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压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985 毕 业 设 计（论 文） 设计(论文)题目： 轻型货车转向桥设计与分析 学生姓名：二级学院：班级：提交日期：压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985目 录摘 要IIIAbstractIV1 绪 论12转向桥的概述22.1转向桥的定义22.2转向桥的分类22.3转向桥的结构22.4转向桥的工作原理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工况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选取173.5.1推力轴承的选取173.5.2止推垫片的选取183.6 使用AutoCAD软件制图193.6.1 AutoCAD的基本功能193.6.2 AutoCAD的基本特点193.6.3 AutoCAD的快捷命令203.6.4 使用AutoCAD绘制的转向节图204 转向桥的定位参数204.1 主销后倾角214.2 主销内倾角224.3 前轮外倾角224.4 前轮前束225 总结24参考文献25致 谢26VI 摘要轻型货车转向桥设计与分析摘 要此次论文选用的是轻型货车的重要组成部分转向桥作为设计对象，以EQ140车型为研究对象，通过给定的轻型货车的基本参数，参考书籍进行合理的计算和结构设计，使其满足转向桥应具有良好的转向灵敏性等要求，最后还要承受足够的强度与刚度。此次设计通过详细介绍转向桥的定义、安装形式及结构组成和其工作原理，并对转向桥主要零件尺寸、非断开式转向从动桥前梁应力的计算，分析在制动工况下和在侧滑工况下时前梁的应力并计算，并根据其许用应力值与计算出来的应力值比较，若不满足再进行修改。在此基础上还要对转向桥的定位参数（主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角、前轮前束）详细介绍。最后绘制出转向桥的装配图。关键词：汽车转向桥；转向节；主销；前梁；主销后倾角 VII AbstractDesign and analysis of light truck steering bridgeAbstractThe paper is aiming for design a truck steering bridge for EQ140 vehicle. As a very important part of light truck, this steering bridge design need base on specific parameters and follow the calculation and construction standard, then finally secure the performance like sensitivity, strength and rigidity achieve the target.During the design, author firstly introduce the steering bridges definition, installation, operational principle and construction. Then calculate the non-disconnect steering slave bridge front sill stress under breaking condition and slippage condition respectively. Modify the stress gap of calculation result to specification requirement, step by step to confirm the dimension of each main design part. Base on upon