汽车转向桥桥设计说明书

汽车转向桥设计说明书任务书要求：（ 1）了解汽车转向桥的结构，功能（ 2）进行汽车转向桥的受力分析（ 3）总体方案设计（ 4）画出转向节的零件图（ 5）画出转向桥的总装图一、 概述转向桥是利用转向节使车轮偏转一定的角度以实现汽车的转向， 同时还承受和传递汽车与车架及车架之间的垂直载荷、 纵向力和侧向力以及这些力形成的力矩。转向桥通常位于汽车的前部，因此也常称为前桥。各类汽车的转向桥结构基本相同，主要有前轴（梁） 、转向节、主销和轮毂（1）前轴：由中碳钢锻造，采用抗弯性较好的工字形断面。为了提高抗扭强度，接近两端略呈方形。 前轴中部下凹使发动机的位置得以降低， 进而降低汽车质心， 扩展驾驶员视野，减小传动轴与变速器输出轴之间的夹角。 下凹部分的两端制有带通孔的加宽平面， 用以安装钢板弹簧。前轴两端向上翘起，各有一个呈拳形的加粗部分，并制有通孔。（2）主销：即插入前轴的主销孔内。为防止主销在孔内转动，用带有螺纹的楔形销将其固定。（3）转向节：转向节上的两耳制有销孔，销孔套装在主销伸出的两端头，使转向节连同前轮可以绕主销偏转， 实现汽车转向。 为了限制前轮最大偏转角， 在前轴两端还制有最大转向角限位凸块（或安装限位螺钉） 。转向节的两个销孔，要求有较高的同心度，以保证主销的安装精度和转向灵活。为了减少磨损， 在销孔内压入青铜或尼龙衬套。 衬套上开有润滑油槽， 由安装在转向节上的油嘴注入润滑脂润滑。为使转向灵活轻便，还在转向节下耳的上方与前轴之间装有推力轴承11；在转向节上耳与前轴之间，装有调整垫片8，用以调整轴向间隙。精选文档左转向节的上耳装有与转向节臂9 制成一体的凸缘，在下耳上装有与转向节下臂制成一体的凸缘。 两凸缘上均制有一矩形键与左转向节上、 下耳处的键槽相配合， 转向节即通过矩形键及带有键形套的双头螺栓与转向节上下臂连接。（4）轮毂：轮毂通过内外两个滚锥轴承套装在转向节轴颈上。轴承的松紧度可以由调整螺母调整，调好后的轮毂应能正、反方向自由转动而无明显的摆动。然后用锁紧垫圈锁紧。在锁紧垫圈外端还装有止推垫圈和锁紧螺母， 拧紧后应把止推垫圈弯曲包住锁紧螺母或用开口销锁住，以防自行松动。轮毂外端装有冲压的金属端盖， 防止泥水或尘土浸入。 轮毂内侧装有油封（有的油封装在转向节轴颈的根部），有的还装有挡油盘。一旦油封失效，则外面的挡油盘仍可防止润滑脂进入制动器内。本文设计的是JY1061A 型采用前置后轮驱动的载货汽车转向桥，因此该转向桥为从动桥。从动桥的功用：从动桥也称非驱动桥，又称从动车轴。它通过悬架与车架（或承载式车身）相联，两端安装从动车轮，用以承受和传递车轮与车架之间的力（垂直力、纵向力、横向力）和力矩。并保证转向轮作正确的转向运动1、设计要求：（ 1）保证有足够的强度：以保证可靠的承受车轮与车架之间的作用力。（ 2）保证有足够的刚度：以使车轮定位参数不变。（ 3）保证转向轮有正确的定位角度：以使转向轮运动稳定，操纵轻便并减轻轮胎的磨损。（ 4）转向桥的质量应尽可能小：以减少非簧上质量，提高汽车行驶平顺性。通过对 CJ1061A 型前桥的设计，可以加深我们的设计思想，即：（ 1 ） 处理好设计的先进性和生产的可能性之间的关系；(2) 协调好产品的继承性和产品的“三化”之间的关系。2、结构参数选择JY1061A型汽车总布置整车参数见表1:表1汽车总质量Ga (N)前轴轴载质量G1 (N)汽车质心至前轴中民线距离L1(mm)汽车质心至后轴中心线距离L2(mm)轴距L(mm)汽车质心高度hg(mm)前钢板弹簧座中心距B (mm)58359207272133117533081060780主销中心距B，(mm)前轮距B1(mm)车轮滚动半径r(mm)主销内倾角3主销后倾角？前轮外倾角a刖轮刖束(mm)1415158448082.5122.1、 转向桥结构形式本前桥采用非断开式转向桥2.2、 选择前桥结构型式及参数(1)前轴结构形式：工字形断面加叉形转向节主销固定在前轴两端的拳部里。