng)多種種需要。而而在小型型載貨汽汽車的設(shè)設(shè)計(jì)中，如如何適應(yīng)應(yīng)復(fù)雜的的路況下下保證汽汽車能快快速平穩(wěn)穩(wěn)的行駛駛，就是是一個(gè)很很重的問(wèn)問(wèn)題。前前橋是汽汽車上一一個(gè)重要要的總成成件，主主要包括括轉(zhuǎn)向節(jié)節(jié)、轉(zhuǎn)向向主銷、前前軸等零零部件，由由于在汽汽車的行行駛過(guò)程程中，前前橋所處處的工作作環(huán)境惡惡劣，工工況復(fù)雜雜

9、，其承承受的載載荷也多多為交變變載荷，從從而其零零部件易易出現(xiàn)疲疲勞裂紋紋甚至斷斷裂現(xiàn)象象。這就就要求其其在結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)上上必須有有足夠的的強(qiáng)度、剛剛度和抗抗疲勞破破壞的能能力。因因此就有有了本課課題的研研究和設(shè)設(shè)計(jì)。1.1前橋橋的概述述前橋通過(guò)懸懸架與車車架（或或承載式式車身）相相聯(lián)，兩兩側(cè)安裝裝著從動(dòng)動(dòng)車輪，用用以在車車架（或或承載式式車身）與與車輪之之間傳遞遞鉛垂力力、縱向向力和橫橫向力。從從動(dòng)橋要要承受和和傳遞制制動(dòng)力矩矩。前橋橋按與其其匹配的的懸架結(jié)結(jié)構(gòu)的不不同，也也可分為為非斷開(kāi)開(kāi)式與斷斷開(kāi)式兩兩種。前前橋按與與之匹配配的懸架架結(jié)構(gòu)不不同可分分為非斷斷開(kāi)式與與斷開(kāi)式式兩種。圖1-1非

10、非斷開(kāi)式式前橋圖1-2斷斷開(kāi)式前前橋汽車在行駛駛過(guò)程中中，經(jīng)常常需要改改變行駛駛方向，即即所謂轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向，這這就需有有一套能能夠按照照司機(jī)意意志行使使汽車轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向的機(jī)機(jī)構(gòu)，它它將司機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方方向盤(pán)的的動(dòng)作轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)檐囓囕喌钠D(zhuǎn)動(dòng)作作。為了了保持汽汽車直線線行駛的的穩(wěn)定性性、轉(zhuǎn)向向輕便性性及汽車車轉(zhuǎn)向后后使前輪輪具有自自動(dòng)回正正的性能能，前橋橋的主銷銷在汽車車的縱向向和橫向向平面內(nèi)內(nèi)具有一一定的傾傾角。在在縱向平平面內(nèi)，主主銷上部部向后傾傾斜一個(gè)個(gè)角，稱稱為主銷銷后傾角角。在橫橫向平面面內(nèi)，主主銷上部部向內(nèi)傾傾斜一個(gè)個(gè)角，稱稱為主銷銷內(nèi)傾角角。主銷后傾使使主銷軸軸線與路路面的交交點(diǎn)位于于輪胎接接地中心

11、心之前，該該距離稱稱為后傾傾拖距。當(dāng)當(dāng)直線行行駛的汽汽車的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向輪偶偶然受到到外力作作用而稍稍有偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)，汽汽車就偏偏離直線線行駛而而有所轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向，這這時(shí)引起起的離心心力使路路面對(duì)車車輪作用用著一阻阻礙其側(cè)側(cè)滑的側(cè)側(cè)向反力力，使車車輪產(chǎn)生生繞主銷銷旋轉(zhuǎn)的的回正力力矩，從從而保證證了汽車車具有較較好的直直線行駛駛穩(wěn)定性性。此力力矩稱穩(wěn)穩(wěn)定力矩矩。穩(wěn)定定力矩也也不宜過(guò)過(guò)大，否否則在汽汽車轉(zhuǎn)向向時(shí)為了了克服此此穩(wěn)定力力矩需在在方向盤(pán)盤(pán)上施加加更大的的力，導(dǎo)導(dǎo)致方向向盤(pán)沉重重。后傾傾角通常常在以內(nèi)內(nèi)?，F(xiàn)代代轎車采采用低壓壓寬斷面面斜交輪輪胎，具具有較大大的彈性性回正力力矩，故故主銷后后傾角就就可以減減小

12、到接接近于零零，甚至至為負(fù)值值。但在在采用子子午線輪輪胎時(shí)，由由于輪胎胎的拖距距較小，則則需選用用較大的的后傾角角。主銷內(nèi)傾也也是為了了保證汽汽車直線線行駛的的穩(wěn)定性性并使轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向輕便便。主銷銷內(nèi)傾使使主銷軸軸線與路路面的交交點(diǎn)至車車輪中心心平面的的距離即即主銷偏偏移距減減小，從從而可減減小轉(zhuǎn)向向時(shí)需加加在方向向盤(pán)上的的力，使使轉(zhuǎn)向輕輕便，同同時(shí)也可可減小轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向輪傳傳到方向向盤(pán)上的的沖擊力力。主銷銷內(nèi)傾使使前輪轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向時(shí)不不僅有繞繞主銷的的轉(zhuǎn)動(dòng)，而而且伴隨隨有車輪輪軸及前前橫梁向向上的移移動(dòng)，而而當(dāng)松開(kāi)開(kāi)方向盤(pán)盤(pán)時(shí)，所所儲(chǔ)存的的上升位位能使轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向輪自自動(dòng)回正正，保證證汽車作作直線行行駛。內(nèi)內(nèi)傾角一

13、一般為；主銷偏偏移距一一般為33040mmm。輕輕型客車車、輕型型貨車及及裝有動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向向的汽車車可選擇擇較大的的主銷內(nèi)內(nèi)傾角及及后傾角角，以提提高其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向車輪輪的自動(dòng)動(dòng)回正性性能。但但內(nèi)傾角角也不宜宜過(guò)大，即即主銷偏偏移距不不宜過(guò)小小，否則則在轉(zhuǎn)向向過(guò)程中中車輪繞繞主銷偏偏轉(zhuǎn)時(shí)，隨隨著滾動(dòng)動(dòng)將伴隨隨著沿路路面的滑滑動(dòng)，從從而增加加輪胎與與路面間間的摩擦擦阻力，使使轉(zhuǎn)向變變得很沉沉重。為為了克服服因左、右右前輪制制動(dòng)力不不等而導(dǎo)導(dǎo)致汽車車制動(dòng)時(shí)時(shí)跑偏，近近年來(lái)出出現(xiàn)主銷銷偏移距距為負(fù)值值的汽車車。前輪定位除除上述主主銷后傾傾角、主主銷內(nèi)傾傾角外，還還有車輪輪外傾角角及前束束，共44項(xiàng)參數(shù)數(shù)。車