calculation and analysis, confirm the alignment parameters of steering bridge (Caster angle, kingpin inclination, camber, front toe).Andfinally, output with assembly drawing of this whole steering bridge design.Key words: automobile steering axle; steering knuckle; main pin; front beam;casterVIII 第1章 绪论1 绪 论我国作为一个发展中国家，经济在快速发展的同时，各行各业尤其是汽车行业正在蒸蒸日上，运输货车更是扮演着非常重要的角色。但是由于其设计往往要依据于理论知识，而且更要满足不同人群的不同需求，再加上设计方案有所限制，导致我们不能精确地计算出零部件的尺寸和设计出其结构，影响了产品的开发和设计。特别对于比如像转向桥等部件,由于其内部构造比较复杂，一般不能准确地判断其失效的原因和部位，所以很难根本性的解决此问题。转向系统和前桥工作环境复杂多变，多受交变载荷，零件易受疲劳损伤。其关系着整车的安全性和操纵性，成为了消费者选择汽车的重要参考因素，因此必须保证其结构轻便可靠，能应对各种复杂路况和驾驶环境的同时提升其舒适性。在我国的汽车市场中，货车有多种多样，它们性能的不同或者是类型的不同决定着它们在市场上的地位。针对各种不同的问题，在本次设计中，我希望自己能够取得一个满意的成绩，将轻型货车转向桥设计提到一个更高的水平。随着世界科技的迅猛发展，我国的汽车行业也正发生着日新月异的变化。汽车越先进，对汽车零部件的要求就越高，例如转向桥，可以采用更新的技术，或者通过结构设计过程中根据零件标准化、部件通用化和产品系列化的“三化原则”进行发展。通过设计计算转向桥主要零部件的尺寸和在特殊应力下的计算并校核设计出来的转向桥，要保证能够承受垂直载荷、纵向力和侧向力及这些力产生的力矩。本设计通过给定的某轻型货车部分参数，在保证基本的乘坐舒适性、行驶平稳性的基础上，进行合理的计算和结构设计，保证在制动工况下和侧滑工况下转向桥的各个零件都能符合其许用应力值，并且在满足汽车转向桥具有较好的转向灵敏性的要求的同时，还要使其能承受足够的强度与刚度。25 第2章 转向桥的概述2转向桥的概述2.1转向桥的定义由于转向桥通常位于汽车的前部，所以也称之为前桥。通过车桥中的转向节带动车轮发生偏转，这样就能实现汽车的转向。转向桥能承受垂直载荷、侧向力与纵向力以及这三个力产生的力矩。12.2转向桥的分类文献2中提到，根据车辆悬架类型的不同，以及传动系（前置前驱、前置后驱、四轮驱动等）的不同，车桥可以分为以下两种：（1） 根据悬架的结构不同，一般将车桥分为断开式和非断开式（整体式）两种。断开式车桥的结构是活动关节式，通常与独立悬架配合使用；而非断开式（整体式）车桥的中部是刚性实心梁或空心梁，与非独立悬架配合使用，本次设计采用工字梁。（2） 根据车桥上车轮作用的不同，除了我们平常所接触到的转向桥和驱动桥两类以外还有转向驱动桥和支持桥，共四种类型。若汽车采用后轮驱动，那么前桥不仅可以用于承载，还起到了转向的作用，所以称为转向桥；后桥不仅用于承载，还起到了驱动的作用，称为驱动桥；越野车和其他前轮驱动汽车的前桥，不仅有承载和转向的作用，还起到了驱动的作用，所以称它为转向驱动桥4。仅仅起到支撑作用的车桥称为支持桥，支持桥除了不能转向以外，其他功能包括结构都与转向桥相同。2.3转向桥的结构汽车转向桥的结构一般由前梁、转向节、主销、轮毂等部分组成。图2.1 转向桥1转向节；2转向节固定螺栓；3转向节固定器；4前梁；5主销固定螺栓；6螺栓；7主销；8衬套；9轴承1) 前梁前梁也称为前轴，是转向桥中的重要组成部分。前梁的材料一般使用中碳钢，经过模锻和热处理等工序制造而成。前梁大多是采用抗弯性较好的工字钢，为了提高其抗拉扭转的强度，在略接近其两端的部位，会各出现一个加粗部位，该部位呈拳头状，两拳形处都钻有主销孔，主销和转向节就装于此孔内5。