小型载货汽车前桥的设计【5张图/7800字】【优秀机械毕业设计论文】

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A0-前轴.dwg

A0-装配图.dwg

A1-转向节.dwg

A1-转向节装配图.dwg

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关键词：: 小型载货汽车前桥设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份,17页,7800字左右.
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文献综述.doc
诚信承诺书.doc

图纸：
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A0-前轴.dwg
A1-转向节.dwg
A1-转向节装配图.dwg
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任务书

毕业设计题目汽车前桥的设计
毕业设计主要内容和要求：
前桥是汽车上一个重要的部分，主要包括转向节，转向主销，前轴等零部件，由于汽车的行驶过程中，前桥所处的工作环境恶劣，工作情况复杂，其承受的载荷也多为交变载荷，从而其零部件也容易出现疲劳裂纹甚至断裂现象。这就要求其在结构上必须有足够的强度、刚度和抗疲劳破坏的能力。车桥通过悬架与车架连接，支撑着汽车的大部分重量，并将车轮的牵引力或制动力，以及侧向力经过悬架传给车架。按照其使用功能划分，车桥可以分为转向桥、专项驱动桥、驱动桥和支撑桥。本次课题的主要内容就是要设计一个结构优良的非驱动桥，即转向桥

整车参数：
汽车总质量M（kg）前桥轴载重量 (N)
汽车质心至前桥中心线距离 (mm)
汽车质心至后轴中心线距离 (mm)
轴距L
(mm) 前轮距B(mm) 前钢板弹簧座中心距s(mm)
2500 8500 1800 1000 2800 1350 650
主销中心距 (mm)
汽车质心高度 (mm)
车轮滚动半径 (mm)
主销内倾角β 主销后倾角γ 前轮外倾角α 前轮前束(mm)
1200 850 350 6° 2° 1° 2

毕业设计（论文）主要参考资料：

[1]银金光王宏主编机械设计课程设计北京：中国林业出版社，2006
[2] 黄余平主编.汽车构造教学图解.北京：人民交通出版社，2005
[3] 濮良贵纪明刚主编机械设计北京：高等教育出版社，2006
[4] 肖永清杨忠敏主编汽车前桥及转向系统结构与维修北京：国防工业出版社，2004
[5] 刘涛主编汽车设计北京：北京大学出版社，2000
[6] 陈家瑞主编汽车构造北京：机械工业出版社，2005
[7] 小林明主编汽车工程手册北京：机械工业出版社，1996
[8] 成大先主编机械设计手册北京：化学工业出版社，1993

毕业设计（论文）应完成的主要工作：
1、阅读设计任务书，明确设计要求、工作条件、内容和步骤；了解设计对象；阅读有关资料，明确课程设计的方法和步骤，初步拟定设计计划。
2、根据任务书中所给参数和工作要求，设计前桥整体结构。
3、通过设计计算，确定各零件的主要参数和尺寸，一般包括前轴、转向节、转向节臂，转向节主销等。
4、绘制主要零部件的图纸。

毕业设计（论文）进度安排：
序号毕业设计（论文）各阶段内容时间安排备注
1 确定毕业设计题目，查阅并收集整理相关资料 2010.11.-2010.12
2 确定研究方法，分析处理数据，撰写论文大纲 2011.1-2011.2
3 构思论文内容，设计开题报告，完成论文初稿的撰写 2011.3.-2011.4
4 论文修改润色，完成论文终稿，送交指导老师评审，进行答辩 2011.4.-2011.5

开题报告

毕业设计题目汽车前桥设计
一、课题研究的目的
通过这次设计，进一步巩固和加深对所学的基础理论，基本技能和专业知识的认识掌握，培养查阅资料和文字表达等基本实践能力，提高自己独立处理问题的能力，以便将来能更好的与工作接轨。

二、课题研究的意义
前桥是汽车上一个重要的部分，主要包括转向节，转向主销，前轴等零部件，由于汽车的行驶过程中，前桥所处的工作环境恶劣，工作情况复杂，其承受的载荷也多为交变载荷，从而其零部件也容易出现疲劳裂纹甚至断裂现象。这就要求其在结构上必须有足够的强度、刚度和抗疲劳破坏的能力。车桥通过悬架与车架连接，支撑着汽车的大部分重量，并将车轮的牵引力或制动力，以及侧向力经过悬架传给车架。按照其使用功能划分，车桥可以分为转向桥、专项驱动桥、驱动桥和支撑桥。本次课题的主要内容就是要设计一个结构优良的非驱动桥，即转向桥。
三、课题研究现状
中国改革开放以来，在农村实行家庭联产承包责任制的改革，使农村的经济空前活跃。农村的货运量和人口流动量急剧增加，加快了运输机械化成为农村经济发展的迫切需要，也正是这一市场的需要使具有中国特色的运输机械——小型载货汽车的应运而生。它解决了农村运输的急需，填补了村际、乡际，城镇及城乡结合部运输网络的空白，活跃了农村经济，为农村富裕劳动力找了一条出路，从而使数以万计的农民走上了小康之路。
小型载货汽车制造工艺简单，价格便宜，购车农户一般在一年左右就可收回成本。另外，公路的快速建设也促进了小型载货汽车的发展，目前全国98%的乡村都通上了公路，使得全国小型载货汽车有了用武之地。
我们要开发的小型载货汽车要多进行优化设计，使产品新颖化，品种多样化以适应多种需要。在小型载货汽车的设计中，如何在复杂的路况下保证汽车能快速平稳的行驶，就是一个重要问题。于是就有了本课题的研究和设计。

四、课题研究的内容
本课题设计的前桥为转向从动桥，需要适应在不同路况，不同速度下的稳定形势，因此对前桥的要求也越来越高。因此设计需要从以下几方面进行：
1)保证有足够的设计强度，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摩擦。
4)转向桥的质量尽量小，以减轻非簧上质量，提高汽车行驶平顺性。

五、整车参数

汽车总质量M（kg）前桥轴载重量 (N)
汽车质心至前桥中心线距离 (mm)
汽车质心至后轴中心线距离 (mm)
轴距L
(mm) 前轮距B(mm) 前钢板弹簧座中心距s(mm)
2500 8500 1800 1000 2800 1350 650
主销中心距 (mm)
汽车质心高度 (mm)
车轮滚动半径 (mm)
主销内倾角β 主销后倾角γ 前轮外倾角α 前轮前束(mm)
1200 850 350 6° 2° 1° 2