14、輪輪外傾指指轉(zhuǎn)向輪輪在安裝裝時(shí)，其其輪胎中中心平面面不是垂垂直于地地面，而而是向外外傾斜一一個(gè)角度度，稱為為車輪外外傾角。此此角約為為，一般般為左右右。它可可以避免免汽車重重載時(shí)車車輪產(chǎn)生生負(fù)外傾傾即內(nèi)傾傾，同時(shí)時(shí)也與拱拱形路而而相適應(yīng)應(yīng)。由于于車輪外外傾使輪輪胎接地地點(diǎn)向內(nèi)內(nèi)縮，縮縮小了主主銷偏移移距，從從而使轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向輕便便并改善善了制動(dòng)動(dòng)時(shí)的方方向穩(wěn)定定性。前束的作用用是為了了消除汽汽車在行行駛中因因車輪外外傾導(dǎo)致致的車輪輪前端向向外張開(kāi)開(kāi)的不利利影響(具有外外傾角的的車輪在在滾動(dòng)時(shí)時(shí)猶如滾滾錐，因因此當(dāng)汽汽車向前前行駛時(shí)時(shí)，左右右兩前輪輪的前端端會(huì)向外外張開(kāi))，為此此在車輪輪安裝時(shí)時(shí)，可使

15、使汽車兩兩前輪的的中心平平面不平平行，且且左右輪輪前面輪輪緣間的的距離AA小于后后面輪緣緣間的距距離B，以使使車輪在在每一瞬瞬時(shí)的滾滾動(dòng)方向向是向著著正前方方。前束束即(BB-A)，一般般汽車約約為35mmm，可通通過(guò)改變變轉(zhuǎn)向橫橫拉桿的的長(zhǎng)度來(lái)來(lái)調(diào)整。設(shè)設(shè)定前束束的名義義值時(shí)，應(yīng)應(yīng)考慮轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向梯形形中的彈彈性和間間隙等因因素。在汽車的設(shè)設(shè)計(jì)、制制造、裝裝配調(diào)整整和使用用中必須須注意防防止可能能引起的的轉(zhuǎn)向車車輪的擺擺振，它它是指汽汽車行駛駛時(shí)轉(zhuǎn)向向輪繞主主銷不斷斷擺動(dòng)的的現(xiàn)象，它它將破壞壞汽車的的正常行行駛。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向車輪輪的擺振振有自激激振動(dòng)與與受迫振振動(dòng)兩種種類型。前前者是由由于輪胎胎側(cè)向變變

16、形中的的遲滯特特性的影影響，使使系統(tǒng)在在一個(gè)振振動(dòng)周期期中路面面作用于于輪胎的的力對(duì)系系統(tǒng)作正正功，即即外界對(duì)對(duì)系統(tǒng)輸輸入能量量。如果果后者的的值大于于系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)阻尼消消耗的能能量，則則系統(tǒng)將將作增幅幅振動(dòng)直直至能量量達(dá)到動(dòng)動(dòng)平衡狀狀態(tài)。這這時(shí)系統(tǒng)統(tǒng)將在某某一振幅幅下持續(xù)續(xù)振動(dòng)，形形成擺振振。其振振動(dòng)頻率率大致接接近系統(tǒng)統(tǒng)的固有有頻率而而與車輪輪轉(zhuǎn)速并并不一致致，且會(huì)會(huì)在較寬寬的車速速范圍內(nèi)內(nèi)發(fā)生。通通常在低低速行駛駛時(shí)發(fā)生生的擺振振往往屬屬于自攝攝振動(dòng)型型。當(dāng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向車輪輪及轉(zhuǎn)向向系統(tǒng)受受到周期期性擾動(dòng)動(dòng)的激勵(lì)勵(lì)，例如如車輪失失衡、端端面跳動(dòng)動(dòng)、輪胎胎的幾何何和機(jī)械械特性不不均勻以以及運(yùn)動(dòng)動(dòng)學(xué)上

17、的的干涉等等，在車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)下都會(huì)會(huì)構(gòu)成周周期性的的擾動(dòng)。在在擾動(dòng)力力周期性性的持續(xù)續(xù)作用下下，便會(huì)會(huì)發(fā)生受受迫振動(dòng)動(dòng)。當(dāng)擾擾動(dòng)的激激勵(lì)頻率率與系統(tǒng)統(tǒng)的固有有頻率一一致時(shí)便便發(fā)生共共振。其其特點(diǎn)是是轉(zhuǎn)向輪輪擺振頻頻率與車車輪轉(zhuǎn)速速一致，而而且一般般都有明明顯的共共振車速速，共振振范圍較較窄(335kmm/h)。通常常在高速速行駛時(shí)時(shí)發(fā)生的的擺振往往往屬于于受迫振振動(dòng)型。轉(zhuǎn)向輪擺振振的發(fā)生生原因及及影響因因素復(fù)雜雜，既有有結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)的原原因和制制造方面面的因素素如車車輪失衡衡、輪胎胎的機(jī)械械特性、系系統(tǒng)的剛剛度與阻阻尼、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向輪的的定位角角以及陀陀螺效應(yīng)應(yīng)的強(qiáng)弱弱等；又又有裝配配調(diào)整方方面的影影

18、響，如如前橋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)統(tǒng)各個(gè)環(huán)環(huán)節(jié)間的的間隙(影響系系統(tǒng)的剛剛度)和摩擦擦系數(shù)(影響阻阻尼)等。合合理地選選擇這些些有關(guān)參參數(shù)、優(yōu)優(yōu)化它們們之間的的匹配，精精心地制制造和裝裝配調(diào)整整，就能能有效地地控制前前輪擺振振的發(fā)生生。在設(shè)設(shè)計(jì)中提提高轉(zhuǎn)向向器總成成與轉(zhuǎn)向向拉桿系系統(tǒng)的剛剛度及懸懸架的縱縱向剛度度，提高高輪胎的的側(cè)向剛剛度，在在轉(zhuǎn)向拉拉桿系中中設(shè)置橫橫向減震震器以增增加阻尼尼等，都都是控制制前輪擺擺振發(fā)生生的一些些有效措措施。汽車轉(zhuǎn)向系系是保持持或者改改變汽車車行駛方方向的機(jī)機(jī)構(gòu)，在在汽車轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向行駛駛中，保保證各轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向輪之之間有協(xié)協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角關(guān)系系。保證證汽車在在行駛中中能按駕駕駛員的的操

