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农用车转向桥总成的设计【机械类毕业-含CAD图纸】,机械类毕业-含CAD图纸,农用车,转向,总成,设计,机械类,毕业,cad,图纸

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译文题目： Automotive safety systems and technology research and analysis 汽车安全系统技术研究与分析 外文原文Automotive safety systems and technology research and analysisOneAutomobile active security technology 1. ABS braking system Ant-lock Braking System (Braking System, lock do by ABS computers as ABS), hydraulic device, the wheel speed sensors, brake hydraulic pipeline and electrical wiring etc. Their structures are shown below. ABS tasseled for the car in various driving conditions braking performance and brake safety particularly important, especially is emergency braking, can make full use of the peak between tire and road surface adhesion properties, improve performance and reduce automobile fight sideslip braking distance, give full play to the braking performance, but also increase the automobile braking process control. So as to reduce the possibility of car accidents. No installation ABS car, if the driving force trample brake pedal, wheel will rapidly lower speed, and finally wheels stop turning, but body because of inertia remains forward sliding. This phenomenon was at the wheel and pavement occur between larger slip, appear this kind of situation, the car tires of automobile lateral spreads almost disappear, so poor force will appear the following phenomena: (1) Steering stability fall: the steering wheel is ineffective, vehicle tail manipulation of curl, serious when vehicle circles or appear folding phenomenon; (2) Handling fall: manipulate the steering wheel and short of steering requirements; (3) Braking distance extended: more than general braking distance. So, we can imagine to have installed ABS system of the car safety is very important. 2the ASR drive torque control system ABS are used to prevent car braking process wheel lock, will wheel sliding rate control in ideal range, so as to shorten the braking distance, improve automobile braking direction stability and steering control, so as to improve the safety of the car. Along with the increase of vehicle performance requirements, not only in braking process required to prevent wheel lock, and asked the driver to prevent drive roller skating turn in the process, making cars in the direction stability, driving process steering control ability and acceleration performance, so are improved by the car drive torque steering system ASR (Accelerations Regulation) Slip. ASR is the perfect complement and ABS ASR, but most alone is set with ABS combined together, commonly used ABS/ASR says, called antiskid control system. ASR is mainly used to prevent car in the beginning, accelerate the wheels, guarantee slip in the car accelerated rate and improve the stability in bad pavement drive attached conditions. It makes no difference speed in the car lock ice roads and muddy road started and to improve its capacity, also can prevent high in speed by turning cars gliding pavement and rear lateral spreads phenomenon. Anyhow, prevent the wheel because ASR slip, can maximize the engine driving moment of cars had enough, ensure the longitudinal force, lateral force and manipulation of power, make cars in starting, steering and accelerate the process, in gliding and muddy road, in a mountain area downhill process can steadily driving, guarantees the safety, reducing tire wear and fuel consumption, and improves the car driving capability. 