六、研究方案

七、进度安排
1. 第一阶段：2011年12月，确定毕业设计题目，查阅并收集整理相关资料；
2. 第二阶段：2012年1月到2012年2月，确定研究方法，分析处理数据，撰写论文大纲；
3. 第三阶段：2012年3月到2012年4月，构思论文内容，设计开题报告，完成论文初稿的撰写；
4. 第四阶段：2012年4月到2012年5月，论文修改润色，完成论文终稿，送交指导老师评审，进行答辩。
八、预期结果
汽车行业，包括前桥的制造，在国内的发展很有潜力。通过了解、熟悉国内外有关汽车前桥的设计创新情况，得知其发展现状与应用前景。由于时间紧张、设计中的不足，本次研究有可能还有需要完善的地方。本次开题报告只是初步的设计构思，但理论上任具有可行性，实践还有待进一步证明。
九、参考文献
[1]银金光王宏主编机械设计课程设计北京：中国林业出版社，2006
[2] 黄余平主编.汽车构造教学图解.北京：人民交通出版社，2005
[3] 濮良贵纪明刚主编机械设计北京：高等教育出版社，2006
[4] 肖永清杨忠敏主编汽车前桥及转向系统结构与维修北京：国防工业出版社，2004
[5] 刘涛主编汽车设计北京：北京大学出版社，2000
[6] 陈家瑞主编汽车构造北京：机械工业出版社，2005
[7] 小林明主编汽车工程手册北京：机械工业出版社，1996
[8] 成大先主编机械设计手册北京：化学工业出版社，1993

摘要
中国改革开放以来，在农村实行家庭联产承包责任制的改革，使农村的经济空前活跃。农村的货运量和人口流动量急剧增加，加快了运输机械化成为农村经济发展的迫切需要，随之小型载货汽车也就应运而生，而前桥作为汽车上一个重要的零部件，也显得尤为重要。前桥一般位于汽车的前部，也称转向桥或驾驶桥。是通过悬架与车架相连，用以承受地面与车架之间的垂直载荷外，还承受制动力和侧向力以及这些力构成的力矩，并保证转向轮作正确的运动。在汽车使用中，转向桥的受力情况比较复杂，因此应具有足够的强度。如何保证转向车轮的正确定位角度，转向桥有足够的刚度，使操纵轻便并减轻轮胎的磨耗、汽车能快速平稳的行驶，就是一个重要问题。于是就有了本课题的研究和设计。本文首先对汽车前桥的发展历史做了相关描述，然后小型载货汽车的特点及国内外的发展现状进行了相关的描述，详细分析了前桥的组成和各部件的作用，之后对转向前桥做了详细的设计计算，主要计算了前梁、转向节等在制动和侧滑两种工况下的工作应力。本次设计的绘图均由CAD绘图完成。
关键字：汽车; 前桥; 前梁; 转向节

Abstract
The implementation of the reform of the household contract responsibility system in rural China since the reform and opening up, the rural economy is more active than ever. The dramatic increase in the volume of cargo in rural areas and population flows, speed up the transport mechanization become an urgent need for rural economic development, also came into being along with a small truck, the front axle as an important vehicle parts, especially important.
The front axle is generally located in front of the car, also known as the steering axle or driving bridge. Is connected to the suspension and the frame to withstand the vertical loads between the ground and the frame, but also to withstand the braking force and lateral force and torque of these forces constitutes, and ensure the correct movement of steering rotation. The use of the car, the steering axle by more complex and therefore should be of sufficient strength. How to ensure the correct positioning of the angle of the steering wheel, steering axle have enough stiffness to make the manipulation of light and reduce tire wear, the car can be fast and smooth driving is an important issue. So there will be the subject of research and design.
This paper first described the history of the development of the car before the bridge, then the characteristics of the small truck and the current development at home and abroad are described in the detailed analysis of the composition of the front axle and the role of the various components of the steering bridge to do the detailed design calculations, the main calculation of the first beam, knuckle and other conditions of work in both braking and skidding stress. The design of the graphics are completed by the CAD drawing.
Keywords: car; front axle; beam steering; knuckle

目录

1、绪论 1
1.1 汽车前桥的发展简史 1
1.2课题的研究现状 1
1.3 前桥的作用与组成 1
1.4 前桥的设计步骤 2
1.4.1前桥的结构形式 2
1.4.2前桥设计 2
2、前桥的概述和设计要求 2
2.1 前桥简介 2
2.2前桥的基本参数 2
2.3前桥的设计要求 3
2.3.1设计要求 3
2.3.2结构参数 3
3、前桥的结构 4
3.1 前桥的结构概述 4
3.2前桥的选择 5
3.3 整车参数 5
4、汽车前桥的设计计算 6
4.1前桥在不同工作条件下的受力分析 6
4.1.1汽车在制动时前梁的应力计算…………......………...………...……………………………...7
4.1.2汽车在侧滑时前梁的应力计算 9
4.2转向节在受力分析 10
4.2.1汽车在制动时转向节的应力计算 10
4.2.2汽车在侧滑时转向节的应力计算 11
4.3其他零部件的选用 11
5、结论 12
6、参考文献 13
7、致谢 14