19、縱要要求，適適時(shí)地改改變行駛駛方向，并并能在受受到路面面干擾偏偏離行駛駛方向時(shí)時(shí)，與行行駛系配配合，共共同保持持汽車穩(wěn)穩(wěn)定地直直線行駛駛。轉(zhuǎn)向向系和前前橋?qū)ζ囆旭傫偟牟倏v縱性、穩(wěn)穩(wěn)定性和和安全性性都具有有重要的的意義。1.汽車轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)統(tǒng)的分類類與組成成機(jī)械轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)統(tǒng): （1）以駕駕駛員體體力為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向能源源，所有有傳力件件是機(jī)械械零件。（2）主要要由轉(zhuǎn)向向操縱機(jī)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)動(dòng)機(jī)構(gòu)組組成。 22.動(dòng)力力轉(zhuǎn)向系系統(tǒng):（1）駕駛駛員體力力（小部部分）和和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)動(dòng)力（大大部分)為轉(zhuǎn)向向能源。（2）組成成：在機(jī)機(jī)械轉(zhuǎn)向向系統(tǒng)的的基礎(chǔ)上上增加轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向加力力裝置。1.2循環(huán)環(huán)球式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器

20、概概述轉(zhuǎn)向器是轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系的的減速傳傳動(dòng)裝置置，一般般有12級(jí)減減速傳動(dòng)動(dòng)副。它它可按傳傳動(dòng)副的的形式分分類。目目前在汽汽車上廣廣泛采用用的有齒齒輪齒條條式、循循環(huán)球齒條條齒扇式式、循環(huán)環(huán)球曲柄銷銷式和蝸蝸桿指銷銷式等幾幾種結(jié)構(gòu)構(gòu)形式1。其中，循環(huán)環(huán)球齒條齒齒扇式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器是是目前國(guó)國(guó)內(nèi)外汽汽車上較較為流行行的一種種結(jié)構(gòu)形形式，其其有兩級(jí)級(jí)傳動(dòng)副副：第一一級(jí)為螺螺桿、鋼鋼球和螺螺母?jìng)鲃?dòng)動(dòng)副，第第二級(jí)是是螺母上上的齒條條與搖臂臂軸上的的齒扇傳傳動(dòng)副。其中，轉(zhuǎn)向向螺桿的的軸頸支支承在兩兩個(gè)角接接觸球軸軸承上。軸軸承緊度度可用間間隙調(diào)整整裝置調(diào)調(diào)整。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向螺母母外側(cè)的的下平面面上加工工成齒條條，與齒齒扇軸

21、（即即搖臂軸軸）上的的齒扇嚙嚙合?？煽梢?jiàn)轉(zhuǎn)向向螺母既既是第一一級(jí)傳動(dòng)動(dòng)副的從從動(dòng)件，也也是第二二級(jí)傳動(dòng)動(dòng)副（齒齒條齒扇扇傳動(dòng)副副）的主主動(dòng)件（齒齒條）。通通過(guò)轉(zhuǎn)向向盤(pán)和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向向螺桿時(shí)時(shí)，轉(zhuǎn)向向螺母不不能轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，只能能軸向移移動(dòng)，并并驅(qū)使齒齒扇軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。為了減少轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向螺桿桿和轉(zhuǎn)向向螺母之之間的摩摩擦，二二者之間間的螺紋紋以沿螺螺旋槽滾滾動(dòng)的許許多鋼球球代之，以實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。轉(zhuǎn)向螺桿和螺母上都加工出斷面輪廓為兩段不同心圓弧組成的近似半圓的螺旋槽。兩者的螺旋槽能配合形成近似圓形斷面的螺旋管狀通道。螺母?jìng)?cè)面有兩對(duì)通孔，可將鋼球從此孔塞入螺旋形通道內(nèi)。兩根U形鋼球?qū)Ч艿膬啥瞬迦肼?/p>

22、母?jìng)?cè)面的兩對(duì)通孔中。導(dǎo)管內(nèi)也裝滿了鋼球。這樣，兩根導(dǎo)管和螺母內(nèi)的螺旋管狀通道組合成兩條各自獨(dú)立的封閉的鋼球“流道”。轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通通過(guò)鋼球球?qū)⒘鱾鹘o轉(zhuǎn)向向螺母，螺螺母沿軸軸向移動(dòng)動(dòng)。同時(shí)時(shí)，在螺螺桿與螺螺母兩者者和鋼球球間的摩摩擦力偶偶作用下下，所有有鋼球便便在螺旋旋管狀通通道內(nèi)滾滾動(dòng)，形形成“球流”。鋼球球在管狀狀通道內(nèi)內(nèi)繞行一一定圈數(shù)數(shù)后，流流出螺母母而進(jìn)入入導(dǎo)管的的一端，再再由導(dǎo)管管另一端端流回螺螺旋管狀狀通道。故故在轉(zhuǎn)向向器工作作時(shí)，兩兩列鋼球球只是在在各自的的封閉流流道內(nèi)循循環(huán)，而而不致脫脫出。與齒條相嚙嚙合的齒齒扇，其其齒厚是是在分度度圓上沿沿齒扇軸軸線按線線性關(guān)系系變化的

23、的，故為為變厚齒齒扇。只只要使齒齒扇軸相相對(duì)于齒齒條作軸軸向移動(dòng)動(dòng)，即能能調(diào)整兩兩者的嚙嚙合間隙隙。調(diào)整整螺栓旋旋裝在側(cè)側(cè)蓋上。齒齒扇軸內(nèi)內(nèi)有切槽槽，調(diào)整整螺栓的的圓柱形形端頭即即嵌入此此切槽中中。將調(diào)調(diào)整螺栓栓旋入，則則嚙合間間隙減小小，反之之則嚙合合間隙增增大。循環(huán)球式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器的的正傳動(dòng)動(dòng)效率高高（可達(dá)達(dá)90995%），故故操縱輕輕便；螺螺桿及螺螺母上的的螺旋槽槽經(jīng)滲碳碳、淬火火及磨削削加工，故故耐磨性性好、壽壽命長(zhǎng)。但但其逆效效率也很很高，容容易將路路面沖擊擊力傳到到轉(zhuǎn)向盤(pán)盤(pán)。不過(guò)過(guò)對(duì)于前前軸載荷荷質(zhì)量不不大而又又經(jīng)常在在平坦路路面上行行駛的各各類汽車車而言，這這一缺點(diǎn)點(diǎn)影響不不大。因因