3VDC system ABS/ASR system successfully solves the brake and the car when driven direction stability problem, but cannot solve the vehicle steering stability problem driving direction. For example when steering road, inevitably by lateral and longitudinal force, only local surface can provide full lateral and longitudinal force, the pilot can control vehicles. If the ground adhesion ability lower lateral, will damage cars driving ability predetermined direction. Rainy days cars driving, often high-speed steering lateral sliding out, it is the ground because of insufficient lateral adhesion ability. To resolve the issue, and developed countries automobile industry recently in ABS/ASR system on the basis of the development of dynamic Control system (into car Dynamics Control, the abbreviation VDC Vehicle). The system of the car brake, driving, suspension, steering, engine and so on various main assembly control system in function, structure organic ground comprehensive together, can make cars in all kinds of bad working conditions, such as ice road pavement, commuting, river bend pavement and took evasive action moving line, braking and acceleration and the downhill for different conditions, such as bearing, different type pressure and different levels of type wear all have good direction stability, to show the best driving performance. VDC applications, in braking, acceleration and steering aspects of drivers fully released request, is the car of active safety driving a new milestone. VDC of steering control system is mainly by driving for each wheel brake control and engine power output control to realize. For example, if the car turn left front wheel for steering the inadequate capacity tend to slip out of the corner, VDC system can measure imminent, just know lateral spreads left rear brake adopt appropriate measures. If at the same corner, because rear wheel tend to slip out of favor of lateral overmuch, VDC system is proper braking to front-right wheel failure, maintain the stability of the vehicle driving. In extreme cases, VDC system can also take reduce engine to reduce the power output, and to reduce the speed of the demand side adhesion ability to maintain the stability of the vehicle driving. Adopt VDC system, automobile in folio pavement or corner of pavement braking distance still can further reduce. 