小型载货汽车前桥的设计

内容简介：: 中国地质大学长城学院毕业设计任务书学生姓名袁云东学号 05208315 班级机制 3 班指导教师于建波职称高级工程师单位中国地质大学长城学院毕业设计题目汽车前桥的设计毕业设计主要内容和要求：前桥是汽车上一个重要的部分，主要包括转向节，转向主销，前轴等零部件，由于汽车的行驶过程中，前桥所处的工作环境恶劣，工作情况复杂，其承受的载荷也多为交变载荷，从而其零部件也容易出现疲劳裂纹甚至断裂现象。这就要求其在结构上必须有足够的强度、刚度和抗疲劳破坏的能力。车桥通过悬架与车架连接，支撑着汽车的大部分重量，并将车轮的牵引力或制动力，以及侧向力经过悬架传给车架。按照其使用功能划分，车桥可以分为转向桥、专项驱动桥、驱动桥和支撑桥。本次课题的主要内容就是要设计一个结构优良的非驱动桥，即转向桥整车参数：汽车总质量 M（前桥轴载重量N) 汽车质心至前桥中心线距离汽车质心至后轴中心线距离轴距L (前轮距 B(前钢板弹簧座中心距s(2500 8500 1800 1000 2800 1350 650 主销中心距汽车质心高度车轮滚动半径主销内倾角主销后倾角前轮外倾角前轮前束(1200 850 350 6 2 1 2 毕业设计（论文）主要参考资料： 1银金光王宏主编机械设计课程设计北京：中国林业出版社， 2006 2 黄余平主编北京：人民交通出版社， 2005 3 濮良贵纪明刚主编机械设计北京：高等教育出版社， 2006 4 肖永清杨忠敏主编汽车前桥及转向系统结构与维修北京：国防工业出版社， 2004 5 刘涛主编汽车设计北京：北京大学出版社， 2000 6 陈家瑞主编汽车构造北京：机械工业出版社， 2005 7 小林明主编汽车工程手册北京：机械工业出版社， 1996 8 成大先主编机械设计手册北京：化学工业出版社， 1993 毕业设计（论文）应完成的主要工作： 1、阅读设计任务书，明确设计要求、工作条件、内容和步骤；了解设计对象；阅读有关资料，明确课程设计的方法和步骤，初步拟定设计计划。 2、根据任务书中所给参数和工作要求，设计前桥整体结构。 3、通过设计计算，确定各零件的主要参数和尺寸，一般包括前轴、转向节、转向节臂，转向节主销等。 4、绘制主要零部件的图纸。毕业设计（论文）进度安排：序号毕业设计（论文）各阶段内容时间安排备注 1 确定毕业设计题目，查阅并收集整理相关资料 2 确定研究方法，分析处理数据，撰写论文大纲 3 构思论文内容，设计开题报告，完成论文初稿的撰写 4 论文修改润色，完成论文终稿，送交指导老师评审，进行答辩课题信息：课题性质：设计论文课题来源：教学科研生产其它发出任务书日期：指导教师签名：年月日教研室意见：教研室主任签名：年月日学生签名：中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计构参数载重质量 1500车总质量 2500箱尺寸 3300*1600*360 前轮为单轮胎，后轮为双轮胎有关国家标准车参数汽车总质量 M （ :2500 前桥轴载重量 1G (N):8500 汽车质心至前桥中心线距离 1L (1800 汽车质心至后轴中心线距离 2L (1000 轴距 L (2800 前轮距 B (1350 前钢板弹簧座中心距 s (650 主销中心距 1B (1200 汽车质心高度gh(850 车轮滚动半径 r (350 主销内倾角 : 6 主销后倾角 : 2 前轮外倾角 : 1 前轮前束 ( 2 中国地质大学长城学院本科毕业设计外文资料翻译系别：工程技术系专业：机械设计制造及其自动化姓名：袁云东学号： 05208315 2012年 3 月 1 日外文资料翻译译文前桥一般位于汽车的前部，也称转向桥或从动桥。前桥是汽车上一个重要的总成件，主要包括转向节、转向主销、前梁等零部件。前桥是通过悬架与车架相连，用以承受地面与车架之间的垂直载荷外，还承受制动力和侧向力以及这些力所构成的力矩，并保证转向轮作正确的运动。车桥通过悬架与车架连接，支撑着汽车大部分重量，并将车轮的牵引力或者制动力，以及侧向力经过悬架传给车架。在汽车使用中，转向桥的受力状况比较复杂，因此应具有足够的强度。为保证转向车轮的正确定位角度，使操纵轻便并减轻轮胎的磨耗，转向桥也应有足够的刚度。此外，还应尽量减轻转向桥的重量。总之，由于在汽车的行驶过程中，前桥所处的工作环境恶劣，工况复杂，其承受的载荷也多为交变载荷，从而其零部件易出现疲劳裂纹甚至断裂现象。这就要求其在结构设计上必须有足够的强度、刚度和抗疲劳破坏的能力。前轴：是前桥的主要承重零部件，我公司有管式和锻打式两种结构形式，但主要以锻打式为主。前轴两端各有一呈拳形的加粗部分作为安装主销的部位。中间部分的两侧为板簧支座面，用以安装钢板板弹簧及其附件。在此需要说明的是： U 型螺栓穿过前轴的安装孔需要打紧下方的背紧螺母在时，往往会出现套筒跟前轴背筋发生干涉的问题。为什么会出现该问题呢？一是设计问题，因为前轴的背筋影响到前桥的载荷，因此必须保证一定的尺寸要求，而如果前后 U 型螺栓的距离设计的过小，没有留出足够的间隙装配便会出现以上问题。二是工艺问题，工艺问题有两种情况。第一种是前轴背筋的对称度不好或安装孔的对称度不好容易造成该问题；第二种就是有些主机厂为避免套筒的易损，没有考虑到产品的实际情况而盲目加大套筒的外径。主销：是影响整车性能的重要零部件。主销上有止动槽，销锁栓通过止动槽将主销固定在前轴的主销孔内，使其不能转动也不能轴向移动。节销的加工精度要求很高，是我公司重点控制的零部件之一。转向节：转向节是前桥上主要的转向件。它利用主销和前轴铰接并经一对轮毂轴承承支撑着轮毂组合，来实现转向的功能。制动器总成：是实现车轮制动的主要元件，有油刹和气刹两种形式。在车辆实施制动命令时，制动器的摩擦片通过扩张与制动鼓的内加工面接触产生摩擦力实现车辆制动。前桥制动器的选择非常关键，如果选择不当，会出现前后制动力不匹配，制动力达不到要求等许多问题。轮毂组合：主要通过两滚动轴承安装在转向节上，带动车轮转动。同时与摩擦片形成摩擦副，实现车轮的制动。节臂：分直拉杆臂、横拉杆臂，分别和直拉杆总成和横拉杆总成相连。形成转向机构和转向梯形机构。转向机构来完成车辆的转向，转向梯形决定了车辆的内外转角是否合理。横拉杆总成：是调整前束的主要零部件。杆身是由无缝钢管制造，两端是球形铰接结构的接头总成，通过螺纹配合后安装在横拉杆臂上，杆身可调，以便于调节前束。前桥承受汽车的前部重量，把汽车的前进推力从车架传给车轮，并与转向装置的有关机件作关节式联系，实施汽车的转向。前桥是利用它的两端通过主销与转向节连接，用以转向节的摆转来实现汽车的方向。