为了降低发动机的位置，前梁的中部一长段向下凹，这样就可以在降低汽车的质心高度的同时，还能减小变速器输出轴与传动轴之间的夹角，既能增大司机的视野，又可以提高行驶的安全性6。2) 转向节转向节是车轮转向的铰链。它是一个叉形件，而它上、下两叉部位各有一个同轴孔，主销就安装在这个同轴孔内，而它的轴颈的作用是可以安装车轮。利用主销和前梁两端的拳形部分，转向节中销孔的两耳便可以相互连接，这样可以使得前轮绕主销偏转一定的角度，从而使汽车发生转向。而且要保证这两个销孔有较高的同心度，这样才能提高主销的安装精度和转向时的灵活度。为了减小磨损，提高它的使用寿命，必须在转向节的销孔内压入衬套。为了使转向灵活，在转向节的下耳处和前梁拳形孔之间装有轴承。在转向节的拳形部分和上耳之间装有调整垫片，可以用来调整间隙。43) 主销主销是用来铰链前梁和转向节的，这样可以使转向节绕着主销偏转，从而可以实现车轮的转向。如下图所示，在主销的中部有一个凹下去的小槽口，利用这个凹槽可以通过主销来固定螺栓，并将主销固定在前梁的主销孔中。使用带有螺纹的楔形销，可以防止主销在孔内会转动7。为了方便实现转向功能，主销与转向节上的销孔采用的是动配合。几种常见的主销结构形式如下图2.2所示。图2.2 主销的结构形式(a) 实心圆柱形；(b)空心圆柱形；(c)圆锥形；(d)阶梯形4) 轮毂通过两个圆锥滚子轴承，轮毂便可以支承在转向节的轴颈上，如下图所示。轴承的松紧程度可以通过调整装于轴承外端的螺母加以调整。我们使用冲压的金属罩盖住轮毂的外端，其内端装有油封。在转向节上固定着制动底板和防尘罩。2图2.3 非断开式转向从动桥组成1制动鼓；2轮毂；3、4圆锥滚子轴承；5转向节；6油封；7衬套；8调整垫片；9转向节臂；10主销；11推力滚子轴承；12前梁2.4转向桥的工作原理转向桥的前梁是一个工字梁。为了使前梁和发动机之间有足够大的空间，前梁的中部一长段向下凹，在接近轴的两端逐步向上升，断面的形状也由工字形慢慢变成椭圆形最后变成了拳头形5。两拳形处都钻有主销孔，主销和转向节就装于此孔内，并通过主销和前梁活动连接。在转向节的短轴上，有一对支承着车轮轮毂的轴承。为了实现转向功能，左转向节的上凸耳处安装了转向节臂，只要利用转向拉杆，就可以使左转向节绕着主销转动。左右转向节的下凸耳处，通过横拉杆而相互连在一起，使得左、右转向节之间能相互联动。可以在转向节的销孔内压入青铜衬套，便可以减少摩擦阻力。同时为了调整间隙来实现转向轻便，可以在转向节的下凸耳处与前梁拳形处之间安装推力轴承，上凸耳处与前梁拳形处之间可以装有调整垫片。为了将主销固定在主销孔内，并使主销不能随意转动，可以使用带有螺纹的楔形锁销。这就是转向桥的基本工作原理。8 第3章 转向桥的设计计算3 转向桥的设计计算3.1转向桥主要零件尺寸的确定附上本次设计轻型货车相关数据：表3.1 某轻型货车基本参数总质量：2510(Kg)整备质量：1390(Kg)额定载质量：990(Kg)燃料种类：柴油前轮距：1285(mm)后轮距：1340(mm)前/后悬距：1240/1040(mm)轴距：2300(mm)轮胎数：4轮胎规格：6.00-14,6.00-13最高车速：68.1(km/h)前轮前束：14mm转向轮转角：33车轮外倾角：1主销后倾角：1.5主销内倾角：7.5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 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： 图3.1前梁工字型断面的尺寸关系图绘制计算用简图。绘制简图时可以认为主销内倾角、主销后倾角及车轮外倾角均为零，而左右转向节的轴线相互重合并且与主销的轴线保持在同一个侧向垂直平面内，如下图3.2所示。10图3.2 转向从动桥在制动工况和侧滑工况下的受力分析简图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时，前轮承受的制动力、垂向力会传给前梁，前梁便会承受转矩、弯矩。汽车的质量会在紧急制动时向前桥转移，那么前轮所受到的地面垂直反力为 式中，满载的汽车在静止于水平路面时前桥给地面的力，； 汽车在制动时对前转向桥的质量转移系数。