4 CCS cars cruise control system Auto cruise Control System (Cruiser Control System, abbreviation for CCS) is can make automobile work in engine favorable speed range, reduce drivers driving manipulate labor intensity, improve the driving comfort the automatic driving device. Car cruising system (CCS) role is required by the driver: after a normally-closed switch, no speed on the accelerator pedal can automatically keep the speed, make the vehicle with the fixed speed. Using this device, when on the highway after a long time, the driver driving not have to control the accelerator pedal, reduce fatigue, while reducing unnecessary speed change, can reduce save fuel. Auto cruise control system is the earliest development of the automotive electronic control system. This system USES another speed sensor, will speed signal input engine control microcomputer, by microcomputer control vacuum system work. This system can make use of the server, speed control switch lever and brake pedal on vacuum lift switches etc, its function and basic system the same. In this system, electronic control device can accord change of driving resistance, automatic regulation engine throttle Angle, make the speed constant. Such not only reduce unnecessary speed change, which saves fuel, also reduced the drivers burden. The electronic cruise control system which is shown in figure 2. Two. Automobile passive safety technology 1. Seat belt Car seat belt is a safety device, it can in car collision or sharp turn, make crew to keep its original position as possible without mobile and rotation, avoid collision with in-car hard parts caused damage. Seat belts and airbags, as modern cars are safety devices, but the long history of the former, popularize the scope. The seemingly simple seat belt actually not simple. Attention has been at the forefront of traffic safety, through the analysis of general motors after a car accident found: seat belt not only makes people protect the lives, can be in more than half of the accident to reduce or even eliminate drivers, motorists are the chance of injury. Car collision or unexpected emergency braking force generated great inertia, will allow the driver and passenger and car windscreen, steering wheel, seat, collision happened objects such as secondary to drive is caused extremely easily crew serious damage, even drive occupant seats or threw the apex, seat belts can will ride in the seat. Bondage personnel When has the accident, which can effectively prevent the collision, and its buffer role can absorbs a great deal of kinetic energy, reduce rides personnel extent of the injuries. Fasten your seat belt airbags play our role is also an important condition. Because the airbag to maximize role for the ride in the impact of the physical location, sitting instant action have extremely strict and the requirements. Otherwise, the airbag started strong instantaneous wallops to head are fragile site, may cause serious damage, especially for children, this damage can be fatal. Even the most ordinary three belts, try a can timely in crash that lived rides the bundle, ensure the upper part of a ride in the airbag fully extended range, make the airbag most effectively play efficacy. Accordingly, must not because the car is equipped with airbags and feel carefree seat belt fastened, only to reduce or eliminate the traffic accident happen. 