为使汽车在行驶中具有较好的直线行驶能力，前桥应满足下列要求：为使汽车在行驶中具有较好的直线行驶能力，前桥应满足下列要求： 1足够的强度，以保证可靠的承受车轮与车架（或承载式车身）之间的作用力。 2正确的车轮定位，使转向轮运动稳定，操纵轻便并减轻轮胎的磨损。前轮定位包括主销内倾，主销后倾，前轮外倾和前轮前束。 3足够的刚度，使受力后变形要小，保证主销和转向轮有正确的定位角度保持不变。 4转向节与主销，转向节与前桥之间的摩擦力应尽可能小，以保证转向操作的轻便性，并有足够的耐磨性。 5转向轮的摆振应尽可能小，以保证汽车的正常，稳定行使。 6前桥的质量应尽可能小，以减少非簧载质量，提高汽车行驶平顺性。轴微型汽车前悬架普遍采用了独立悬架的结构。前轴的载荷相对较小，结构也较为简单。微型汽车前轴一般多为断开式活动关节的结构，由前轴本体，左右横摆臂，加强杆臂等组成。轿车前桥采用麦弗逊式悬架。它承担着驱动及转向的双重功能，悬架上端与车身相连，下端与车轮轴承壳体相连，车轮的外倾是通过悬架与轴承壳体的连接螺栓来调整的，副车架利用弹性件通过控制臂，球铰与悬挂相连，提高了行驶的稳定性和乘坐的舒适性。越野汽车的前桥负有转向和驱动两种任务，故称为转向驱动桥。它和一般驱动桥一样，具有主传动器、差速器和半轴。不同之处是，由于转向的需要，半轴被分为内，外两段而用万向节连接起来，同时主销也因而做成上下两段。载重汽车前轴采用工字形断面主要用以提高前轴的抗弯强度。上部有二处加宽平面，用以支承钢板弹簧。前轴两端各有一个拳形部分，其中有通孔，作为装转向节主销只用。主销与左右转向节铰接，用带有螺纹的楔形锁销横穿过与主销孔垂直通孔，靠锁销楔面将主销固定在前轴孔内，使它不能转动。一般情况下，常见材料所需定义的材料特性包括：弹性模量、泊松比、密度、比热、热膨胀系数等。前桥主要由两部分材料组成，即前轴和转向节等零部件材料。前轴的材料采用 45 号钢，转向节的材料采用 40 扭杆是汽车前独立悬架中的关键件，属细长杆件，其感应淬火处理是生产中的工艺难点，该文介绍了扭杆的淬火感应器及其工艺试验结果，确定采用半圈式感应器连续淬火工艺，这种处理方法能满足扭杆技术要求和批量生产。该类锻件在锻造成型时，不仅需要较大的变形能，而且尚需一定的变形力，因此选用列双盘摩擦压力机比较经济，该系列压力机采用组合打滑飞轮，组合打滑飞轮既能为高度变形较大的锻件提供足够的交形能，又能为锻件提供必需的变形力，且不致超负荷，该系列压力机的设备投资、模具成本和锻件成本均比模锻锤和热模锻曲柄压力机便宜一半多。目前，国内汽车前轴机加工工艺流程主要有以下几种： (1) 铣两钢板弹簧座平面；钻两钢板弹簧座平面十孔；粗铣两主销孔上下端面；精铣主销孔上下端面；钻扩铰主销孔；拉削主销孔；锪主销孔上下端面；钻铰锁销孔。在该方案中，存在以下问题：采用主销孔定位锪上下端面，端面与主销孔的垂直度不易保证，主销孔高度尺寸不易保证；以主销孔定位钻锁销孔时，钻头经过十字相贯孔时，易出现单边切削现象，生偏移，造成主销孔与锁销孔中心距不易保证。 (2) 铣两钢板弹簧座平面；钻两钢板弹簧座平面十孔；钻铰锁销孔一粗铣主销孔上下端面；精铣主销孔上下端面；钻扩铰主销孔。在该方案中，存在以下问题：因该工艺方法是采用先钻锁销孔后钻主销孔，而主销及位置尺寸为关键尺寸，主销精度不易保证；采用先精铣主销孔上下端面后加工主销孔，端面相对主销孔的垂直度难以保证。 (3) 铣两钢板弹簧座平面；钻两钢板弹簧座平面十孔；钻铰锁销孔；粗铣主销上下端面；钻扩铰主销孔；精铣主销孔上下端面。在该方案中，存在以下问题：主销孔与锁销孔十字相贯孔尺寸公差 0 1易保证；采用铰削主销孔，其尺寸公差不易保证；最后精铣主销孔上下端面。主销孔与上下端面垂直度不易保证；主销孔长度尺寸不易保证。随着我国交通运输事业的迅速发展，汽车运输的承载重量和运行速度都在不断增加。于是人们对汽车的安全运行也越来越重视，所以对汽车车桥的设计也提出了更高的要求。由于国外汽车发展起步早，技术投入大，因此在技术上远远领先国内市场，当然也还有很多不足的地方，还需要改进，技术也还需要有所突破。汽车工业作为我国重点发展的支柱产业，其前景相当广阔。目前汽车零部件的生产有一定的潜力，但大多数企业在产品研究，开发等环节存在一定的欠缺，尤其缺少产品的自主开发能力，不能适应系统配套，模块供货，难以参与国际分工。因此，在今后的发展中，我国企业应积极吸收国际汽车先进技术，不断完善自主体系，如制动系统，转向系统等，扩大该产业的产品品种，提高整体技术水平，增强技术开发能力，促使企业更快的发展，适应汽车行业全球化趋势。 100 多年前，汽车刚刚诞生初期，其转向操纵是仿照马车和自行车的转向方式，即用一个操纵杆或手柄来使前轮偏转，从而实现转向。由于操纵费力且不可靠，以至于时常发生车毁人亡的事故。第一辆不用马拉的四轮车问世时，已经把前桥和前轮组成一个总成，此总成安装在曲轴上，可以绕前桥的中心的一个点转动，利用一个杆柱 ,连接前桥的重点，通过地板往上延伸，方向盘就紧固在杆柱上端，以此操纵汽车。这种装置在汽车车速不超过马车的速度时，还是很好使的，但当车速提高后，驾驶员就要求提高转向的准确性，以减少轮胎的磨损，提高轮胎的使用寿命。 1817 年，德国人林肯斯潘杰提出类似于现代汽车、将前轮用转向节与前梁连接的方式，他研制了一种允许汽车前轮在主轴上独立回转的结构，这就是把车轮与转向节连接起来，转向节又用可转动的销轴与前轴连接，从而发明了现代转向梯形机构。中国改革开放以来，在农村实行家庭联产承包责任制的改革，使农村的经济空前活跃。农村的货运量和人口流动量急剧增加，加快了运输机械化成为农村经济发展的迫切需要，也正是这一市场的需要使具有中国特色的运输机械小型载货汽车的应运而生。它解决了农村运输的急需，填补了村际、乡际，城镇及城乡结合部运输网络的空白，活跃了农村经济，为农村富裕劳动力找了一条出路，从而使数以万计的农民走上了小康之路。小型载货汽车制造工艺简单，价格便宜，购车农户一般在一年左右就可收回成本。另外，公路的快速建设也促进了小型载货汽车的发展，目前全国 98%的乡村都通上了公路，使得全国小型载货汽车有了用武之地。我们要开发的小型载货汽车要多进行优化设计，使产品新颖化，品种多样化以适应多种需要。在小型载货汽车的设计中，如何在复杂的路况下保证汽车能快速平稳的行驶，就是一个重要问题。于是就有了本课题的研究和设计。汽车前桥是行驶系统的重要组成部分，它通过悬架与车架相连，两端安装汽车的转向车轮，用于支持车架并传递车轮与车架之间的各种作用力，并驱使转向节的摆动来实现汽车的转向。利用铰链装置使车轮偏转一定角度，以实现车辆转向的车桥称为转向桥，一般汽车都以前桥为转向桥，本题前桥即为转向桥。转向桥不仅能使装在前端的左右车轮偏转一定的角度来实现转向，还应能承受垂直载荷和由道路、制动等力产生的纵向力和侧向力以及这些力所形成的力矩。