24、此，循循環(huán)球式式轉(zhuǎn)向器器已廣泛泛應(yīng)用于于高級(jí)轎轎車和輕輕型及以以上的客客車、貨貨車汽車車上。1.3研究究?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)的主要要內(nèi)容包包括：（1）前橋橋的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式選選擇（2）轉(zhuǎn)向向器結(jié)構(gòu)構(gòu)形式及及選擇（3）前橋橋主要零零件工作作應(yīng)力的的計(jì)算（4）轉(zhuǎn)向向系的設(shè)設(shè)計(jì)及參參數(shù)確定定（5）循環(huán)環(huán)球式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器的的設(shè)計(jì)與與計(jì)算（6）利用用CADD畫(huà)裝配配圖、零零件圖。第2章循環(huán)環(huán)球式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器設(shè)設(shè)計(jì)2.1轉(zhuǎn)向向器結(jié)構(gòu)構(gòu)形式選選擇循環(huán)球式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器由由螺桿和和螺母共共同形成成的螺旋旋槽內(nèi)裝裝鋼球構(gòu)構(gòu)成的傳傳動(dòng)副，以以及螺母母上齒條條與搖臂臂軸上齒齒扇構(gòu)成成的傳動(dòng)動(dòng)副組成成。循環(huán)球式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器的的優(yōu)點(diǎn)是是：在螺螺桿和螺螺

25、母之間間因?yàn)橛杏锌梢匝h(huán)流動(dòng)動(dòng)的鋼球球，將滑滑動(dòng)摩擦擦轉(zhuǎn)變?yōu)闉闈L動(dòng)摩摩擦，因因而傳動(dòng)動(dòng)效率可可達(dá)到775%85%；在結(jié)結(jié)構(gòu)和工工藝上采采取措施施后，包包括提高高制造精精度，改改善工作作表面的的表面粗粗糙度和和螺桿、螺螺母上的的螺旋槽槽經(jīng)淬火火和磨削削加工，使使之有足足夠的硬硬度和耐耐磨損性性能，可可保證有有足夠的的使用壽壽命；轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器的的傳動(dòng)比比可以變變化；工工作平穩(wěn)穩(wěn)可靠；齒條和和齒扇之之間的間間隙調(diào)整整工作容容易進(jìn)行行。循環(huán)球式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器的的主要缺缺點(diǎn)是：逆效率率高，結(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜雜，制造造困難，制制造精度度要求高高。循環(huán)球式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器主主要用于于商用車車上。2.2轉(zhuǎn)向向器結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)循環(huán)球式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)

26、向器的的結(jié)構(gòu)如如圖2-1所示示。10876543912108765439121-間隙調(diào)調(diào)整裝置置;2-下端蓋蓋;3-角接觸觸球軸承承;4-轉(zhuǎn)向螺螺桿; 5-轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向螺母母;6-鋼球; 7-齒扇; 8-轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器殼殼體; 9-轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向柱管管總成; 8-轉(zhuǎn)向軸軸圖2-1 循環(huán)球球式轉(zhuǎn)向向器示意意圖2.3車型型的選取取與技術(shù)術(shù)參數(shù)分分析設(shè)計(jì)該轉(zhuǎn)向向器時(shí)以以EQ110400型輕型型載貨汽汽車為例例，其影影響轉(zhuǎn)向向器設(shè)計(jì)計(jì)的技術(shù)術(shù)參數(shù)有有：軸荷分配：前軸空空載時(shí)軸軸荷為9918，滿載載時(shí)為111933，最最大總質(zhì)質(zhì)量（包包括全部部乘員）為為38990。轉(zhuǎn)向器角傳傳動(dòng)比為為20.42，方方向盤(pán)直直徑為4200。

27、如圖2-22所示，=84.4，=886.445，=1123.0，=669.44。1-轉(zhuǎn)向搖搖臂;22,4-轉(zhuǎn)向縱縱拉桿及及橫拉桿桿;3-轉(zhuǎn)向節(jié)節(jié)臂;55-轉(zhuǎn)向向梯形臂臂圖2-2 轉(zhuǎn)向系系簡(jiǎn)圖2.4轉(zhuǎn)向向系計(jì)算算載荷的的確定為了保證行行駛安全全，組成成轉(zhuǎn)向系系的各零零件應(yīng)有有足夠的的強(qiáng)度。欲欲驗(yàn)算轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系零零件的強(qiáng)強(qiáng)度，需需首先確確定作用用在各零零件上的的力。影影響這些些力的因因素的主主要因素素有轉(zhuǎn)向向軸的負(fù)負(fù)荷，路路面阻力力和輪胎胎氣壓等等。為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向向輪要克克服的阻阻力，包包括轉(zhuǎn)向向輪繞主主銷轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)的阻力力、車輪輪穩(wěn)定阻阻力、輪輪胎變形形阻力和和轉(zhuǎn)向系系中的內(nèi)內(nèi)摩擦阻阻力等。精確地計(jì)算算這

28、些力力是困難難的，為為此推薦薦用足夠夠精確度度的半徑徑經(jīng)驗(yàn)公公式來(lái)計(jì)計(jì)算汽車車在瀝青青或者混混凝土路路面上的的原地轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向阻力力矩 MR=(f/3)*(G1)*(G1)*(G1)/p) （N），即即（2.1）式中，輪胎和和路面間間的滑動(dòng)動(dòng)摩擦因因數(shù)，一一般取00.7；轉(zhuǎn)向軸軸負(fù)荷，N；輪胎氣氣壓，MMPa，查查汽車車工程設(shè)設(shè)計(jì)手冊(cè)冊(cè)=00.677MPaa。即 N作用在轉(zhuǎn)向向盤(pán)上的的手力為為(2.2)式中，轉(zhuǎn)向搖搖臂長(zhǎng)，；轉(zhuǎn)向節(jié)節(jié)臂長(zhǎng)，；轉(zhuǎn)向盤(pán)盤(pán)直徑，；轉(zhuǎn)向器器角傳動(dòng)動(dòng)比；B，D-鋼球與滾道接觸點(diǎn)；-轉(zhuǎn)向縱拉桿及橫拉桿-滾道截面的圓弧半徑B，D-鋼球與滾道接觸點(diǎn)；-轉(zhuǎn)向縱拉桿及橫拉桿-滾道截面的圓

29、弧半徑圖2-3 螺桿與螺母的螺旋滾道截面即2.5各零零件主要要結(jié)構(gòu)與與參數(shù)確確定2.5.11螺桿、鋼鋼球、螺螺母?jìng)鲃?dòng)動(dòng)副根據(jù)該車型型前橋負(fù)負(fù)荷及汽汽車的裝裝載質(zhì)量量的不同同參考機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)手冊(cè)選取，得齒扇。根據(jù)齒扇的的模數(shù)，參參照汽汽車設(shè)計(jì)計(jì)，得得鋼球中中心距為為30或32，螺螺桿與螺螺母的螺螺距為10或或9.5525，螺桿桿外徑。由機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)手冊(cè)滾滾動(dòng)螺旋旋傳動(dòng)的的公稱直直徑，螺螺距=110；根據(jù)常常用外循循環(huán)滾動(dòng)動(dòng)螺旋副副的尺寸寸系列及及其承載載能力，得得螺紋升升角。螺桿螺旋滾滾道的內(nèi)內(nèi)徑,外徑,以及螺螺母的尺尺寸（見(jiàn)見(jiàn)圖2-3）,在確定定鋼球中中心距后后可由下下式確定定:(2.3)式中