2. The airbag When the front collision happened strong, because inertia, who rides the body forward fast moving, then seat belts and will try to pull rides on person the body, absorb some of the impact energy, while the airbag with the eyepiece trend inflatable and completely open; Then the rides the upper body will sink to airbags, gas also began from the vent air uniform escaping, and absorbed most of the impact energy; Subsequently, the ride back seat and return to the body. Above the whole process is almost always happens in a flash, who rides the completely in passive situation, in this case, the passive rely on auxiliary occupant protection system is the only option. Airbags development design is based on the protection on seat belt Co., LTD; they cooperate with each other to ride the play the auxiliary protective effect. Seat belt usage in under the condition of the crew, balloon help reduce chest, head and facial injuries in the seriousness of the collision. When car collision happened before, the first is the car to stop motion, car under the action of inertial force crews to go forward with the original speed still sport. Not wearing a seatbelt crews will and steering dish, front windscreen together, so it can be severely hurt; Wearing a seatbelt as car stop the crew can stop moving forward movement and gradually. If collision violent, crew forward movement of the seat belts, even faster in the complete stop before motion, still and in-car things together. If this fashion in steering the disk or within the popup balloon inflated dash, it can protect the occupant reduce the possibility of car together with things, more uniform dispersion head, chest, absorb the impact energy of movement, thus crew has added effect of seat belts. In addition to seat belts and airbags outside car passive safety technology includes car bumper, automobile safety glass, security body, occupant head and neck protection system (WHIPS), etc. These vehicles to improve the safety performance has very important contribution.中文译文汽车安全系统技术研究分析一、汽车主动安全技术1ABS防抱死制动系统防抱死制动系统(Anti-lock Braking System,简称ABS)由ABS电脑、液压装置、车轮转速传感器、制动液压管路及电器配线等组成。ABS系统对于汽车在各种行驶条件下的制动性能及制动安全尤为重要，特是紧急制动，能够充分利用轮胎和路面之间的峰值附着性能，提高汽车抗侧滑性能并缩短制动距离，充分发挥制动效能，同时增加了汽车制动过程中的可控性。从而减少了汽车事故发生的可能性。 没有安装ABS的汽车，如果在行驶中用力踩踏制动踏板，车轮会急速降低转速，最后车轮停止转动，但车身由于惯性依然保持向前滑动。这种现象在车轮与路面之间发生较大的“滑移”，出现这种状况时，汽车轮胎对路面的侧滑摩差力几乎消失，于是会出现下述现象：（1）转向稳定性下降：方向盘操纵不灵，车辆尾部上翘，严重时车辆打转或出现折叠现象；（2）操纵性下降：操纵方向盘而达不到转向要求；（3）制动距离延长：超过一般的制动距离。所以，可想而知有无装设ABS系统对汽车行驶的安全性是非常重要的。2ASR驱动防滑控制系统ABS用于防止汽车制动过程中车轮抱死，将车轮的滑移率控制在理想的范围内，以缩短制动距离，提高汽车制动时方向稳定性和转向操纵性，从而提高汽车行驶的安全性。随着对汽车性能要求的提高，不仅要求在制动过程中防止车轮抱死，而且要求在驱动过程中防止驱动轮滑转，使汽车在驱动过程中的方向稳定性、转向控制能力和加速性能都得到提高，因此采用了汽车驱动防滑转向系统ASR（Accelerations Slip Regulation）。ASR是ABS的完善和补充，ASR可单独设置，但大多数是与ABS组合一起，常用ABS/ASR表示，称为防滑控制系统。ASR主要用来防止汽车在起步、加速时车轮的滑转，保证汽车在加速过程中的稳定性并改善在不良路面上的驱动附着条件。它可以使无差速锁的汽车在冰雪路面和泥泞道路上起步并改善其通行能力，还可以防止在车速较高并通过滑溜路面又转弯时汽车后部的侧滑现象。总之，ASR由于防止了车轮的滑转，便可最大限度地利用发动机的驱动力矩，保证汽车有足够的纵向力、侧向力和操纵力，使汽车在起动、转向和加速过程中，在滑溜和泥泞路面上、在山区上下坡过程中都能稳定地行驶，既保证了行车安全，减少轮胎磨损和燃油消耗，又改善了汽车的驱动性能。