因此，转向桥必须有足够的强度和刚度。车轮转向过程中内部件之间摩擦力应该尽可能小，并且保证汽车转向轻便和方向的稳定性。转向桥一般由前轴、转向节、转向节臂，转向节主销及轮毂组成。前桥一般位于汽车的前部，也称转向桥或驾驶桥。是通过悬架与车架相连，用以承受地面与车架之间的垂直载荷外，还承受制动力和侧向力以及这些力构成的力矩，并保证转向轮作正确的运动。在汽车使用中，转向桥的受力情况比较复杂，因此应具有足够的强度。为保证转向车轮的正确定位角度，使操纵轻便并减轻轮胎的磨耗，转向桥也应有足够的刚度。此外，还应尽量减轻转向桥的重量。前桥承受汽车的前部重量，把汽车的前进推力从车架传给车轮，并与转向装置的有关机件作关节式的联系，实施汽车的转向。越野汽车的前桥同时还承担着与驱动后桥同样的驱动任务。一般载货汽车采用发动机前置后桥驱动的布置形式，故其前桥为转向桥。汽车前桥设计时应保证有足够的设计强度，以保证可靠的承受车轮与车架之间的作用力；保证有足够的刚度，以使车轮定位参数不变；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摩擦；转向桥的质量尽量小，以减轻非簧上质量，提高汽车行驶平顺性。外文原文 is in of as or is to of is of of or as as to In in is so it In to to of of In to of In of in of is to to of is my a to of a as of In of of U is a a if is in is is or to is in to of to is of of in on so it t is my is of of is of It is by a of to of is of a in of is if is is a is up to of by on of At to a to a a a to is is to is of of is by a of is so as to of to on of is of of it is to to to in to in to or 2 of so 3a 4be as as to 5 be as as in to 6 be as as in to 1is is is of a 2 It is of is of to by 3it is as it a to is by a is to to a a as a a of on is in so it In to s is of as of is as 0of is is a is of a 53to to of At (1) of of of of on of In on of be be to of be (2) of on of a on of In is to fL is is to of of to is to (3) of on on In is to to to be on is to be So to of is so As a of to a as on of is At in of of to of to in of of in as of to of of 100 is on a or a to to of so a a on a of a is on in to in a or is to in to of 817, ay to he a of on to is a of s in is up it is of of - as It is to a so of of farmers 中国地质大学长城学院本科毕业设计题目汽车前桥设计系别工程技术系专业机械设计制造及其自动化学生姓名袁云东学号 05208315 指导教师于建波职称高级工程师 2012 年 5 月 02 日中国地质大学长城学院毕业设计开题报告学生姓名袁云东学号 05208315 专业班级机械设计制造及其自动化三班指导教师于建波职称高级工程师单位中国地质大学长城学院课题性质设计论文课题来源科研教学生产其它毕业设计题目汽车前桥设计一、课题研究的目的通过这次设计，进一步巩固和加深对所学的基础理论，基本技能和专业知识的认识掌握，培养查阅资料和文字表达等基本实践能力，提高自己独立处理问题的能力，以便将来能更好的与工作接轨。二、课题研究的意义前桥是汽车上一个重要的部分，主要包括转向节，转向主销，前轴等零部件，由于汽车的行驶过程中，前桥所处的工作环境恶劣，工作情况复杂，其承受的载荷也多为交变载荷，从而其零部件也容易出现疲劳裂纹甚至断裂现象。这就要求其在结构上必须有足够的强度、刚度和抗疲劳破坏的能力。车桥通过悬架与车架连接，支撑着汽车的大部分重量，并将车轮的牵引力或制动力，以及侧向力经过悬架传给车架。按照其使用功能划分，车桥可以分为转向桥、专项驱动桥、驱动桥和支撑桥。本次课题的主要内容就是要设计一个结构优良的非驱动桥，即转向桥。三、课题研究现状中国改革开放以来，在农村实行家庭联产承包责任制的改革，使农村的经济空前活跃。农村的货运量和人口流动量急剧增加，加快了运输机械化成为农村经济发展的迫切需要，也正是这一市场的需要使具有中国特色的运输机械小型载货汽车的应运而生。它解决了农村运输的急需，填补了村际、乡际，城镇及城乡结合部运输网络的空白，活跃了农村经济，为农村富裕劳动力找了一条出路，从而使数以万计的农民走上了小康之路。小型载货汽车制造工艺简单，价格便宜，购车农户一般在一年左右就可收回成本。另外，公路的快速建设也促进了小型载货汽车的发展，目前全国 98%的乡村都通上了公路，使得全国小型载货汽车有了用武之地。我们要开发的小型载货汽车要多进行优化设计，使产品新颖化，品种多样化以适应多种需要。在小型载货汽车的设计中，如何在复杂的路况下保证汽车能快速平稳的行驶，就是一个重要问题。于是就有了本课题的研究和设计。四、课题研究的内容本课题设计的前桥为转向从动桥，需要适应在不同路况，不同速度下的稳定形势，因此对前桥的要求也越来越高。因此设计需要从以下几方面进行： 1)保证有足够的设计强度，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摩擦。 4)转向桥的质量尽量小，以减轻非簧上质量，提高汽车行驶平顺性。五、整车参数汽车总质量 M（前桥轴载重量N) 汽车质心至前桥中心线距离汽车质心至后轴中心线距离轴距 L (前轮距 B(前钢板弹簧座中心距s(2500 8500 1800 1000 2800 1350 650 主销中心距汽车质心高度车轮滚动半径主销内倾角主销后倾角前轮外倾角前轮前束 (1200 850 350 6 2 1 2 六、研究方案七、进度安排 1. 