可取，取 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 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： 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 。 工字梁断面矩形元素中较长边的长度，； 工字梁断面矩形元素中较短边的长度，； 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：由于该应力不满足许用应力值，所以a不可取10mm。图3.3 转向从动桥在制动工况下的转矩图 图3.4 前梁的工字形断面的尺寸关系图 前梁的材料是，硬度采用 所以前梁的许用应力值为 ，因此在制动工况下，前梁的应力满足强度要求。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（如图3.2所示）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： 图3-5 转向从动桥在侧滑工况下的弯矩图由上图3.5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。因此，主销的材料是，采用渗碳淬火等热处理工序，渗碳层深1.01.4mm，硬度为HRC5868。103.3转向节在制动工况和侧滑工况下的应力计算如下图3.6的剖面处所示，转向节的危险断面就是轴颈的轮轴根部。图3.6 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-和水平方向的弯矩，而不受转矩。10由于转向节的轮轴不传递制动力矩，而是直接由制动底板传递给在转向节上的安装平面。这时可以按照式(3-5)和式(3-6)计算其及，但是需要以代替该两式中的，即 转向节采用中碳钢的材料制造，高频淬火后表面硬度为硬化层深为103.3.2转向节在侧滑工况下的应力计算在汽车处于侧滑状态下时，在危险断面-处，可以分别按照下式求得： 代入数值：3.4 主销和转向节衬套在制动工况和侧滑工况下的应力计算当汽车处于制动工况和侧滑工况下时，在转向节上、下衬套的中点，即与轮轴的中心线相距分别为的两点处，在侧向平面和纵向平面内，在垂直主销的轴线方向有作用它的力。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：而作用在主销上的制动力，则由在转向节上、下衬套的中点处作用在主销的力、所平衡（见图3-6（c），且有 ： 位于侧向平面内的力，与轮轴中心线的垂直距离为，若是将的着力点移到主销的中心线与轮轴的中心线的交点处，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 ，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 ：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： ： 。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。14 ：因此，此次设计的衬套在静载荷情况下满足强度要求。3.5转向节推力轴承和止推垫片的选取3.5.1推力轴承的选取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轴承的选择按其静承载容量进行，且取当量静载荷为：16 为了满足强度要求，通过查阅止推轴承的标准，可选用规格51208的推力球轴承，其静承载容量为。173.5.2止推垫片的选取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 。3.6 使用AutoCAD软件制图3.6.1 AutoCAD的基本功能AutoCAD制图软件的基本功能一般有编辑图形、平面绘图、三维绘图这三种。编辑图形：AutoCAD具有强大的编辑功能，可以移动、复制、拉伸、延长、旋转、修剪、阵列、缩放对象等。具体可以分为以下3小点：1 书写文字功能。可以轻易的在图形的任何位置、沿任何方向书写文字，可以设定各种文字字体、倾斜角度以及宽度缩放比例等属性。