(2)转向节结构型式：整体锻造式。(3)主销结构型式：圆柱实心主销。(4)转向节止推轴承结构形式：止推滚柱轴承。(5)主销轴承结构形式：滚针轴承(6)轮毂轴承结构形式：单列向心球轴承2.3、 前轮定位角本型前轮定位角选择见表1二、转向桥强度计算1、前轴强度计算1.1、 前轴受力简图如图1所示：图1汽车向左侧滑时前轴受力图1.2、 前轴载荷计算i)紧急制动工汽车紧急制动时，纵向力制动力达到最大值，因质量重新分配，而使前轴上的垂直载荷增大，对后轮接地点取矩得取路面附着系数 80.7制动时前轴轴载千质量重新分配分配系数hg . 0.7 1060 ,m1=1 = 1 =1.63L21175垂直反作用力： Z1尸Z 1r= -m 16320727=16891.6N横向反作用力：X11=X1k mGg11824.1Nii)侧滑汽车侧滑时，因横向力的作用，汽车前桥左右车轮上的垂直载荷发生转移。(1)确定侧向滑移附着系数：在侧滑的临界状态，横向反作用力等于离心力 ,GW2F离，并达到取大值 F离=，丫max=G 1gR、一，gRBiBi.，为保证不横向翻车，须使V滑V翻，则有：JgRP，所以 ，得到,2hg2hg IV-IV断面分别带入 hi、h2、h3、0。ii）侧滑左侧各断面垂直面内弯矩M 1=Z ii-Yii（rr-hi）上式中Li,hi带入值与紧急制动时一致iii）越过不平路面垂直面内弯矩 M=ZiLi式中Li带入与上面计算中一致弯扭矩计算结果如下表4紧 急 制 动M6790423533774628208972331041M 4753288373641619746251631726Mn4150259419755652735495675568侧滑Mi33658321650492-2379394-3368715越不平路M10405268817926543225863571958(4)断面系数计算a)断面简图本汽车前轴简化为换算断面形状后如图3所示前轴简化图图3b)计算断面系数A工字形断面前轴i) I -1断面如图3所示垂直面内抗弯断面系数72 613 60空=37003.48N.mm6 61水平面内抗弯断面系数Wiiii2t1B3 h3t6B2 12.5 723 36 123 21744 N .mm6 72ii) n -n 断面换算断面简图如图 49P图4 II II断面计算简图垂直面内抗弯断面系数n-n断面为上，下翼缘不等长的工字形断面。计算其垂直面内抗弯断面系数的关 系是确定出形心轴坐标。形心轴Xc-Xc的坐标：V2FiyiFi_ Bt1*1/2t1 bt2(H 1/2t2) (B B1)*h(t1 h/2)-Bt1 bt2 (B B1)h=30.796y2 H Vi68 30.79637.204h2 y t2 37,204 12.5 24.704 hi h h2 43 24.704 18.296 该断面对形心轴的惯性矩：13333Jxc 3(By1 Bm by2 bh ) 4 1708769mm上翼面的抗弯断面系数:W上Jcyi170876930.79655486.72mm3卜翼面的抗弯断面系数: JxcW下-xcy2170876937.204_ _ _345929.72 mm水平面内抗弯断面系数:1 _ 333W(B3tl b3t2 t3h)6B27822.98mm3抗扭断面系数由经验公式得136.14H h、 _ _ . _ _ .68 43.C1 2B 1.26( 2 ) 2 75 1.26 (一-)H hC2 H 1.67() 1.76(B b)68 4368 1.6721.76 (75 43)103.445精选文档92 58275 427533H h 331C1(H-)3 C2(B b)3Wn23B b68 43 331 136.14()3 103.445(75 33)33753362935.97mm3iii）出-出断面如图5 III-III断面计算简图1）垂直面内，水平面内的抗弯断面系数:W3IW33343333b/6H (H h) (5215 ) 18913.52mm6 52,2_2b433(H h) (52 15) 11402.2 mm662）抗扭断面系数:1.29h 52b 430.1710.21633Wnb 0.216 4317173.512iv) IV -IV断面1)垂直面内，水平面内抗弯断面系数： bH 2 43 5223W419378.7mm662- 2_“b H 43 523W4 16024.7 mm662)抗扭断面系数： 333Wnb 0.263 4320910.34mmv)各断面尺寸参数见表 5:单位：mmJY1061I - In -nm-mW-IVB7292B16050ti12.512.5b72584343bi6016t212.512.5t1242h364315H61685252vi)断面系数计算结果列表见表6表6单位：N.mmI -In-nm-mIV-IVW37003.4834347.21418913.5219378.7W2174427822.9711402.216024.7Wn62935.5717173.51220910.34(5)应力计算a计算公式M WM Wi)汽车紧急制动时垂直面内弯曲应力水平面内弯曲应力合成应力扭转应力:在矩形长边中点上的扭转应力max在矩形短边中点上的扭转应力MnWnmax工字形断面中所产生的最大应力和最大扭转应力是作用在梁断面上的不同点处。对于上 翼面长边中点，其相当应力:M WM Wii）汽车侧滑时垂直面弯曲应力iii）汽车越过不平路面时垂直面弯曲应力b）应力值计算结果列表:表 7单位：108 N / mm2I -In -nm-mIV-IV紧急制动183.508155.406149.147120.289218.602134.293173.179101.826max66.696307.075271.424d402.110300.300357.270496.140侧滑90.96040.053-125.804-173.836越不平路281.197238.135228.545184.324（6） JY1061前轴材料的许用应力2、材料：30Cr 倜质硬度 ：HB241281b(N /mm ) ： 800 937许用应力：合 s (0.6 0.7) bs 0.72、转向节强度计算作用力Zii、X11、Yi按表1-1取值2.1、 截面系数计算取轮毂内轴承根部处指轴为计算断面453328941.642.2、弯矩计算A紧急制动时C1 Z12X；20.16902.872 2 118302 2 825303.22B侧滑时19379.2220 12596.49 480精选文档565832.60C超越不平路面时M 制Z1 C125908.75 20518175计算用参数JY1061d145 ,C1d2302.3、 应力计算A）紧急制动时82530.228941.64.B)侧滑时56588732.60” 632.858941.64C)超越不平路面时518175 57.9518941.64弯矩、应力计算结果列表见表8表8功况M紧急制动825303.22155.8侧滑-5658732.69-63285超越/、平路51817557.9512.4、 转向节的材料、许用应力及强度校核材料 JY1061 40Gr2许用应力s 查 YB6-71 ： b 980N/mm5 (0.65 0.75) b3、主销强度计算5.1、 主销作用力计算简图如图6如图6主销作用力计算简图主销受力计算参数见表9表9参数车行abcefl1inrDhHJY1061677020497360B1 B2165B1B24803037405.2、 计算载荷计算时，忽略主销倾角的影响，并假定力的作用点位于主销衬套中点。A) Z1、X1、丫按表1取值B)汽车紧急制动时力乙在主销的支承反力 和S。