30、,鋼球球中心距距，；轉(zhuǎn)向搖臂軸軸上的力力矩如下下：在實(shí)際中常常取轉(zhuǎn)向向傳動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)的力力傳動(dòng)比比計(jì)算轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向搖臂臂軸上的的力矩(3.9)式中,轉(zhuǎn)向向傳動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)的效效率，一一般取00.8550.9；轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)的力力傳動(dòng)比比為(3.100)齒扇的嚙合合半徑計(jì)計(jì)算如下下：由循環(huán)球式式轉(zhuǎn)向系系的結(jié)構(gòu)構(gòu)關(guān)系可可知：當(dāng)當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角角時(shí)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向螺母母及其齒齒條的移移動(dòng)量應(yīng)應(yīng)為(3.111)式中，螺桿或或螺母的的螺距,。這時(shí)，齒扇扇轉(zhuǎn)過(guò)角角。設(shè)齒齒扇的嚙嚙合半徑徑為，則則角所對(duì)對(duì)應(yīng)的嚙嚙合圓弧弧長(zhǎng)應(yīng)等等于，即即(3.122)且循環(huán)球轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器角角傳動(dòng)比比為(3.133)由式(3-11)、(3-12)、(3-

31、13)可求得得循環(huán)球球式轉(zhuǎn)向向器齒扇扇的嚙合合半徑為為齒扇的嚙合合半徑332.55(3.14)綜上取3.2螺桿桿在彎扭扭聯(lián)合作作用下的的強(qiáng)度計(jì)計(jì)算螺桿處于復(fù)復(fù)雜的應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)態(tài)在其危危險(xiǎn)斷面面上作用用著彎矩矩和扭矩矩，其彎彎矩和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩分別別為(3.155)(3.166)式中，齒條、齒齒扇嚙合合節(jié)點(diǎn)至至螺桿中中心的距距離，；螺桿兩兩支承軸軸承間的的距離，；嚙合角角，；鋼球中中心距，；螺線導(dǎo)導(dǎo)程角，；滾動(dòng)摩摩擦系數(shù)數(shù)，=00.000800.0110；鋼球與與滾道的的接觸角角,。則這時(shí)，螺桿桿的當(dāng)量量應(yīng)力9為為(3.177)式中，螺桿桿按其內(nèi)內(nèi)徑計(jì)算算的橫斷斷面積、彎彎曲截面面系數(shù)和和扭轉(zhuǎn)截截面系數(shù)數(shù)

32、。許用應(yīng)應(yīng)力，NN；(3.188)螺材料料的屈服服極限，MPa。由于(3.19)(3.200)(3.211)得根據(jù)螺桿的的工作條條件，其其選用的的材料為為。具有很很高的滲滲氮性能能和力學(xué)學(xué)性能，良良好的耐耐熱性、高高的疲勞勞強(qiáng)度及及良好的的抗過(guò)熱熱性等特特性，因因此常應(yīng)應(yīng)用于制制造高疲疲勞強(qiáng)度度、高耐耐磨性，熱熱處理后后尺寸精精度、強(qiáng)強(qiáng)度較高高的各種種尺寸的的滲氮零零件，如如：氣缸缸套、底底蓋、活活塞螺栓栓、精密密磨床主主軸、搪搪桿、精精密絲桿桿和齒輪輪、蝸桿桿、高壓壓閥門、閥閥桿等。查機(jī)械設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)用用手冊(cè)零零件材料料的牌號(hào)號(hào)及力學(xué)學(xué)性能得得的屈服服極限MMPa，因因此取得所以，螺桿桿在彎扭扭

33、聯(lián)合作作用下滿滿足強(qiáng)度度條件。3.3本章章小結(jié)這一章重點(diǎn)點(diǎn)在于對(duì)對(duì)鋼球與與滾道間間的接觸觸應(yīng)力的的計(jì)算，通通過(guò)對(duì)螺螺桿在彎彎扭聯(lián)合合作用下下的強(qiáng)度度計(jì)算，從從而確定定螺桿工工作條件件。第4章轉(zhuǎn)向向橋設(shè)計(jì)計(jì)轉(zhuǎn)向橋是利利用轉(zhuǎn)向向節(jié)使車車輪偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一定的的角度以以實(shí)現(xiàn)汽汽車的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向，同同時(shí)還承承受和傳傳遞汽車車與車架架及車架架之間的的垂直載載荷、縱縱向力和和側(cè)向力力以及這這些力形形成的力力矩。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向橋通通常位于于汽車的的前部，因因此也常常稱為前前橋。各類汽車的的轉(zhuǎn)向橋橋結(jié)構(gòu)基基本相同同，主要要有前軸軸（梁）、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)、主主銷和輪輪轂(1)前軸軸：由中中碳鋼鍛鍛造，采采用抗彎彎性較好好的工字字形斷面面。

34、為了了提高抗抗扭強(qiáng)度度，接近近兩端略略呈方形形。前軸軸中部下下凹使發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)的的位置得得以降低低，進(jìn)而而降低汽汽車質(zhì)心心，擴(kuò)展展駕駛員員視野，減減小傳動(dòng)動(dòng)軸與變變速器輸輸出軸之之間的夾夾角。下下凹部分分的兩端端制有帶帶通孔的的加寬平平面，用用以安裝裝鋼板彈彈簧。前前軸兩端端向上翹翹起，各各有一個(gè)個(gè)呈拳形形的加粗粗部分，并并制有通通孔。(2)主銷銷：即插插入前軸軸的主銷銷孔內(nèi)。為為防止主主銷在孔孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，用帶帶有螺紋紋的楔形形銷將其其固定。(3)轉(zhuǎn)向向節(jié)：轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)上上的兩耳耳制有銷銷孔，銷銷孔套裝裝在主銷銷伸出的的兩端頭頭，使轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)連連同前輪輪可以繞繞主銷偏偏轉(zhuǎn)，實(shí)實(shí)現(xiàn)汽車車轉(zhuǎn)向。為為了限制制