3VDC系统 ABS/ASR系统成功地解决了汽车在制动和驱动时的方向稳定性问题，但不能解决汽车转向行驶的方向稳定性问题。例如当汽车转向行驶时，不可避免地受到侧向和纵向力的作用，只有当地面能够提供充分的侧向和纵向力时，驾驶员才能控制住车辆。如果地面侧向附着能力比较低，就会损害汽车按预定方向行驶的能力。雨天汽车高速转向行驶时，常常侧向滑出,就是地面侧向附着能力不足的缘故。为解决此问题，最近汽车工业发达国家又在 ABS/ASR系统的基础上发展成汽车动态控制系统（Vehicle Dynamics Control，简称VDC）。这个系统把汽车的制动、驱动、悬架、转向、发动机等各主要总成的控制系统在功能上、结构上有机地综合在一起，可使汽车在各种恶劣工况下，如冰雪路面上、对开路面上、弯道路面上以及采取规避动作移线、制动、加速和下坡等工况时，对不同承载、不同轮胎气压和不同程度的轮胎磨损都有良好的方向稳定性，表现出最佳的行驶性能。VDC的应用，在制动、加速和转向方面完全解脱对驾驶员的要求，是汽车的主动安全行驶方面的一个新的里程碑。VDC系统对转向行驶的控制主要是借助于对各个车轮的制动控制和发动机功率输出控制来实现的。例如汽车左转弯时，若前轮因转向能力不足而趋于滑出弯道，VDC系统即可测知侧滑即将发生，就采取适当制动左后轮的办法。若在同一弯道上，因后轮趋于侧向滑出而转向过多，VDC系统即采取适当制动右前轮的办法，维持车辆的稳定行驶。在极端情况下，VDC系统还可采取降低发动机功率输出的办法降低行驶车速，减少对地面侧向附着能力的需求来维持车辆的稳定行驶。采用VDC系统后，汽车在对开路面上或弯道路面上的制动距离还可进一步缩短。4. CCS汽车巡航控制系统汽车巡航控制系统（Cruised Control System,缩写为CCS）就是可使汽车工作在发动机有利的转速范围内，减轻驾驶员的驾驶操纵劳动强度，提高行驶舒适性的汽车自动行驶装置。汽车巡航系统（CCS）的作用是：按司机所要求的速度闭合开关后，不用踩油门踏板就可以自动地保持车速，使车辆以固定的速度行驶。采用了这种装置，当在高速公路上长时间行车后，司机就不用再去控制油门踏板，减轻了疲劳，同时减少了不必要的车速变化，可以减省燃料。汽车巡航控制系统是最早开发的汽车电子控制系统之一。这种系统使用另外的车速传感器，将车速信号输入发动机控制微机，由微机控制真空系统工作。这种系统也要使用伺服器、车速控制开关杆和制动踏板上的真空解除开关等，其功能和基本系统相同。在这个系统中，电子控制装置可根据行驶阻力的变化，自动调节发动机油门开度，使行驶车速保持恒定。这样既减少了不必要的车速变化，从而节省了燃料，同时也减轻了驾驶员的负担。电子巡航控制系统的方框图如图2所示。 二、汽车被动安全技术1安全带汽车安全带是一种安全装置，它能在汽车发生碰撞或急拐弯时，使乘员尽可能保持原有的位置而不移动和转动，避免与车内坚硬部件发生碰撞而造成伤害。安全带与安全气囊一样，都是现代轿车上的安全装置，但是前者的历史悠久，普及范围广。看似简简单单的安全带其实并不“简单”。一直处在关注行车安全最前沿的通用汽车公司，通过分析大量意外事故后发现：汽车安全带不但能使人保住性命，更能在超过半数的事故中减低甚至消除驾车者、乘车者受伤的机会。汽车发生碰撞或遇到意外紧急制动时产生的巨大惯性作用力，会使驾驶员、乘客与车内的方向盘、挡风玻璃、座椅靠背等物体发生二次碰撞，极易造成对驾乘员的严重伤害，甚至将驾乘员抛离座位或抛出车外，而安全带能将驾乘人员束缚在座位上。发生意外时，它能有效防止二次碰撞，并且其缓冲作用能吸收大量动能，减轻驾乘人员的伤害程度。系好安全带也是安全气囊发挥作用的一个重要条件。因为安全气囊要发挥最大作用，对于驾乘者在撞击瞬间的身体位置、坐姿以及动作有着极为严格的要求。否则，安全气囊展开时强大的瞬间冲击力对于头部等较为脆弱的部位，可能造成严重的伤害，尤其对于儿童，这种伤害可能是致命的。即便是最普通的三点试安全带，在撞车瞬间也可及时束住驾乘者的上半身，确保驾乘者处于安全气囊完全展开的范围内，使安全气囊最有效地发挥功效。因此，千万不要因为车中配备了安全气囊而感到高枕无忧，只有系好了安全带才能减轻或消除车祸的发生。2安全气囊当汽车前部发生强烈的碰撞时，由于惯性，驾乘者的身体向前快速移动，这时安全带便会尽力“拉住”驾乘者的身体，吸收部分冲击能量，同时安全气囊以“迅雷不及掩耳之势”充气并完全打开；接着驾乘者的身体上部便沉向安全气囊，气体也开始从气囊的排气口匀速逸出，并吸收了大部分冲击能量；随后，驾乘者身体向后并回到座椅上。以上整个过程几乎都是发生在一瞬间的，驾乘者完全处于被动的局面，在这种情况下，被动的依靠辅助乘员保护系统是唯一的选择。安全气囊的开发设计就是基于安全带有限的保护作用之上的，它们互相配合发挥对驾乘者的辅助保护作用。在乘员使用安全带的情况下，气囊有助于减轻胸、头和面部在碰撞时受伤的严重性。当汽车发生前碰撞时，首先是汽车要停止运动，车内乘员的惯性力作用下仍以原速度继续向前运动。不系安全带的乘员将会与转向盘、前挡风玻璃相碰，因而可能受到严重伤害；系安全带的乘员可以随着汽车停止运动而逐渐停止向前运动。如果碰撞剧烈，乘员向前运动更快，即使系了安全带，在完全停止运动前，仍会与车内物相碰。如果此时装在转向盘或仪表板内的气囊充气弹出，它就可以保护乘员减少其与车内物相碰的可能性，更均匀的分散头、胸的碰撞力，吸收乘员的运动能量，从而起到补充安全带效果的作用。除了安全带和安全气囊外汽车被动安全技术还包括汽车保险杠、汽车安全玻璃、安全车身、乘员头颈保护系统（WHIPS）等。这些对提高汽车行驶的安全性能。目 录摘 要IIIAbstractIV1 绪 论12 转向桥的概述22.1转向桥的定义22.2转向桥的安装形式22.3转向桥的结构22.4转向桥的组成32.5转向桥的影响因素43 转向桥的设计计算53.1转向桥主要零件尺寸的确定53.2非断开式转向从动桥的前梁应力计算63.2.1前梁在制动工况下的应力计算63.2.2前梁在侧滑工况下的应力计算93.3转向节在制动工况和侧滑工况下的应力计算123.3.1转向节在制动工况下的应力计算133.3.2转向节在侧滑工况下的应力计算133.4 主销和转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算143.4.1主销和转向节衬套在制动工况下的应力计算143.4.2主销和转向节衬套在侧滑工况下的应力计算163.5转向节推力轴承和止推垫片的计算173.5.1推力轴承的计算173.5.2止推垫片的计算184 轮胎的选取194.1 轮胎的基本要求194.2 轮胎的分类194.3 轮胎的特点与选用204.4 轮胎的花纹205 转向桥的定位参数225.1主销后倾角225.2主销内倾角225.3车轮外倾角235.4前轮前束236 结论24参考文献25致 谢26IV农用车转向桥总成的设计摘 要此次论文对农用车转向桥进行了设计，转向桥是汽车主要的组成部分之一，它承担着支撑汽车和实现汽车转向的作用。该论文通过对转向桥主要零件尺寸的设计、前梁应力的计算、转向节和转向节主销、衬套、推力轴承的计算以及轮胎的选用来保证转向桥的性能，使汽车拥有良好的操纵稳定性、乘坐舒适性和通过性。