第一阶段： 2011 年 12 月，确定毕业设计题目，查阅并收集整理相关资料； 2. 第二阶段： 2012 年 1 月到 2012 年 2 月，确定研究方法，分析处理数据，撰写论文大纲； 3. 第三阶段： 2012 年 3 月到 2012 年 4 月，构思论文内容，设计开题报告，完成论文初稿的撰写； 4. 第四阶段： 2012 年 4 月到 2012 年 5 月，论文修改润色，完成论文终稿，送交指导老师评审，进行答辩。确定设计任务汽车前桥功能分析技术设计方案设计前桥的主要元件设计总体规划设计确定设计方案技术评价设计方案分析前桥系统结构图主要元件的结构图可行性分析确定工作原理和技术要求八、预期结果汽车行业，包括前桥的制造，在国内的发展很有潜力。通过了解、熟悉国内外有关汽车前桥的设计创新情况，得知其发展现状与应用前景。由于时间紧张、设计中的不足，本次研究有可能还有需要完善的地方。本次开题报告只是初步的设计构思，但理论上任具有可行性，实践还有待进一步证明。九、参考文献 1银金光王宏主编机械设计课程设计北京：中国林业出版社， 2006 2 黄余平主编北京：人民交通出版社， 2005 3 濮良贵纪明刚主编机械设计北京：高等教育出版社， 2006 4 肖永清杨忠敏主编汽车前桥及转向系统结构与维修北京：国防工业出版社， 2004 5 刘涛主编汽车设计北京：北京大学出版社， 2000 6 陈家瑞主编汽车构造北京：机械工业出版社， 2005 7 小林明主编汽车工程手册北京：机械工业出版社， 1996 8 成大先主编机械设计手册北京：化学工业出版社， 1993 指导教师意见：指导教师签名：年月日教研室意见：审查结果：同意不同意教研室主任签名：年月日中国地质大学长城学院本科毕业设计文献综述系别：工程技术系专业：机械设计制造及其自动化姓名：袁云东学号： 05208315 2012 年 3 月 1 日文献综述 1、汽车前桥的概述汽车前桥是行驶系统的重要组成部分，它通过悬架与车架相连，两端安装汽车的转向车轮，用于支持车架并传递车轮与车架之间的各种作用力，并驱使转向节的摆动来实现汽车的转向。利用铰链装置使车轮偏转一定角度，以实现车辆转向的车桥称为转向桥，一般汽车都以前桥为转向桥，本题前桥即为转向桥。转向桥不仅能使装在前端的左右车轮偏转一定的角度来实现转向，还应能承受垂直载荷和由道路、制动等力产生的纵向力和侧向力以及这些力所形成的力矩。因此，转向桥必须有足够的强度和刚度。车轮转向过程中内部件之间摩擦力应该尽可能小，并且保证汽车转向轻便和方向的稳定性。 2、前桥的研究意义前桥是汽车上一个重要的部分，主要包括转向节，转向主销，前轴等零部件，由于汽车的行驶过程中，前桥所处的工作环境恶劣，工作情况复杂，其承受的载荷也多为交变载荷，从而其零部件也容易出现疲劳裂纹甚至断裂现象。这就要求其在结构上必须有足够的强度、刚度和抗疲劳破坏的能力。车桥通过悬架与车架连接，支撑着汽车的大部分重量，并将车轮的牵引力或制动力，以及侧向力经过悬架传给车架。按照其使用功能划分，车桥可以分为转向桥、专项驱动桥、驱动桥和支撑桥。本次课题的主要内容就是要设计一个结构优良的非驱动桥，即转向桥。 3、汽车前桥在我国的研究现状中国改革开放以来，在农村实行家庭联产承包责任制的改革，使农村的经济空前活跃。农村的货运量和人口流动量急剧增加，加快了运输机械化成为农村经济发展的迫切需要，也正是这一市场的需要使具有中国特色的运输机械小型载货汽车的应运而生。它解决了农村运输的急需，填补了村际、乡际，城镇及城乡结合部运输网络的空白，活跃了农村经济，为农村富裕劳动力找了一条出路，从而使数以万计的农民走上了小康之路。小型载货汽车制造工艺简单，价格便宜，购车农户一般在一年左右就可收回成本。另外，公路的快速建设也促进了小型载货汽车的发展，目前全国 98%的乡村都通上了公路，使得全国小型载货汽车有了用武之地。我们要开发的小型载货汽车要多进行优化设计，使产品新颖化，品种多样化以适应多种需要。在小型载货汽车的设计中，如何在复杂的路况下保证汽车能快速平稳的行驶，就是一个重要问题。于是就有了本课题的研究和设计。 4、汽车前桥研究设计的主要内容设计准备阅读设计任务书，明确设计要求、工作条件、内容和步骤；了解设计对象；阅读有关资料，明确课程设计的方法和步骤，初步拟定设计计划。桥的总体设计根据任务书中所给参数和工作要求，设计前桥整体结构。各零件的设计计算通过设计计算，确定各零件的主要参数和尺寸，一般包括前轴、转向节、转向节臂，转向节主销等参考文献 1银金光王宏主编机械设计课程设计北京：中国林业出版社， 2006 2 黄余平主编北京：人民交通出版社， 2005 3 濮良贵纪明刚主编机械设计北京：高等教育出版社， 2006 4 肖永清杨忠敏主编汽车前桥及转向系统结构与维修北京：国防工业出版社， 2004 5 刘涛主编汽车设计北京：北京大学出版社， 2000 6 陈家瑞主编汽车构造北京：机械工业出版社， 2005 7 小林明主编汽车工程手册北京：机械工业出版社， 1996 8 成大先主编机械设计手册北京：化学工业出版社， 1993 摘要中国改革开放以来，在农村实行家庭联产承包责任制的改革，使农村的经济空前活跃。农村的货运量和人口流动量急剧增加，加快了运输机械化成为农村经济发展的迫切需要，随之小型载货汽车也就应运而生，而前桥作为汽车上一个重要的零部件，也显得尤为重要。前桥一般位于汽车的前部，也称转向桥或驾驶桥。是通过悬架与车架相连，用以承受地面与车架之间的垂直载荷外，还承受制动力和侧向力以及这些力构成的力矩，并保证转向轮作正确的运动。在汽车使用中，转向桥的受力情况比较复杂，因此应具有足够的强度。如何保证转向车轮的正确定位角度，转向桥有足够的刚度，使操纵轻便并减轻轮胎的磨耗、汽车能快速平稳的行驶，就是一个重要问题。于是就有了本课题的研究和设计。本文首先对汽车前桥的发展历史做了相关描述，然后小型载货汽车的特点及国内外的发展现状进行了相关的描述，详细分析了前桥的组成和各部件的作用，之后对转向前桥做了详细的设计计算，主要计算了前梁、转向节等在制动和侧滑两种工况下的工作应力。本次设计的绘图均由关键字：汽车 ; 前桥 ; 前梁 ; 转向节 he of of in is in of in up an a as an is in of as or Is to to to of of of by be of to of of to of be is an So be of of of of at in of of of of to do of of in of by AD 录 1、绪论 . 1 车前桥的发展简史 . 1 题的研究现状 . 1 桥的作用与组成 . 1 桥的设计步骤 . 