2 标注尺寸功能。可以创建多种类型的尺寸，可以自行设定、标注外观。3 图层管理功能。图形对象位于某一图层上，可以自行设定图层的颜色、线型、线宽等其他特性。平面绘图：能以多种方式创建圆、椭圆、直线、多边形、样条曲线等基本图形对象的绘图辅助工具。AutoCAD具有极轴追踪、正交、捕捉追踪、对象捕捉等绘图辅助工具。正交功能是指用户能够很方便地绘制出水平直线和竖直直线。对象捕捉功能可以帮助拾取几何对象上的特殊点。追踪功能可以使画斜线或者是沿不同方向定位点变得较为简单。15三维绘图：可以创建出3D实体及表面模型，并且还能够对实体本身进行编辑。主要有以下3种功能：1 数据交换。AutoCAD制图软件提供了多种图形、图像数据交换格式以及相对应的命令。2 网络功能。可以将图形发布在网络上，或是通过网络对AutoCAD的资源进行访问。3 二次开发。AutoCAD制图软件允许用户自己定制菜单和工具栏，并且可以利用其内嵌语言进行二次开发。3.6.2 AutoCAD的基本特点1) 具有强大的图形编辑功能。2) 具有完善的图形绘制功能。3) 具有较强的数据交换能力。4) 能够进行多种图形格式的相互转换。5) 能够采用多种方式进行二次开发或者用户定制。6) 具有通用性、易用性，适用于各类用户。7) 支持多种操作平台。8) 支持多种硬件设备。另外，从AutoCAD2000版本开始，该系统又增添了许多更加强大的功能，比如增强的标注功能、更准确的对象捕捉功能以及局部加载和局部打开的等功能。3.6.3 AutoCAD的快捷命令表3.2 AutoCAD的快捷命令快捷键功能快捷键功能Carl+2 *ADCENTER设计中心Carl+Z *UNDO放弃Carl+O *OPEN打开文件Carl+X *CUTCLIP剪切Carl+N+M *NEW新建文件Carl+C *COPYCLIP复制Carl+P *PRINT打印文件Carl+V *PASTECLIP粘贴Carl+S *QSAVE保存文件Carl+B *SNAP栅格捕捉Carl+F *OSNAP对象捕捉Carl+G *GRID栅格Carl+L *ORTHO正交Carl+W *对象追踪Carl+U *极轴3.6.4 使用AutoCAD绘制的转向节图图3.7 转向节主销的直径为36mm，转向节轮轴根部直径60mm。其余零件图，详见附件。 第4章 转向桥的定位参数4 转向桥的定位参数汽车在直线行驶过程中，为了保证其稳定性与操纵时的轻便性，减少轮胎在非正常情况下的磨损，前桥的转向轮、前梁与主销之间在安装时应该具有一定的相对位置关系，这种安装位置便称为是转向轮定位4。转向轮的定位参数主要有：前轮外倾角、主销内倾角、主销后倾角和前轮前束。4.1 主销后倾角主销后倾角是指，在汽车纵向平面内，主销上部有一个略微向后的倾角，该倾角就是在汽车纵向平面内主销的轴线与地面的垂线之间的夹角5。主销后倾角可以形成一个回正的稳定力矩，能够保证汽车直线行驶时的稳定性，使其在转弯后车轮可以自动回正。这就是主销后倾角的作用。不过产生的稳定力矩不宜过大，否则在汽车转向时，为了克服该力矩，需要在转向盘上施加更大的力，这样会导致转向沉重，影响驾驶的安全性。通常情况下，主销后倾角不应超过3，不过假如选用的是子午线轮胎时，因为轮胎的拖距会比较小，所以应该选择较大一点的主销后倾角。 图4.1 主销后倾示意图如上图4.1所示，主销安装在前梁上后，在纵向平面内，其上端略微向后倾斜，这种现象被称为是“主销后倾”；而在其纵向垂直平面内，主销的垂线与轴线之间的夹角便称之为“主销后倾角”。通常主销后倾角不超过23。在本次设计中，主销后倾角采用的是1.5。如果一辆有正主销后倾角的汽车在直线行驶的过程中，突然发生偏转，例如图4-1中标识的那样，向右发生偏转，那么汽车就会向右偏移，但是由于汽车本身存在离心力，那么这时车轮会在侧向推力的作用下使后者形成一个力矩，而且它和车轮的偏转方向相反。有了此力矩，就可以将车轮回正，使其保持直线行驶。一般情况下，主销后倾角都是由前梁、车架和钢板弹簧这三者装配在一起时，由前梁断面向后略微倾斜而形成的8。一般情况下，汽车车轮自动回正会与主销后倾角、车速、力矩相关，这些因素越大，回正能力也会更强。