由于如今汽车转向桥设计的不合理，转向桥有些地方强度不满足要求，有些地方又强度过剩。该论文通过对各零件在不同工况下应力、弯矩、扭矩的计算，重点解决现农用车转向桥强度设计的不合理性，在保证农用车转向桥能良好的适应各种工况的前提下实现经济化、轻量化，使农用车转向桥提高一个新的水平。关键词：农用车；汽车转向桥；工况；应力 Design and analysis of light truck steering bridgeAbstractThe paper designs on the farm vehicle steering axle ,which is a major part of car.It plays an important rule in support and steering of car.Thesis take such a sense of measure to make sure the car has stable-control comfort and through sex.It contains design of main The main steering axle part size.The calculate of tires to ensure the performance of the steering axle, it making the car has good handling stability, and comfort through sex.The design of steering axle today has flaw.Part of strength does not meet the requirements while part surpasses .The paper focuses on solving the problem steering axle strength design by calculating stress bending moment,torque in different conditions of stress.Ensuring good agricultural vehicle steering axle can adapt to various conditions of the premise under the realization of economic, lightweight, making agricultural vehicles steering axle raise a new level.Key words: farm vehicle;automobile steering axle; working condition; stress1 绪 论汽车在发明之初至今已经有了翻天覆地的变化，相比国外的技术，国内对汽车的研究与开发还十分的落后，虽然我们也尝试着引进一些国内的技术，但是引进一项技术容易，要去掌握这项技术并灵活运用却并没有那么的容易，所以自主开发才是汽车发展的唯一出路。随着经济水平的提高，人们对生活的质量也十分的重视，拥有一辆车已经并没有像以前那样遥不可及。随着汽车人均保有量的上升，人们对汽车的性价比以及新技术也逐渐重视起来，汽车技术的改革已经刻不容缓。农用车在运输方面的能力也越来越得到重视，良好的通过性以及低的燃油消耗量是农用车的最大指标。然而现在汽车的设计并没有那么完美，许多地方仍出现一些设计上的问题，就比如在汽车转向桥方面，有些地方的强度不够而有些地方强度又过剩，造成一些不必要的浪费1。而这些问题影响到汽车的性能等一系列的问题。为了改善这些问题，本设计选用农用车转向桥作为设计对象，通过计算农用车转向桥的零件尺寸、在制动工况和侧滑工况下各零件的应力并校核，避免零件产生强度不足或者强度过剩的情况。转向桥是汽车众多组部件中不可缺少的一部分，它承担着支撑汽车，保证汽车安全行驶和汽车转向等作用。转向桥的好坏意味着汽车能不能拥有良好的通过性、操纵稳定性、乘坐舒适性以及行驶的安全性。本论文通过所给的一些必要的参数对转向桥进行合理的计算、应力的分析、零件和轮胎的选取，设计出合理的转向器总成。希望取得一个较好的结果，使农用车转向桥提到一个新水平。262 转向桥的概述2.1转向桥的定义转向桥是车桥的一个组成部分，车桥俗称车轴，两端装设轮胎，靠着悬架与车身或车架相连，用来传递车身、车架与轮胎之间各方向作用力及力矩。车桥分为转向桥，驱动桥，转向驱动桥和支持桥。2转向桥具有转向作用，一般转向桥位于汽车前部，也称前桥，可利用车桥中的转向节使车轮发生偏转。转向桥主要承受垂直载荷，纵向力和侧向力及产生的力矩3。其形式主要分为整体式和断开式两种。2.2转向桥的安装形式1）整体转向桥整体式转向桥主要由前梁，轮毂，转向节，主销，转向节臂等组成。整体式转向桥与非独立悬架匹配，是用来作为支撑在左右从动车轮上的整体横梁。当用来做转向桥时，其两端靠转向节和主销相连接4。2）断开式转向桥断开式转向桥与独立悬架相配置，能有效的减少非簧载质量，降低发动机质心高度，提高汽车行驶的平顺性和操纵稳定性，具有承载传力等作用，还能实现转向功能。主要由中臂，悬臂，主转向臂，转向节臂等组成。一般农用车采用整体式转向桥。2.3转向桥的结构前梁为前桥的主体零件，用钢材锻造，断面为工字型，以提高抗弯强度；接近两端略成方形，以提高抗扭强度。中端加入两处弹簧座，用来支撑弹簧板；前梁中部向下弯曲，使发动机位置下降，降低汽车质心，增加驾驶员的视野，提高行驶的安全性。为了使从动轴与变速器输出轴的夹角降低，前梁两端还加有两处加粗的地方，呈拳形，其中有通孔，主销插入此孔内，用螺纹的楔形锁销固定。5前梁两端的拳部通过主销与转向节相连，通过转向节，轮胎可以绕主销旋转一定的角度来实现汽车转向。转向节的销孔内装有青铜材质的衬套，用来防止偏转产生磨损，减少转向节的使用寿命，衬套上开有油槽并与上端开通，通过转向节上的油嘴加入润滑脂，实现润滑。为了使转向轻便，前梁拳部与转向桥下耳处装设推力轴承，并在拳部与转向节上耳中装设调整垫片，用来调整之间的间隙。转向节外端轴颈装有圆锥滚子支撑轮毂，轴承外端装有调整螺母用来调整轴承的松紧程度，轮毂外端用金属罩遮住，内侧并装有油封，如果漏油，外面的挡油盘便可以防止润滑油流入制动器。转向节靠近主销的地方有一个凸缘，呈方形，用来固定制动板。6图2.3.1转向桥的结构2.4转向桥的组成转向桥一般由前梁（由于汽车前桥为转向桥，因此其横梁常称前梁）、主销、转向节、转向横拉杆、转向梯形臂等组成。1）前梁前梁是转向桥中最主要的一个部分，必须要有足够的抗弯强度和抗扭强度，所以选择断面为工字型，一般选择中碳或中碳合金钢材锻造。2）转向节车轮的转向靠转向节来完成，转向节一般形状为叉形，上下两端有两个孔，用来安装主销，轴颈地方用来安装车轮。转向节上面的销孔中插入主销并与前梁两端的拳形相连，使前轮可以通过绕主销旋转来让汽车转向，转向节的销孔内装有青铜材质的衬套，用来防止偏转的产生磨损，减少转向节的使用寿命，衬套上开有右槽并与上端开通，通过转向节上的油嘴加入润滑脂，实现润滑。为了使转向轻便，前梁拳部与转向桥下耳处装设推力轴承，并在拳部与转向节上耳中装设调整垫片，用来调整之间的间隙7。