KD1060型货车设计（转向及前桥设计）【3张CAD图纸+外文翻译+毕业论文】
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KD1060型货车设计（转向及前桥设计）论文.doc
前桥总装配图.dwg
外文翻译--转向系统.docx
转向器装配图.dwg
转向系总成.dwg
KD1060型货车设计（转向及前桥设计）
摘 要
汽车在行驶过程中，需要经常改变行驶方向，这就需要有一套能够按照司机意志来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，它将司机转动方向盘的动作转变为车轮的偏转动作，这就是所谓的转向系统。转向性能是保证车辆安全，减轻驾驶员劳动强度和提高作业效率的重要因素。由于转向系统是汽车的重要组成部分，它直接与汽车的行驶稳定性有重要的关系，与前悬架和车轮关系亦十分密切，故转向系统的设计也是整车设计中的关键一环。本设计为KD1060型载货汽车的转向系统设计，转向系统设计内容主要包括转向系统形式的选择、转向器的选择、转向梯形的选择及其布置。
在本次设计中采用了机械式转向系统，机械式转向系统的特点是重量轻,结构紧凑,布置方便,维修容易,操纵轻便,稳定性好,成本低廉，不易出现直线行驶时的蛇形现象。机械式转向系统还具有维修方便，容易安装调整的优点。转向系统的转向器选用的是整体式循环球转向器, 整体式循环球转向器的特点是可以将传递力矩机构之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦,这就使得转向传动效率提高,使用寿命增长,传动比可以改变,转向工作平稳可靠。转向传动机构选用整体式梯形,这样有利于保证KD1060型汽车在车轮转动时作无滑动的纯滚动运动,并且机构简单, 容易调整前轮前束。
在说明书的计算部分，对转向器和转向梯形主要参数选择进行了计算。此外，还校核了主要零件的强度。
关键词：转向系统,机械转向,前桥,转向器
KD1060 GOODS VEHICLE DESIGN
(STEERING SYSTEM AND THE FRONT AXLE)
ABSTRACT
The automobiles often need to change the direction in driving, then a particular set of device which can change or recover the automobile’s running route according to the driver’s will is needed.
The device changing the action that the driver turns to move the steering wheel to the action of deflection of carriage wheels is called as steering system. The function of changing direction is to guarantee the vehicle’s safety, relieve the intension of labor and raise working efficiency. The steering system is important component of an automobile. It plays an important role on the driving stability of the automobile. And it also has close relationship with the front suspension and wheel tire components, so the design of the steering system is a key link in designing automobile.
The aim of this project is to design the steering system for KD1060 goods vehicle. The main job of designing steering system includes determining the kind of steering system, steering gear and the steering trapezoid and figure out how to fix them.
Manual steering system is adopted in this project. Manual steering system’s features are: weight light, tightly packed structure, convenient arrangements, easy manipulation, stabile quality, low cost. And the s form phenomenon seldom emerges in straightaway traveling.
It has other advantages: convenient maintenance. Integral circulating ball steering gears is working as steering gear in this design of medium freight steering system. Integral circulating ball steering gears can change slide friction between devices of carry-over momentums into rolling friction. This feature is propitious to better transfer motion efficiency; prolong application life, change transmission ratio and better degree of reliability of steering. Integrality trapezoid is adopted as Steering drive linkage, to guarantee automobile’s front wheel exercise of pure rolling without sliding. The structure is simple. And it is easy to adjust the toe-in.
The calculation section of this paper is mainly concerning about steering trapezoid and steering gear .In addition, the life of the main components are also calculated in this section.
KEY WORDS: The steering system, Manual steering, Front axle, Steering device