2 桥的结构形式 . 2 桥设计 . 2 2、前桥的概述和设计要求 . 2 桥简介 . 2 桥的基本参数 . 2 桥的设计要求 . 3 计要求 . 3 构参数 . 3 3、前桥的结构 . 4 桥的结构概述 . 4 桥的选择 . 5 车参数 . 5 4、汽车前桥的设计计算 . 6 桥在不同工作条件下的受力分析 . 6 车在制动时前梁的应力计算 . . . 汽车在侧滑时前梁的应力计算 . 9 向节在受力分析 . 10 车在制动时转向节的应力计算 . 10 车在侧滑时转向节的应力计算 .他零部件的选用 .、结论 . 12 6、参考文献 . 13 7、致谢 . 14 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 1 1 绪论车前桥的发展简史 100 多年前，汽车刚刚诞生初期，其转向操纵是仿照马车和自行车的转向方式，即用一个操纵杆或手柄来使前轮偏转，从而实现转向。由于操纵费力且不可靠，以至于时常发生车毁人亡的事故。第一辆不用马拉的四轮车问世时，已经把前桥和前轮组成一个总成，此总成安装在曲轴上，可以绕前桥的中心的一个点转动，利用一个杆柱 ,连接前桥的重点，通过地板往上延伸，方向盘就紧固在杆柱上端，以此操纵汽车。这种装置在汽车车速不超过马车的速度时，还是很好使的，但当车速提高后，驾驶员就要求提高转向的准确性，以减少轮胎的磨损，提高轮胎的使用寿命。 1817年，德国人林肯斯潘杰提出类似于现代汽车、将前轮用转向节与前梁连接的方式，他研制了一种允许汽车前轮在主轴上独立回转的结构，这就是把车轮与转向节连接起来，转向节又用可转动的销轴与前轴连接，从而发明了现代转向梯形机构。题的研究现状中国改革开放以来，在农村实行家庭联产承包责任制的改革，使农村的经济空前活跃。农村的货运量和人口流动量急剧增加，加快了运输机械化成为农村经济发展的迫切需要，也正是这一市场的需要使具有中国特色的运输机械小型载货汽车的应运而生。它解决了农村运输的急需，填补了村际、乡际，城镇及城乡结合部运输网络的空白，活跃了农村经济，为农村富裕劳动力找了一条出路，从而使数以万计的农民走上了小康之路。小型载货汽车制造工艺简单，价格便宜，购车农户一般在一年左右就可收回成本。另外，公路的快速建设也促进了小型载货汽车的发展，目前全国 98%的乡村都通上了公路，使得全国小型载货汽车有了用武之地。我们要开发的小型载货汽车要多进行优化设计，使产品新颖化，品种多样化以适应多种需要。在小型载货汽车的设计中，如何在复杂的路况下保证汽车能快速平稳的行驶，就是一个重要问题。于是就有了本课题的研究和设计。桥的作用与组成汽车前桥是行驶系统的重要组成部分，它通过悬架与车架相连，两端安装汽车的转向车轮，用于支持车架并传递车轮与车架之间的各种作用力，并驱使转向节的摆动来实现汽车的转向。利用铰链装置使车轮偏转一定角度，以实现车辆转向的车桥称为转向桥，一般汽车都以前桥为转向桥，本题前桥即为转向桥。转向桥不仅能使装在前端的左右车轮偏转中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 2 一定的角度来实现转向，还应能承受垂直载荷和由道路、制动等力产生的纵向力和侧向力以及这些力所形成的力矩。因此，转向桥必须有足够的强度和刚度。车轮转向过程中内部件之间摩擦力应该尽可能小，并且保证汽车转向轻便和方向的稳定性。转向桥一般由前轴、转向节、转向节臂，转向节主销及轮毂组成。桥的设计步骤桥的结构形式前桥按与之匹配的悬架结构不同，可分为非断开式与断开式两种。小型载货汽车要求价廉，所以多采用非断开式前桥。非断开式的前桥主要有前梁、转向节和转向主销组成。桥设计转向前桥主要零件尺寸的确定，前梁、无缝钢管型断面，可采用常规设计。零件工作应力计算 :制动时前梁应力计算；最大侧压力的情况下的应力计算；其他零件的选用。 2、前桥的概述和设计要求桥简介前桥一般位于汽车的前部，也称转向桥或驾驶桥。是通过悬架与车架相连，用以承受地面与车架之间的垂直载荷外，还承受制动力和侧向力以及这些力构成的力矩，并保证转向轮作正确的运动。在汽车使用中，转向桥的受力情况比较复杂，因此应具有足够的强度。为保证转向车轮的正确定位角度，使操纵轻便并减轻轮胎的磨耗，转向桥也应有足够的刚度。此外，还应尽量减轻转向桥的重量。前桥承受汽车的前部重量，把汽车的前进推力从车架传给车轮，并与转向装置的有关机件作关节式的联系，实施汽车的转向。越野汽车的前桥同时还承担着与驱动后桥同样的驱动任务。一般载货汽车采用发动机前置后桥驱动的布置形式，故其前桥为转向桥。桥的基本参数主销后倾角：为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，前桥的主销在汽车的纵向和横向平面内都有一定的倾角。在纵向平面内，中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 3 主销上部向后倾斜一个角，称为后倾角。主销后倾使主销轴线与路面的交点位于轮胎接地中心之前，该距离称为后倾拖距。当直线行驶时的汽车的转向轮偶然受到外力作用而稍有偏转时，汽车就偏离直线行驶而有所转向，这时引起的离心力使路面对车轮作用着一阻碍其侧滑的侧向反力，使车轮产生绕主销旋转的回正力矩，从而保证了汽车具有较好的直线行驶稳定性。此力矩称为稳定力矩。稳定力矩也不宜过大，否则在汽车转向时为了克服此稳定力矩，需要在方向盘上施加更大的力，导致方向盘沉重。后倾角通常在 3以内。主销内倾角：在横向平面内，主销上部响内倾斜一个角，称为主销内倾角。主销内倾也是为了保证汽车直线行驶的稳定性并使转向轻便。主销内倾使主销轴线与路面的交点至车轮中心平面的距离，即主销偏移距减小，从而可减小转向时需加在方向盘上的力，使转向轻便，同时也可减小转向轮传到方向盘上的冲击力。主销内倾使前轮转向时不仅有绕主销的转动，而且伴随车轮轴及前横梁向上的移动，当松开方向盘时，所储存的上升位能能使转向轮自动回正，保证汽车作直线行驶。内倾角一般为 5 8；主销偏移距一般为 3040车、轻型货车可选较大的主销内倾角，以提高其转向车轮的回正能力。但内倾角也不宜过大，即主销偏移距不宜过小，否则在转向过程中车轮绕主销偏转时，随着滚动，将伴随着沿路面的滑动，从而增加轮胎与路面间的摩擦阻力，使转向变得沉重。车轮外倾角：转向轮在安装时，其轮胎中心平面不是垂直于地面，而是向外倾斜一个角度，这个角度称为车轮外倾角。这个角一般为 5 一般为 1左右。它可以避免汽车载重时车轮产生内倾，同时也和弓形的路面相适应。由于车轮外倾使轮胎接地点向内缩，缩小了主销偏移距，从而使转向轻便并改善了制动时的方向稳定性。前束：前轮安装后，两前轮的旋转平面不平行，前端略向内束，称为前束。