3）主销销的种类有：圆锥销、内螺纹圆锥销、圆柱销、内螺纹圆柱销、开尾圆锥销、螺纹圆柱销、弹性圆柱销、带孔销、开口销等。销的常用材料为35或45钢。安全销的材料为35、45、50、T8A、T10A等，热处理后硬度为3036HRC。4）转向梯形臂用材料为40，45Cr等中碳或者中碳合金钢经锻造制成。5）转向横拉杆轿车的转向器横拉杆与前减震器固定在一起。转向横拉杆需要刚性好，强度好的材料，一般选择30钢或者45钢的无缝钢管。其两端的球形铰接作为单独组件，组装好后制成两端可以通过螺纹杆使横拉杆可以调节杆的长度，以便于前束的调节。球形铰接的球销与衬垫均的材料都用低碳合金钢制成。表面渗碳淬火，获得良好的硬度和耐磨性。62.5转向桥的影响因素汽车在行驶中，为了保证汽车的行驶稳定性，转向的轻便性以及转向后自动回正的能力，汽车的转向桥定义了四项参数：主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角以及前轮前束。主销后倾角是指在转向桥纵向平面内，主销上面部分向后倾斜的一个角度（角）。由于主销后倾，主销与地面相交的点在车轮接地点的之前，使车轮受到的阻力始终在轴线作用点之后，相当于车轮被主销拖着前进。这样可以保证汽车在行驶过程中行驶的稳定性。当汽车在转弯时，由于车轮在转弯时产生的阻力线达不到主销的轴线，转弯时所受到的阻力在主销轴线方向就会产生力矩，迫使车轮所受助力通过主销的轴线，实现车轮回正7。主销后倾角的大小影响汽车的方向稳定性，角度的大小与汽车的稳定性和回正能力成正比，但角度过大会使汽车在转向时转向沉重。一般不超过3，由前悬架在车架上的安装位置来保证。主销内倾角是指在转向桥横向平面内，主销上面部分向内倾斜的一个角度（角）。主销内倾角的大小可以保证汽车在行驶过程中的稳定性，还可以保证行驶过程中转向轻便，主销内倾角还可以减小主销和车轮到地面的交线的距离，这样就可以减小驾驶员在转向时施加在方向盘上的力，使转向轻便，同时也可以减少转向时车轮带给转向盘的冲击力，但主销内倾角也不宜过大，否则加速了轮胎的磨损。车轮外倾角是指车轮在安装的时候人为的把车轮向外倾斜的角度（角），即车轮在纵向垂直平面内与平面的夹角。作用是防止轮胎偏磨，减轻轮毂外轴承与轮毂螺母的负荷，与拱形路面相适应，提高车轮行驶时的安全性，角约为0.51.5,一般为1左右。前轮前束是通过两前轮中心水平面内，两前轮的前边缘与后边缘的差值，为了消除前轮外倾产生的轮胎磨损。一般约为35mm，其长度可以通过转向横拉杆来调节。83 转向桥的设计计算3.1转向桥主要零件尺寸的确定转向桥的前梁一般采用工字型断面钢材，因其锻造后具备足够的抗弯强度和抗扭强度。其垂直弯曲截面系数与水平弯曲截面系数可通过式（3-1）计算得到9 图3.1前梁工字形断面尺寸值 首先，通过式（3-2）提前选取前梁在板簧座处的弯曲截面系数 根据表3.1中某轻型货车的初始参数：前轮轮距B=1285mm；汽车总质量为2510kg，汽车在满载时，前梁所受到的质量约为汽车总质量的30%35%左右 ，这里取前梁簧上质量为总质量的30%，约为m=251030%=753kg，初步选取板簧座的中心距为s=600mm，可得出：根据式，求得：又根据式， 可得出： ，设计并画出前梁工字型断面的尺寸关系图（见图3.2）图3.2前梁工字型断面的尺寸关系图根据所计算的绘制简图，绘制计算简图时设主销内倾角，主销后倾角等定位参数为零，保证左右转向节的轴线与主销轴线保证在同一平面内，如图3.3所示。10图3.3 转向桥制动和侧滑工况下的受力分析图3.2非断开式转向从动桥的前梁应力计算3.2.1前梁在制动工况下的应力计算在制动的时候，由于前轮承受的制动力和垂向力都会传给前梁，前梁会受到转矩和弯矩的作用，在汽车紧急制动的情况下汽车的质量会向前转移，前轮就受到地面传来的垂直反力为： 式中： 因为，定 前轮在制动时所承受的制动力为： 取，求得:由前轮所受垂向力与制动力对前梁造成的垂直方向弯矩和水平方向的弯矩在两钢板弹簧座之间达到最大值 式中： 因为远小于，所以上式计算时可忽略不计；由于表3.1中给定了规定了轮胎的规格为6.00-14，则轮胎断面宽为625.4=152.4mm，轮辋直径为1425.4=355.6mm，若选用轮胎高宽比为60%，则轮胎断面高为152.460%=91.44mm，轮胎直径为91.442+355.6=538mm。此时取=269mm，制动力使得在主销孔至钢板弹簧座之间的前梁承受转矩： 图3.4 转向桥在制动时所受的转矩图在钢板弹簧座附近的危险断面处，前梁的弯曲应力和扭转应力（其单位均为MPa）分别为 式中： 。 式中： 。a=10mm ，根据式可得： 如图3.1，根据工字形截面的尺寸参数，可得：所以不符合条件。取a=15mm，所得出的前整体工字型断面的尺寸如图3.5所示：图3.5 前梁的工字形断面的尺寸关系图 根据图3.5，根据所设计的工字型尺寸参数可得：该前梁材料选用40Cr制造，硬度为240284HB又因为前梁所设定的许用应力值为，所以所求出的前梁应力在制动工况中符合要求。根据以上所求给定a取15mm则其它主要尺寸有：前梁的工字型断面高度选取，近似等于前梁拳部的高度，取，主销直径d0选取0.490=36mm，主销上、下滑动轴承的长度，即压入转向节上、下孔中的衬套的长度，均取54mm。113.2.2前梁在侧滑工况下的应力计算汽车在承受最大侧向力时，由于没有纵向力的作用，所以左、右前轮承受的地面垂向反力、和侧向反力、各不相等，前轮所受到的地面反力（单位均为N）分别为： 。式中“+”、“-”号的取舍：当、向右作用时取上面的符号；当、向左作用时取下面的符号。假设汽车向右侧滑。参考EQ140车型，取， 可求得： （3-14） 求侧滑时，左、右两边的钢板弹簧对前梁的垂向作用力（N）为 T1L=0.57539.87539.81（1170325）60014082.4NT1R=0.57539.87539.81（1170325）600-6703N当汽车处于侧滑状态下时，位于左、右前轮轮毂处的内、外轴承受到的径向支承力（单位为N）分别为 且通常情况下，内轴承要比外轴承距离车轮中心线更接近。因此，取a=17mm，b=50mm而左、右前轮轮毂处的内轴承对轮毂的径向支承力为和左、右前轮轮毂处的外轴承对轮毂的径向支承力为。11取则左车轮拳部的主销孔处所受的弯矩为，见-剖面处：左钢板弹簧座处所受的弯矩为：右钢板弹簧座处所受的弯矩为：右车轮拳部的主销孔处所受的弯矩为：式中： 图3.6 转向从动桥在侧滑工况下的弯矩图由上图3.6可见，发生在汽车侧滑方向一侧拳部的主销孔处，见-剖面处，前梁受到的最大弯矩为：主销抗弯截面系数为W：在转向节轴线跟主销轴线的交点处产生了最大弯矩，其抗弯截面系数为： 主销的许用应力为，可见满足强度要求。根据所算出的数据选定主销的材料选用20Cr，热处理选用表面渗碳淬火，硬度为HRC5763。103.3转向节在制动工况和侧滑工况下的应力计算转向节在制动和侧滑时，最危险的断面在剖面处，如图3.7所示。图3.7 主销、转向节及转向衬套的计算用图3.3.1转向节在制动工况下的应力计算转向节在制动时，在-断面处受到垂向弯矩和水平向弯矩，不承受在水平方向所带来的转矩。