35、前輪最最大偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角，在在前軸兩兩端還制制有最大大轉(zhuǎn)向角角限位凸凸塊(或安裝裝限位螺螺釘)。轉(zhuǎn)向節(jié)的兩兩個(gè)銷孔孔，要求求有較高高的同心心度，以以保證主主銷的安安裝精度度和轉(zhuǎn)向向靈活。為為了減少少磨損，在在銷孔內(nèi)內(nèi)壓入青青銅或尼尼龍襯套套。襯套套上開(kāi)有有潤(rùn)滑油油槽，由由安裝在在轉(zhuǎn)向節(jié)節(jié)上的油油嘴注入入潤(rùn)滑脂脂潤(rùn)滑。為為使轉(zhuǎn)向向靈活輕輕便，還還在轉(zhuǎn)向向節(jié)下耳耳的上方方與前軸軸之間裝裝有推力力軸承111；在在轉(zhuǎn)向節(jié)節(jié)上耳與與前軸之之間，裝裝有調(diào)整整墊片88，用以以調(diào)整軸軸向間隙隙。左轉(zhuǎn)向節(jié)的的上耳裝裝有與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)臂臂9制成一一體的凸凸緣，在在下耳上上裝有與與轉(zhuǎn)向節(jié)節(jié)下臂制制成一體體的凸緣緣。兩凸凸緣上

36、均均制有一一矩形鍵鍵與左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)上上、下耳耳處的鍵鍵槽相配配合，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)即即通過(guò)矩矩形鍵及及帶有鍵鍵形套的的雙頭螺螺栓與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)上上下臂連連接。(4)輪轂轂：輪轂轂通過(guò)內(nèi)內(nèi)外兩個(gè)個(gè)滾錐軸軸承套裝裝在轉(zhuǎn)向向節(jié)軸頸頸上。軸軸承的松松緊度可可以由調(diào)調(diào)整螺母母調(diào)整，調(diào)調(diào)好后的的輪轂應(yīng)應(yīng)能正、反反方向自自由轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)而無(wú)明明顯的擺擺動(dòng)。然然后用鎖鎖緊墊圈圈鎖緊。在在鎖緊墊墊圈外端端還裝有有止推墊墊圈和鎖鎖緊螺母母，擰緊緊后應(yīng)把把止推墊墊圈彎曲曲包住鎖鎖緊螺母母或用開(kāi)開(kāi)口銷鎖鎖住，以以防自行行松動(dòng)。輪轂外端裝裝有沖壓壓的金屬屬端蓋，防防止泥水水或塵土土浸入。輪輪轂內(nèi)側(cè)側(cè)裝有油油封 (有的油油封裝在在轉(zhuǎn)向節(jié)節(jié)軸

37、頸的的根部)，有的的還裝有有擋油盤(pán)盤(pán)。一旦旦油封失失效，則則外面的的擋油盤(pán)盤(pán)仍可防防止?jié)櫥M(jìn)入入制動(dòng)器器內(nèi)。4.1結(jié)構(gòu)構(gòu)參數(shù)選選擇EQ10440型汽汽車總布布置整車車參數(shù)如如表4-1表4-1 EQ110400型汽車車總布置置整車參參數(shù)4.2轉(zhuǎn)向向橋結(jié)構(gòu)構(gòu)形式本前橋采用用非斷開(kāi)開(kāi)式轉(zhuǎn)向向橋4.3選擇擇前橋結(jié)結(jié)構(gòu)型式式及參數(shù)數(shù)（1）前軸軸結(jié)構(gòu)形形式：工工字形斷斷面加叉叉形轉(zhuǎn)向向節(jié)主銷銷固定在在前軸兩兩端的拳拳部里。（2）轉(zhuǎn)向向節(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)型式：整體鍛鍛造式。（3）主銷銷結(jié)構(gòu)型型式:圓柱實(shí)實(shí)心主銷銷。（4）轉(zhuǎn)向向節(jié)止推推軸承結(jié)結(jié)構(gòu)形式式：止推推滾柱軸軸承。（5）主銷銷軸承結(jié)結(jié)構(gòu)形式式：滾針針軸承（6

38、）輪轂轂軸承結(jié)結(jié)構(gòu)形式式：?jiǎn)瘟辛邢蛐那蚯蜉S承4.4本章章小結(jié)本章敘述了了轉(zhuǎn)向橋橋的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式，對(duì)對(duì)其結(jié)構(gòu)構(gòu)參數(shù)進(jìn)進(jìn)行分析析，結(jié)構(gòu)構(gòu)參數(shù)的的選擇。確確定了前前橋梁的的結(jié)構(gòu)形形式為“工”字形式式的梁。從從而確定定了前輪輪的定位位角。第5章轉(zhuǎn)向向橋強(qiáng)度度計(jì)算5.1前軸軸強(qiáng)度計(jì)計(jì)算5.1.11前軸受受力簡(jiǎn)圖圖如圖所示：圖5-1汽汽車向左左側(cè)滑時(shí)時(shí)前軸受受力圖5.1.22前軸載載荷計(jì)算算）緊急制制動(dòng)工汽車緊急急制動(dòng)時(shí)時(shí)，縱向向力制動(dòng)動(dòng)力達(dá)到到最大值值，因質(zhì)質(zhì)量重新新分配，而而使前軸軸上的垂垂直載荷荷增大，對(duì)對(duì)后輪接接地點(diǎn)取取矩得取路面附著著糸數(shù)=0.7制動(dòng)時(shí)前軸軸軸載千千質(zhì)量重重新分配配分配糸糸數(shù)m11

39、=1.63垂直反作用用力：ZZ1l= Z1rr=1668911.6NN橫向反作用用力：XX1l=XX1r= =1118244.1NN）側(cè)滑汽車側(cè)滑時(shí)時(shí)，因橫橫向力的的作用，汽汽車前橋橋左右車車輪上的的垂直載載荷發(fā)生生轉(zhuǎn)移。（1）確定定側(cè)向滑滑移附著著糸數(shù)：在側(cè)滑的臨臨界狀態(tài)態(tài)，橫向向反作用用力等于于離心力力F離，并達(dá)達(dá)到最大大值F離=,Ymaax=GG1,為保證不不橫向翻翻車，須須使V滑V翻，則有有：，所所以，得到到=0.7477，取=00.655（2）對(duì)車車輪接地地點(diǎn)取矩矩垂直反作用用力：Z=1993600.5NNZ=13446.55N橫向反作用用力：Y1l=1125884.33NY1r=8

40、875.2N）越過(guò)不不平路面面汽國(guó)越過(guò)不不平路面面時(shí)，因因路面不不平引起起垂直動(dòng)動(dòng)載荷，至至使垂直直反作用用力達(dá)到到最大值值取動(dòng)載荷糸糸數(shù)=22.5N載荷計(jì)算結(jié)結(jié)果列表表，如下下表5-1：5.2彎矩矩及扭矩矩計(jì)算選擇下述述四個(gè)部部位計(jì)版版式其斷斷面的彎彎矩、扭扭矩-斷面面位于鋼鋼板彈簧簧座內(nèi)側(cè)側(cè)，屬于于前軸中中部最弱弱部位。此此斷面內(nèi)內(nèi)彎矩最最大（鋼鋼板彈簧簧座可視視為梁的的固定端端），故故兩鋼板板彈簧之之間這段段梁可不不考慮受受扭）-斷面面位于鋼鋼板彈簧簧座外側(cè)側(cè)附近，此此斷面內(nèi)內(nèi)就彎矩矩最大，而而扭矩最最小-斷面面處的彎彎矩，扭扭矩均較較大-斷面面位于梁梁端，此此斷面內(nèi)內(nèi)扭矩最最大，而而彎