4.2 主销内倾角主销内倾角是指，在汽车横向平面内，主销的上部向内倾斜一定的角度，也就是在汽车横向平面内，主销的轴线与地面的垂直线的夹角9。主销内倾角可以使车轮自动回正，而且能使转向轻便，这就是它的作用。主销后倾和内倾都有使车轮自动回正、保持汽车直线行驶的功能。但是主销后倾的自动回正功能与车速有关，而主销内倾的自动回正功能几乎与车速无关。因此可见，当车速较高时，主销后倾的自动回正功能起着主导作用。而当车速较低时，车轮需要靠主销内倾来起回正作用。与此之外，当车辆直线行驶时，车轮突然遇到冲击，发生偏转时，也需要靠主销后倾起自动回正的作用。5主销内倾角一般不超过8，主销轴线的延长线与地面的交点，到车轮中心平面与地面的交线之间的距离一般为4060mm。一般汽车采用增大其主销内倾角的方法来增加汽车正常行驶时的稳定性。例如奥迪100型轿车中，主销内倾角是14.2。在本次设计中，主销内倾角采用的是7.5。4.3 前轮外倾角前轮外倾角是指，在汽车的横向平面内，前轮的中心平面向外部倾斜一定的角度，这个角度就是前轮倾斜角，这种现象就称之为前轮外倾。前轮外倾角可以防止轮胎产生偏磨，减小轮毂外轴承和轮毂螺母的负荷，而且与拱形路面相适应，能提高转向时的轻便性和行驶时的安全性9。这就是前轮外倾角的作用。前轮外倾角一般为1左右，它不仅能避免汽车在满载状态下时车轮产生内倾现象，而且前轮外倾也可以与拱形路面相互适应。在现代汽车中，由于车胎面变宽、车桥和悬架更加牢固、路面变得更加平整等因素，前轮外倾角更倾向于使用接近零度的外倾角。所以在本次设计中，前轮外倾角也是采用1。同时，采用什么样的轮胎也会影响设定前轮外倾角。在过去斜交轮胎种类繁多的时期，会增大前轮外倾角，是因为这种斜交轮胎本身比较便于转向。而现在子午线轮胎逐渐被大家广泛使用，不得不降低前轮外倾角，这是因为子午线轮胎具有轮胎花纹刚性大、外胎面宽、胎体软等特点，若预设的前轮外倾角偏大，则会致使轮胎产生偏磨现象，减少了其使用寿命10。4.4 前轮前束前轮前束是指，在两前轮的中心水平面内，前边缘距离与后边缘距离之差就是前轮前束值8。由于具有外倾角的车轮会在滚动时如同滚锥，当汽车向前行驶时，左、右两前轮的前端就会向外扩张。所以为了消除汽车在行驶过程中，由于车轮外倾所导致的车轮前端向外部扩张等不利影响，在安装车轮的时候，可以适当的将汽车两前轮的中心平面保持在不平行的状态下，这样不仅可以使左、右轮前面轮缘之间的距离小于后面轮缘之间的距离，还会使前轮在每一个瞬时的滚动方向都可以朝着正前方。9一般汽车的前轮前束值大约为012mm，若与负前轮外倾角相互配合使用，那么它的前轮前束值也为负值，例如桑塔纳轿车的前轮前束值为-3mm-1mm。当然，前轮前束值也是可以改变的，一般都是通过改变转向横拉杆的长度来进行调整。在调整的过程中，应该使两轮前后距离之差符合厂家的规定。并且在设定其名义值时，应该要考虑到转向梯形中的弹性因素和间隙因素等其他因素。7车辆在安全检测时，需要检查其侧滑情况，也就是查看汽车在直线行驶过程中，轮胎的横向侧滑率，其实也就是车轮外倾角与前轮前束之间的配合情况。检查标准中规定，采用前束或者后束发生的侧滑率，当汽车直行1公里时侧滑率通常应该在5m以内才能符合标准。若是采用实际仪器测量，行驶1m，其侧滑率应保持在5mm之内。只有符合这个标准，汽车在平时正常直线行驶过程中，轮胎发生略微的横向侧滑是属于正常情况10。 第5章 总结5 总结本次设计详细介绍转向桥的定义、安装形式及结构组成，并对转向桥主要零件尺寸、非断开式转向从动桥前梁应力的计算，要考虑到在制动情况下和在侧滑工况下的前梁应力并计算。设计出板簧座的中心距为600mm，前两断面工字钢的高度为90mm，主销的直径d0为36mm，衬套的长度L为54mm，主销至车轮中心的距离L1为85mm等重要参数。当前梁处于制动工况下，取其工字型断面的中部尺寸为15mm时，前梁的应力满足强度要求。当前梁处于侧滑工况下，假设汽车向右侧滑，参考EQ140车型，取汽车质心高度为1170mm，前梁在汽车侧滑方向一侧拳部的主销孔处受到了最大弯矩，即在转向节轴线与主销轴线的交点处会产生最大弯矩，其值符合许用应力值范围，满足强度要求。当取转向节轮轴根部的轴径d1为60mm，此时转向节在制动工况和侧滑工况下都能符合许用应力值范围，满足强度要求。