目录
前言...........................................1
第一章概述.....................................2
第二章从动桥的方案确定.........................4
第三章转向系的方案确定..........................6
§3.1 转向系整体方案确定........................6
§3.2 转向系结构形式及选择......................6
§3.3 循环球式转向器结构及选择..................7
第四章从动桥的设计计算.........................8
§4.1从动桥主要零件尺寸的确定..................8
§4.2 从动桥主要零件工作应力的计算..............8
§4.3 在最大侧向力(侧滑)工况下的前梁应力计算...10
§4.4 转向节在制动和侧滑工况下的应力计算.......11
§4.5 主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力.13
§4.6转向节推力轴承的计算...............15
第五章转向系统的设计计算................17
§5.1 转向系主要性能参数..................17
§5.2 主要参数的确定......................18
§5.3 转向梯形的选择设计.....................20
§5.4 循环球式转向器的设计..................21
§5.5 转向系主要性能参数确定..................24
§5.6 转向系其他元件的选择及材料的确定.........25
第六章转向系主要零件的强度计算..............26
§6.1 计算载荷的确定.......................26
§6.2 主要零件的强度计算..................26
第七章 结论...........................28
参考文献...........................29
致谢..........................................30
前言
在目前金融危机的大环境下，伴随着汽车行业的发展，轻型货运汽车在国民生产中扮演着更重要的角色。
轻型载货汽车各个领域得到了广泛应用，对于它的设计是依据以往理论知识及实践经验，在满足其功用的前提下来进行的。转向系统是用来保持或改变汽车行驶方向的机构，它在整体设计中亦有其重要地位，对转向时车轮正确运动和汽车的安全行驶有重大影响，这就要求其工作可靠、操纵轻便。
在目前的设计和使用方面，转向系统由机械式和动力式两类，由于动力式转向系统能减轻驾驶员的负担，而且操作方便，所以到广泛使用。机械式转向系统由于造价低廉，而且能够满足轻型货车等一大部分汽车的转向需要，固也得到了广泛的使用。机械式转向系由操纵机构、转向器和转向传动机构组成，其重点是转向器和传动机构的设计。现今国内轻型汽车多才用整体式循环球式转向器，整体式后置梯形。
本毕业设计说明书，主要讲述了前桥和转向系统的选择设计和方案分析。对前桥和转向系统的分类和工作原理进行了深入的对比和分析，选出最优方案来进行设计；对于转向系统的重要组成部分转向器和转向传动机构进行分析设计，选择合适的机构和零件。
第一章 概述
从动桥通过悬架与车架相联，两侧安装着从动车轮，用以在车架与车轮之间传递铅垂力、纵向力和横向力。从动桥还要承受和传递制动力矩。
根据从动车轮能否转向，从动桥分为转向桥与非转向桥。一般汽车多以前桥为转向桥。为提高操纵稳定性和机动性，有些轿车采用全四轮转向。多轴汽车除前轮转向外，根据对机动性的要求，有时采用两根以上的转向桥直至全轮转向。
一般载货汽车采用前置发动机后桥驱动的布置形式，故其前桥为转向从动桥。轿车多采用前置发动机前桥驱动，越野汽车均为全轮驱动，故它们的前桥既是转向桥又是驱动桥，称为转向驱动桥。
从动桥按与其匹配的悬架结构的不同，也可分为非断开式与断开式两种。与非独立悬架相匹配的非断开式从动桥是一根支承于左、右从动车轮上的刚性整体横梁，当又是转向桥时，则其两端经转向主销与转向节相联。断开式从动桥与独立悬架相匹配。
为了保持汽车直线行驶的稳定性、转向轻便性及汽车转向后使前轮具有自动回正的性能，转向桥的主销在汽车的纵向和横向平而内都有一定倾角。在纵向平面内，主销上部向后倾斜一个角，称为主销后倾角。在横向平面内，主销上部向内倾斜一个β角，称为主销内倾角。还有车轮外倾角及前束。
在汽车的设计、制造、装配调整和使用中必须注意防止可能引起的转向车轮的摆振，它是指汽车行驶时转向轮绕主销不断摆动的现象，它将破坏汽车的正常行驶。转向车轮的摆振有自激振动与受迫振动两种类型。前者是由于轮胎侧向变形中的迟滞特性的影响，使系统在一个振动周期中路面作用于轮胎的力对系统作正功，即外界对系统输入能量。如果后者的值大于系统内阻尼消耗的能量，则系统将作增幅振动直至能量达到动平衡状态。这时系统将在某一振幅下持续振动，形成摆振。其振动频率大致接近系统的固有频率而与车轮转速并不一致，且会在较宽的车速范围内发生。通常在低速行驶时发生的摆振往往属于自摄振动型。当转向车轮及转向系统受到周期性扰动的激励，例如车轮失衡、端面跳动、轮胎的几何和机械特性不均匀以及运动学上的干涉等，在车轮转动下都会构成周期性的扰动。在扰动力周期性的持续作用下，便会发生受迫振动。当扰动的激励频率与系统的固有频率一致时便发生共振。其特点是转向轮摆振频率与车轮转速一致，而且一般都有明显的共振车速，共振范围较窄(3～5km/h)。通常在高速行驶时发生的摆振往往属于受迫振动型。
转向轮摆振的发生原因及影响因素复杂，既有结构设计的原因和制造方面的因素．如车轮失衡、轮胎的机械特性、系统的刚度与阻尼、转向轮的定位角以及陀螺效应的强弱等；又有装配调整方面的影响，如前桥转向系统各个环节间的间隙(影响系统的刚度)和摩擦系数(影响阻尼)等。合理地选择这些有关参数、优化它们之间的匹配，精心地制造和装配调整，就能有效地控制前轮摆振的发生。在设计中提高转向器总成与转向拉杆系统的刚度及悬架的纵向刚度，提高轮胎的侧向刚度，在转向拉杆系中设置横向减震器以增加阻尼等，都是控制前轮摆振发生的一些有效措施。第七章 结论
通过对前桥及转向的设计，我得出结论，此设计满足设计要求。第二章列出了前桥的设计方案，第三章列出了转向系的设计方案，第四章主要对前桥的主要零件进行了强度校核，经校核满足要求。第五章主要对转向系的方案进行了论证，并详细计算了循环球式转向器的各个参数，这说明也是可行的。故此设计我比较满意，真诚接受各评委老师的批评指教！
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致 谢
毕业设计的完成首先要感谢老师，老师在繁忙的工作中为我们的毕业设计提供了大量资料，并在设计过程中对我们进行了耐心的开导，给我们提了好多中肯的建议和方法。再次对老师表示衷心的感谢！
其次感谢做毕业设计的各位同学，他们可谓是我的良师益友，许多问题我们在互相探讨中共同成长，三人行，必有我师，每个人都有自己的长处和优点。还有本系的领导，系办，车辆研究所，车辆实验室老师的关心和支持！在此一并表示感谢！