41、矩最最小各斷面的計(jì)計(jì)算參數(shù)數(shù)見(jiàn)表5-22表5-2 斷面面的計(jì)算算參數(shù)表5-2-1各斷斷面彎扭扭矩計(jì)算算各斷面彎彎扭矩計(jì)計(jì)算見(jiàn)圖圖5-22-1）緊急制制動(dòng)垂直面內(nèi)彎彎矩 M=Z1li水平面內(nèi)彎彎矩 M=Xli上式中Lii對(duì)應(yīng)與與-、-、-、-斷面分分別帶入入L1、L2、L3、L4鋼板彈簧外外側(cè)扭矩矩 Mnn=X上式中hii對(duì)應(yīng)與與-、-、-、-斷面分分別帶入入h1、h2、h3、0。）側(cè)滑左側(cè)各斷面面垂直面面內(nèi)彎矩矩=Z1ll-Y1ll(rr-hii) 上式中Lii,hii帶入值值與緊急急制動(dòng)時(shí)時(shí)一致）越過(guò)不不平路面面垂直面內(nèi)彎彎矩 M=Z1Li式中Li帶帶入與上上面計(jì)算算中一致致彎扭矩計(jì)算算結(jié)果

42、如如下表表5-3 彎扭扭矩計(jì)算算結(jié)果(4)斷面面糸數(shù)計(jì)計(jì)算A工工字形斷斷面前軸軸斷面簡(jiǎn)圖本汽車前軸軸簡(jiǎn)化為為換算斷斷面形狀狀后如圖圖5-44所示圖5-4前前軸簡(jiǎn)化化圖b)計(jì)算斷斷面糸數(shù)數(shù)i)-斷面如圖5-44所示垂直面內(nèi)內(nèi)抗彎斷斷面糸數(shù)數(shù)=370003.448N.mm水平面內(nèi)內(nèi)抗彎斷斷面糸數(shù)數(shù)）斷面換算斷面簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖如圖圖5-55圖5-5IIIIII斷面面計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖垂直面內(nèi)抗抗彎斷面面系數(shù)-斷斷面為上上，下翼翼緣不等等長(zhǎng)的工工字形斷斷面。計(jì)計(jì)算其垂垂直面內(nèi)內(nèi)抗彎斷斷面系數(shù)數(shù)的關(guān)系系是確定定出形心心軸坐標(biāo)標(biāo)。形心軸Xcc-Xcc的坐標(biāo)標(biāo)：=30.7796該斷面對(duì)形形心軸的的慣性矩矩：上翼面的抗抗彎斷

43、面面系數(shù)：下翼面的抗抗彎斷面面系數(shù)：水平面內(nèi)內(nèi)抗彎斷斷面系數(shù)數(shù)：iii) -斷面 IIII-IIII斷面計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖圖如圖55-6圖5-6 IIII-IIII斷面計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖圖1）垂直面面內(nèi)，水水平面內(nèi)內(nèi)的抗彎彎斷面系系數(shù)：2）抗扭斷斷面系數(shù)數(shù)：iv) -斷面1）垂直面面內(nèi)，水水平面內(nèi)內(nèi)抗彎斷斷面系數(shù)數(shù)：2）抗扭斷斷面系數(shù)數(shù)：v) 各斷斷面尺寸寸參數(shù)見(jiàn)見(jiàn)表5-7：表5-7 各斷斷面尺寸寸參數(shù)vi)斷面面系數(shù)計(jì)計(jì)算結(jié)果果如下表表表5-8 斷面面系數(shù)計(jì)計(jì)算結(jié)果果（5）應(yīng)力力計(jì)算a)計(jì)算公公式i)汽車緊緊急制動(dòng)動(dòng)時(shí)垂直面內(nèi)彎彎曲應(yīng)力力水平面內(nèi)彎彎曲應(yīng)力力合成應(yīng)力扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：在矩形長(zhǎng)邊邊中點(diǎn)上上的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)應(yīng)力

44、在矩形短邊邊中點(diǎn)上上的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)應(yīng)力工字形斷面面中所產(chǎn)產(chǎn)生的最最大應(yīng)力力和最大大扭轉(zhuǎn)應(yīng)應(yīng)力是作作用在梁梁斷面上上的不同同點(diǎn)處。對(duì)對(duì)于上翼翼面長(zhǎng)邊邊中點(diǎn)，其其相當(dāng)應(yīng)應(yīng)力：ii)汽車車側(cè)滑時(shí)時(shí)垂直面彎曲曲應(yīng)力iii)汽汽車越過(guò)過(guò)不平路路面時(shí)垂直面彎曲曲應(yīng)力應(yīng)力值計(jì)算算結(jié)果列列表：55-9 （6）EQQ10440 前前軸材料料的許用用應(yīng)力材料：300Cr 調(diào)質(zhì)硬硬度： HBB24112881 ：80009337許用應(yīng)力：表5-9 應(yīng)力力值計(jì)算算結(jié)果5.3本章章小結(jié)本章主要是是對(duì)轉(zhuǎn)向向橋強(qiáng)度度計(jì)算，對(duì)對(duì)緊急制制動(dòng)，側(cè)側(cè)滑，越越過(guò)不平平路面進(jìn)進(jìn)行分析析，從而而進(jìn)行前前周載荷荷計(jì)算。以以及在上上述三種種情況下

45、下，對(duì)彎彎矩及扭扭矩的計(jì)計(jì)算。剖剖析前梁梁的內(nèi)部部結(jié)構(gòu)，對(duì)對(duì)斷面在在各種情情況下進(jìn)進(jìn)行計(jì)算算分析。第6章轉(zhuǎn)向向節(jié)強(qiáng)度度計(jì)算6.1截面面系數(shù)計(jì)計(jì)算取輪轂內(nèi)軸軸承根部部處指軸軸為計(jì)算算斷面作用力、按表1-1取值值。6.2彎矩矩計(jì)算彎矩在三種種條件下下進(jìn)行計(jì)計(jì)算： AA緊急制制動(dòng)時(shí) BB側(cè)滑時(shí)時(shí) CC超越不不平路面面時(shí)計(jì)算用參數(shù)數(shù)EQ110400，6.3應(yīng)力力計(jì)算A）緊急制制動(dòng)時(shí)B）側(cè)滑時(shí)時(shí)C）超越不不平路面面時(shí)彎矩、應(yīng)力力計(jì)算結(jié)結(jié)果見(jiàn)列表6-1表6-1 彎矩矩、應(yīng)力力計(jì)算結(jié)結(jié)果6.4轉(zhuǎn)向向節(jié)的材材料、許許用應(yīng)力力及強(qiáng)度度校核材料EQ110400 40GGr許用應(yīng)力查查YB66-711：6.5本章章