主销和转向节衬套用同样的方法设计计算并校核，都满足其许用应力值。通过计算轴承的静承载容量，可选取满足强度要求的51208推力球轴承。止推垫片采用青铜材料内径为48mm，外径为60mm，满足挤压应力许用值。定位参数的选取参考表3.1。最后绘制出装配图。此篇论文设计出来的转向桥具备重量轻、结构紧凑简单、转向灵敏等优点，而且容易制造，成本低。可以广泛用于轻型载货汽车。 参考文献参考文献1 刘利胜,姜晓.汽车底盘构造M.北京:北京大学出版社,2006.92 关文达.汽车构造M.北京:清华大学出版社,2009.13 许兆棠,刘永臣.汽车构造M.北京:国防工业出版社,2012.84 常明.汽车底盘构造M.北京:北京理工大学出版社,2012.55 王霄锋.汽车底盘设计M.北京:清华大学出版社,2010.46 唐文初,邓宝清.汽车构造M.广州:华南理工大学出版社,2010.87 徐石安.汽车构造-底盘工程M.北京:清华大学出版社,2008.38 黎亚洲.汽车底盘构造与维修图解M.北京:电子工业出版社,2009.39 刘惟信.汽车车桥设计M.北京:清华大学出版社,2004.410 陈立德.机械设计基础M.北京:高等教育出版社,2013.611 陈立德.机械设计基础课程设计指导书M.北京:高等教育出版社,2013.712 纪峻岭.传动轴、差速器、驱动桥及车桥M.北京:化学工业出版社,2005.113 (日)武田信之.载货汽车设计M.方泳龙.北京:人民交通出版社,1997.814 林秉华.最新汽车设计实用手册M.北京:黑龙江人民出版社,2005.615 武华.工程制图M.北京:机械工业出版社,2012.116 黄康等.汽车转向桥弯曲疲劳强度研究J.机械设计,2006.23(9):42-4517 王彩芹.三吨叉车横置式转向桥的优化设计J.辽宁工学院报,2001,21(3)18 钟寿洋等.汽车转向桥参数化设计技术现状及展望J.机电技术,2014(1)27 致谢致 谢毕业设计结束了，也就意味着我的大学时光，或者说是我的求学生涯也即将画上一个圆满的句号。在此，我要感谢我的毕业设计导师卢军锋老师，若没有老师的耐心教导，我就交不出这满意的毕业设计。在我挑选课题纠结与困惑时，您的选择给我指明了方向；在我写开题报告无从下笔时，您的辅导给我添足了动力；在我毫无思绪而心灰意冷时，您的鼓励给了我很大的信心；同时我还要感谢车辆系的每一位老师，谢谢你们不仅教会了我专业课知识，还教会了我要有一丝不苟的学习态度。另外不得不提的还有我亲爱的室友们，谢谢你们在这个陌生的城市里与我相互陪伴与相互照顾，希望毕业后的我们也能保持联系，时常想起我们这段美好的大学时光。毕 业 设 计（论 文）任 务 书 设计（论文）题目：轻型货车转向桥设计与分析 学生姓名：发任务书日期：2015年12月30日 任务书填写要求1毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、系（院）领导签字后生效。此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生。2任务书内容必须用黑墨水笔工整书写，不得涂改或潦草书写；或者按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，要求正文小4号宋体，1.5倍行距，禁止打印在其它纸上剪贴。3任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系（院）主管领导审批后方可重新填写。4任务书内有关“学院”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号，不能只写最后2位或1位数字。 5任务书内“主要参考文献”的填写，应按照金陵科技学院本科毕业设计（论文）撰写规范的要求书写。 6有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 通过本次毕业论文要求学生能够设计轻型货车转向桥，并进行分析与研究，其目的在于培养学生综合分析和解决相关问题的独立工作能力,拓宽和深化学生的知识；培养学生正确使用技术资料,