16902.871584 1415SiSi67 7010425.5N主销受到X1和u的作用，力u由下式求得:l84 5u X111832 6059.4l1165力X1在主销的两个支承上反作用力S2和S2S2X111832706045.55Na b67 70八a67S2X1 11832 5786.45Na b67 70力u在主销的两个支承上反作用力S3和S3S3- 6059.4 亚 3096.04Na b137S3b-6059.4-672963.36Na b137由制动力矩X1rr的作用，在主销的两个支撑上产生反作用力S4和S4匚480S4S4 X1一1183241455.18Na b137作用在主销下端的 合力(图14)S(S1S3 )2 (S2S4 )2.(10425.5 2963.36)2 (5786.45 41451.18)2 49102.27NC)汽车侧滑时左主销上支承的反作用力oY11 f Z1112596.5 360 19379.22 84.5S上a b13721147.42N左主销下支承的反作用力c Ye Z1ll12596.5 497 19379.22 84.5S 11- 33743.72Na b137右主销上支承的反作用力Yrf Z1JS 3133.35Na b右主销下支承的反作用力YireZ ir l一S 下 4009 .41 Na bD）汽车越过不平路面时动载荷在主销上、下支承上产生的作用反力S1和。SiSi乙- 15980.21Na b5.3、 弯矩计算在紧急制动和侧滑时，主销下支承的反作用力为最大，在越过不平路面时，因主销下端的作用力臂大于上端，所以只需要计算主销下支承处的弯矩（图15)国司TJ.dvrg寸转向胡装配图dwg 因汽主转向标液鱼圉,jpg2017/9/18 11:132017/Q/18 U心2017/9/18AutoCAD 圉形AutoCAD 圉形JPEG圄住89 KB107 K870 KB吧军转向蟒格设计说理书H亡2017/9/18 11:12Microsoft Office.487 KBA）汽车紧急制动时M S h=1816786.99N.mmB）汽车侧滑时MS下 h =1248525.04N.mmC）汽车越过不平路面时MS1h =2650.72N.mm（5）抗弯断面系数、剪切面积和主销衬套挤压面积的计算A）主销抗弯断面系数D 3d 4W （1 ）=2650.72mm332D4B）主销剪切面积F （D2 d2） =706.86mm24D）主销衬套挤压面积F D H =1200mm2D:主销外径，d：主销内径5.4、 力计算分别计算个工况下的弯曲应力、剪切应力、挤压应力见表10。表10弯曲应力剪切应力挤压应力紧急制动时MWSFScF侧滑时MWS下S下cF越过/、平路面时MWS1FS1 c F公式编号676869载荷、弯矩、应力计算结果列表见表11: 88详细D=W=G图=纸：三二1爸爸五四0六3231885406|电艇S更辑资科男19岁 总7月日（公历）巨鳖座 属虎& L b S T 2由*函：揶子掬与第D蓬的空间全套资料低拾10快起主销受力Mc紧急制动S49102.271216783.99685.7469.540.920表11主销受力单位：N M单位：mm2 其余量单位：N / mm2侧滑S上24602s下38676越过不平路面S15980.21591267.77223.0622.6113.323.5、主销材料及许用应力JY1061：4522许用应力833N/mm2 83.3N/mm2c c 49.0N/mm2按力Xi G1作静载荷计算时，c 15N/mm22参考文献：1、汽车设计刘惟信2001.7清华大学出版社2、汽车车桥设计刘惟信2004.4清华大学出版社3、CA1080,NJ130,BJ130前桥总成图，零件图。4、汽车设计郭学讯，邓亚东 2005.8人民交通出版社5、汽车设计吉林工业大学出版社王望予2004.5机械工业出版社6、汽车构造吉林大学汽车工程系陈家瑞2006.5人民交通出版社此文档可自行编辑修改，如有侵权请告知删除，感谢您的支持，我们会努力把 内容做得更好