46、小結(jié)本章對(duì)截面面系數(shù)計(jì)計(jì)算，彎彎矩計(jì)算算，應(yīng)力力計(jì)算，確確定了轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)強(qiáng)強(qiáng)度，材材料及許許用應(yīng)力力。第7章主銷銷強(qiáng)度計(jì)計(jì)算7.1主銷銷作用力力計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖圖7-1主主銷作用用力計(jì)算算簡(jiǎn)圖主銷受力見(jiàn)見(jiàn)計(jì)算參參數(shù)表7-22表7-2 主銷銷受力參參數(shù)7.2計(jì)算算載荷計(jì)算時(shí)，忽忽略主銷銷傾角的的影響，并并假定力力的作用用點(diǎn)位于于主銷襯襯套中點(diǎn)點(diǎn)。 A）、按表1取值 B）汽汽車緊急急制動(dòng)時(shí)時(shí)力在主銷的的支承反反力和。主銷受到和和u的作用用，力uu由下式式求得：力在主銷的的兩個(gè)支支承上反反作用力力和力u在主銷銷的兩個(gè)個(gè)支承上上反作用用力和由制動(dòng)力矩矩的作用用，在主主銷的兩兩個(gè)支撐撐上產(chǎn)生生反作用用力和C)汽

47、車側(cè)側(cè)滑時(shí)左主銷上支支承的反反作用力力左主銷下支支承的反反作用力力右主銷上支支承的反反作用力力右主銷下支支承的反反作用力力D）汽車越越過(guò)不平平路面時(shí)時(shí)動(dòng)載荷在主主銷上、下下支承上上產(chǎn)生的的作用反反力和。7.3彎矩矩計(jì)算在緊急制動(dòng)動(dòng)和側(cè)滑滑時(shí)，主主銷下支支承的反反作用力力為最大大，在越越過(guò)不平平路面時(shí)時(shí)，因主主銷下端端的作用用力臂大大于上端端，所以以只需要要計(jì)算主主銷下支支承處的的彎矩（圖圖15）汽車緊急制制動(dòng)時(shí)=181667866.999N.mmm汽車側(cè)滑時(shí)時(shí)=124885255.044N.mmm汽車越過(guò)不不平路面面時(shí)=26500.722N.mmm（5）抗彎彎斷面系系數(shù)、剪剪切面積積和主銷銷襯

48、套擠擠壓面積積的計(jì)算算A)主銷抗抗彎斷面面系數(shù)：=26550.772mmm3B)主銷剪剪切面積積：=7066.866mm22C)主銷襯襯套擠壓壓面積：=12000mmm2D:主銷外外徑，dd：主銷銷內(nèi)徑7.4應(yīng)力力計(jì)算分別計(jì)算各各工況下下的彎曲曲應(yīng)力、剪剪切應(yīng)力力、擠壓壓應(yīng)力如如下表表7-3 彎曲應(yīng)應(yīng)力、剪剪切應(yīng)力力、擠壓壓應(yīng)力計(jì)計(jì)算結(jié)果果表7-2主主銷受力力7.5 主主銷材料料及許用用應(yīng)力EQ10440:許用應(yīng)力按力作靜載載荷計(jì)算算時(shí)，7.6本章章小結(jié)本章通過(guò)對(duì)對(duì)主銷作作用力簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖分析析，計(jì)算算其載荷荷彎矩計(jì)計(jì)算，應(yīng)應(yīng)力計(jì)算算。確定定了主銷銷的強(qiáng)度度。對(duì)強(qiáng)強(qiáng)度分析析，最終終確定了了制造其其材

49、料?？煽梢猿惺苁茏畲笤S許用應(yīng)力力。結(jié)論經(jīng)過(guò)了一段段時(shí)間的的設(shè)計(jì)工工作，在在對(duì)于EEQ10040輕輕卡為例例進(jìn)行研研究分析析計(jì)算可可以得出出以下結(jié)結(jié)論：（1）以EEQ10040輕輕型載貨貨汽車為為例，進(jìn)進(jìn)行循環(huán)環(huán)球式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器總總成及主主要零部部件設(shè)計(jì)計(jì)，并進(jìn)進(jìn)行了相相關(guān)校核核工作。（2）采用用兩級(jí)傳傳動(dòng)副，螺螺桿、鋼鋼球、螺螺母?jìng)鲃?dòng)動(dòng)副以及及齒扇、螺螺母?jìng)鲃?dòng)動(dòng)副完成成了循環(huán)環(huán)球式動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向向器機(jī)械械傳動(dòng)部部分的設(shè)設(shè)計(jì)，其其機(jī)械傳傳動(dòng)比為為20.42。（3）隨著著工作時(shí)時(shí)間的增增長(zhǎng)，齒齒條（螺螺母）和和齒扇的的磨損也也變得嚴(yán)嚴(yán)重，為為保證齒齒條（螺螺母）與與齒扇的的嚙合間間隙不至至過(guò)大，需需要安裝裝間隙調(diào)調(diào)整裝置置。設(shè)計(jì)計(jì)中采用用齒向可可變齒厚厚的齒扇扇，利用用間隙調(diào)調(diào)整螺釘釘實(shí)現(xiàn)齒齒條（螺螺母）、齒齒扇嚙合合間隙的的調(diào)整。轉(zhuǎn)向橋是利利用轉(zhuǎn)向向節(jié)使車車輪偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)一定的的角度以以實(shí)現(xiàn)汽汽車的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向，同同時(shí)還承承受和傳傳遞汽車車與車架架及車架架之間的的垂直載載荷、縱縱向力和和側(cè)向力力以及這這些力形形成的力力矩。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向橋通通常位于于汽車的的前部，因因此也常常稱為前前橋。在轉(zhuǎn)向器結(jié)結(jié)構(gòu)形式式的選擇擇上，通通過(guò)對(duì)車車型的選選取與技技術(shù)參數(shù)數(shù)的分析析確定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系載載荷及各各零件主主要結(jié)構(gòu)構(gòu)參數(shù)。循循環(huán)球轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器強(qiáng)強(qiáng)度計(jì)算算上，重重點(diǎn)在與與對(duì)鋼球球與