10在这种情况下转向节不会因为制动而传递制动力矩，该制动力矩由制动板直接传递，所以该力矩可以根据式(3-5)和式(3-6)计算出及，但是需要以代替该两式中的，即 该危险断面处的合成弯曲应力可以表示为： 取d1=60mm，所求得应力上式中许用应力最高值为500Mpa，所求出的数据符合标准根据所求的数据，转向节材料选用40Cr，由于外部较软，采用高频淬火使表面硬度在5663HRC，硬化深度满足1.52.1mm。轮轴根部圆角采用滚压的处理方法。103.3.2转向节在侧滑工况下的应力计算跟上式相同，侧滑时假设也向右侧滑。 当汽车突然在侧滑的不良状态下时，在危险断面-处，左边与右边的转向节都处于不同的应力下，可以分别按照下式求得： 在危险截面处，左右转向节的弯曲应力为： 代入数值：所以在汽车处于侧滑时，转向节能满足所需要的强度要求。3.4 主销和转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算当汽车突然遇到突发状况处于制动或者侧滑的情况时，处于转向节上的衬套上的中点，两点处，不管在侧向还是纵向平面间，在垂直于主销的方向上都有受到制动或者侧滑所带来的力。103.4.1主销和转向节衬套在制动工况下的应力计算地面对前轮垂直方向上的支承反力所引起的力矩，由位于侧向平面内的通过主销轴线并在转向节上、下衬套中点处垂直地作用于主销的力所形成的力偶矩所平衡，故有： 由位于纵向平面内的制动力矩作用于主销的力所形成的力偶矩所平衡，故有 代入数据：在主销上面承受的制动力，由转向节中衬套中点在主销上施加的力来平衡、所平衡（见图3-7（c），且有 带入公式，求得：当汽车遇到情况被迫处于制动工况时，转向横拉杆所受到的力为 ，计算得出：施加在侧向平面上的力，与轮轴中心线的垂直距离为，若是将受到力的店向主销的中心线平移与主销中线与轮轴的中心线交点处，那么就需要向主销施加一侧向力矩。10而这个力矩是在侧向平面内的，并且作用于主销的力偶矩为，故有 ，计算得出：侧滑时位于侧向平面的力都由前梁转向节衬套中点中主销上的力，所平衡，且有 ：见图6（b）可知，在转向节上衬套的中点作用在主销上的合力与转向节在下衬套的中点作用在主销上的合力分别为 代入，计算求得：通过以上两式可以看出，汽车在制动工况下，在转向节下衬套的中点处，主销受到了最大载荷，其值由式（3-34）计算所得到。其值为。113.4.2主销和转向节衬套在侧滑工况下的应力计算只有在侧向平面内起作用的力和力矩，且作用在左、右转向节主销的力是不相等的，它们可分别按下式求出： 代入，计算求得：由计算看出此时的数值最大， 。计算在前梁拳部下端面处主销的弯曲应力和剪切应力。12 ：主销许用应力为；许用剪切应力为。，满足强度要求。13主销的材料采用制造，采用渗碳淬火等热处理方式，硬度。转向节衬套的挤压公式为14 转向节衬套许用应力值为50Mpa，根据计算得出数据明显符合要求。在静载荷下，计算出的载荷为： 代入，计算求得：在静载荷下，衬套强度也满足要求。3.5转向节推力轴承和止推垫片的计算3.5.1推力轴承的计算对于转向节的推力轴承，、沿半径为的圆周行驶的工况作为计算工况。如果汽车向右转弯，那么它的前外轮即前左轮的地面垂直方向的反力会增大。15 40km/h=11.1m/s根据所得数据代入公式，求得：推力轴承所受到轴向载荷可以近似的看成上式中前轮对地面的垂向反力：轴承的选择按其静承载容量进行，且取当量静载荷为：16 取系数为0.4， 根据所求出的数据，使轴承在使用时能满足设计要求，通过翻阅止推轴承表格，可选用规格51208的推力球轴承，其静承载容量为。173.5.2止推垫片的计算当采用青铜材料的止推垫片代替转向节的推力轴承时，当汽车处于满载状况下时，该止推垫片的静载荷可取为：这时止推垫片的挤压应力为 。所求数据满足要求。4 轮胎的选取4.1 轮胎的基本要求车轮与轮胎是汽车的重要组成部分，汽车靠轮胎来支撑，轮胎承受汽车所带来的重量，专递车轴带给地面的力。驾驶员通过方向盘的控制来使汽车轮胎转向。轮胎的好坏会带给汽车一系列的影响，包括汽车通过性，动力性等。此外，在汽车行驶时，车轮连续滚动，轮胎在通过平坦以及颠簸的路面都会产生不同的反应。当轮胎在颠簸的路面行驶时，地面和汽车自身的重量都会使车胎压缩。压缩消耗的能量不会完全的被回收，从而导致车胎发热。这样会严重影响轮胎的内部橡胶组织，大大增加磨损使命降低。5所以轮胎需要满足下列基本要求：1）轮胎应选取良好的材料，保证足够的速度和负荷能力。 2）保证汽车在行驶过程中获得较小的滚动阻力，有良好的通过性。 3）行驶过程中的噪声尽可能的小。 4）所选材料要有良好的耐老化与耐磨损性能。 5）轮胎保证好的气密性和抗扎刺的性能。 6）成本低，轻量化，拆装方便的性能。44.2 轮胎的分类轮胎的种类有许多，按照用途可以分成：载货汽车轮胎和桥车轮胎。载货汽车轮胎又可以分成重型轮胎，中型轮胎，轻型轮胎。轮胎按照胎体可以分成：充气轮胎和实心轮胎。充气轮胎根据组成结构可以分成有内胎和无内胎两种。根据胎体帘线排列分为斜交轮胎，子午线轮胎，带束斜交轮胎。根据胎气压可以分成高压，低压和超低压轮胎5。轮胎按材料和用途的不同，如图4.1所示可分为：图4.1轮胎分类4.3 轮胎的特点与选用子午线轮胎：由于子午线轮胎帘布层排列方向与其断面一致，子午线轮胎强度可以利用的十分充分。所以轮胎表面的帘布结构可以比一般的轮胎少约40%，轮胎的胎体比较柔软。子午线轮胎帘线为辐射状，所以它的侧面很柔软，但因为他侧面有带束层，使轮胎外胎面刚度有所提升。由于子午线轮胎胎侧柔弱，在遇到侧向力时，子午线轮胎能良好应对。子午线轮胎的优点是：1）胎侧面柔软，接地力加强，附着性好，胎面滑移小。 2）由于表面有坚硬的带束层，使得在行驶过程中被刺穿的情况大大降低，寿命长。 3）轮胎表面的带束层少，轮胎侧面较薄，散热性好 4）胎面较软，弹性大，缓冲性能好。3普通斜交轮胎：帘布层与缓冲层的相交帘线与胎中心线所排列的角都小于90度的轮胎。轮胎的强度与帘布层的层数成正比，但弹性会降低。普通斜交轮胎的优点是： 1）轮胎在行驶过程中所产生的噪音较小。 2）轮胎外胎面的质地较软，相对于子午线轮胎价格较便宜。 有内胎充气轮胎：轮胎内胎是一个环形橡胶管，因此该轮胎有良好的弹性，并有良好的耐热性。 无内胎充气轮胎：轮胎没有内胎，将空气直接压入内胎，为了避免漏气，必须保证轮辋和轮胎优良好的密封性。 无内胎充气轮胎的有点： 1）当汽车行驶时轮胎被突然刺穿，压力不会马上下降，保证行驶的安全。 2）不存在内外胎之间的磨损，卡坏等问题。 3）可以直接通过轮辋来进行轮胎散热，工作时的温度较低，使用寿命长 4）结构简单4.4 轮胎的花纹轮胎的花纹有许多种类，对汽车的行驶性能影响也十分的大，现在汽车花纹主要分为普通花纹轮胎，混合花纹轮胎，越野花纹轮胎等。普通花纹轮胎：普通花纹轮胎的特点是它的花纹相对而言比较细和浅，接地时胎面对地面的接触较大，因而该轮胎具有良好的耐磨性和附着性。比较适用于硬的路面。越野花纹轮胎：特点是他的花纹较深且宽，在软的地面上能保证有良好的附着力，越野能力强，能在不平稳的路面上良好的行驶4。驱动轮胎的花纹的方向与行驶方向一致，能避免花纹被泥土填满。越野花纹轮胎不能在平坦的硬路面上行驶，会加速轮胎花纹的磨损。混合花纹轮胎：混合花纹轮胎结合了普通和越野型轮胎花纹。轮胎中部呈菱形，纵向呈烟斗型花纹，其