两轮前端距离小于后端距离，其差值是前束值，一般在 1 12前束的作用是为了消除汽车在行驶中因车轮外倾导致的车轮前端向外张开的不利影响，消除因前轮外倾使汽车行驶时向外张开的趋势，减少轮胎磨损和燃料消耗。桥的设计要求计要求保证有足够的设计强度，以保证可靠的承受车轮与车架之间的作用力。保证有足够的刚度，以使车轮定位参数不变。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摩擦。转向桥的质量尽量小，以减轻非簧上质量，提高汽车行驶平顺性。构参数载重质量 1500车总质量 2500箱尺寸 3300*1600*360 前轮为单轮胎，后轮为双轮胎中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 4 有关国家标准 3、前桥的结构桥的结构概述用前桥转向时当今汽车的基本趋势。从动转向桥的基本结构主要由前轴、转向节和轮毂三部分组成。前轴：前桥的主要零件的结构形式：前轴是前桥的主体，按其整体形状可分为直式和中部下沉式两种。直式前轴由于锻造工艺简单，在汽车总布置允许的情况下可以采用。中部下沉式前轴可以降低发动机的位置，从而降低汽车的重心，有利于提高汽车行驶稳定性，并可降低驾驶室的高度，减小迎风的面积，改善汽车的空气动力性，对长头式驾驶室汽车又可加宽驾驶员视野。因此，中部下沉式前轴得到最广泛的应用。中部下沉式前轴按其截面形状及制造工艺又可分为工字形断面和圆管形断面两种。工字形断面多用 45 号碳素结构钢整体锻造，其抗弯强度高，自重小，但锻造工艺复杂，需要大型锻造设备，多为大型制造厂采用。圆管形断面的前轴中部采用无缝钢管，两端焊有拳形主销支座。这种前轴取材方便，不需要大型锻造设备，适用于中小型汽车制造厂。前轴材料多用 35、 40、 45号碳素结构钢或用 3040锻造和回火后，经过调质处理。转向节：转向节俗称羊角，它通过主销将前轴与车轮相连接，并驱使前轮转动，实现汽车转向。转向节由固定制动器底板的凸缘和支撑轮毂的指轴构成。转向节一般由三种结构型式，即整体煅造式、焊接式和螺栓连接式。转向节材料为中碳合金钢，并经模锻和热处理。转向节主销：转向节主销俗称大王针，有空心和实心两种。转向节主销承受强烈的冲击载荷，它要求具有很高的表面硬度和耐磨性，且要求心部具有一定的韧性。转向节主销多用 200造，也有用 2020过渗碳处理。主销的几种结构型式如下图所示，其中比较常用的是前两种，即圆柱实心型和圆柱空心型两种。图 1 主销的类型中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 5 转向节主销衬套：转向节主销衬套工作条件恶劣，负荷较大。多用耐冲击、耐磨损的青铜或铁基粉末冶金制造，也有刚转向节止推轴承：汽车转向节销止推轴承是安装在前桥转向节部位的重要零件，它既要承载着车身的重力，又要保证前轮转向的灵活平稳。由于汽车是在不同的路面上行驶，各种颠簸所形成的冲击力都要作用在轴承上，所以要求轴承具有很高的额定静负荷能力。目前主要的止推轴承主要有圆柱滚子轴承、单列圆锥滚子轴承、推力球轴承、推力圆锥滚子轴承四大类。前轮轮毂：轮毂通过两个圆锥滚子轴承支撑在转向节轴上，轴承的松紧度可由调整螺母进行调整，并用锁紧装置锁紧。为防止润滑脂进入制动鼓内，轮毂内侧装有双外刃油封和挡油盘。轮毂外端面用轴头盖封住，以防止泥沙侵入。目前，轮毂多用可锻铸铁锻铸铁有较高强度、塑性和韧性，可满足汽车轮毂的工作条件。也有采用球墨铸铁和碳素钢铸造，经渗碳处理。桥的选择转向前桥有断开式和非断开式两种，非断开式结构简单，承载能力较大，成本较低，在现代汽车上得到广泛应用，因此本设计就采用非断开式前桥。前桥结构形式：无缝钢管的中间部分和模锻成型的两端拳形部分组焊而成转向节结构：整体锻造式注销结构：圆柱实心主销转向节推力轴承结构：调心球轴承车参数汽车总质量 M （ :2500 前桥轴载重量 1G (N):8500 汽车质心至前桥中心线距离 1L (1800 汽车质心至后轴中心线距离 2L (1000 轴距 L (2800 前轮距 B (1350 前钢板弹簧座中心距 s (650 主销中心距 1B (1200 汽车质心高度gh(850 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 6 车轮滚动半径 r (350 主销内倾角 : 6 主销后倾角 : 2 前轮外倾角 : 1 前轮前束 ( 2 4、汽车前桥的设计计算转向前桥的设计计算主要是计算前桥、转向节、主销、主销上下轴承、转向节推力轴承或止推垫片等在制动和侧滑两种工况下的工作应力。绘制计算用简图时刻忽略车轮的定位角，即认为主销内倾角、主销后倾角、车轮外倾角均为 0，而左、右转向节轴线重合且与主销轴线位于同一侧向垂直平面内。桥在不同工作条件下的受力分析前桥的受力弯矩图图 2 前桥的受力弯矩图 1 为制动工况下的弯矩图 2 为侧滑工况下的弯矩图 1Z 、用在前桥左、右车轮上的铅直反力（垂直路面）中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 7 作用在前桥左、右车轮上的制动力（垂直前桥，贴于路面）作用在前桥左、右车轮上的侧向力（平行前桥，贴于路面） 1G 前桥满载静负荷 (本车为 8500N) r 前车轮轮胎滚动半径（本车 350 车轮满载重心高度（本车 850 B 前轮距（本车 1350 S 前桥两板簧座中心距（本车 650） 1B 两转向节销孔中心线与转向节轴颈中心线交点间的距离（本车 1200动时前梁应力计算制动时前轮承受的制动力Z 传给前桥，使前桥承受转矩和弯矩。此时制动力向力 0。制动时汽车质量向前桥转移，则前轮所承受的地面垂向反力为 1Z =21G 1m（公式 1） 1G 汽车满载静止于水平路面时前桥给地面的载荷， 1m 汽车制动时对前桥的质量转移系数，由汽车构造，可取处取量分配到前桥 35%。 1Z =6375N 前轮所承受的制动力 1Z =3825N （公式 2）由汽车设计查的，轮胎与地面的附着系数取 Z 和前梁引起的垂向弯矩水平方向的弯矩两钢板弹簧座之间达到最大值，分别为： 1Z l （公式 3） hM=l（公式 4）其中， 2l = 2/)( ，见图 4 图中 1l =(B - 1B )/2 N，取00N 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 8 则916250 N338750 N制动力 rNT=1338750 N前梁在钢板弹簧座附近危险截面处的弯曲应力 w 和扭转应力分别为： w=总M W/=（ 222T ） 2/1 W/ （公式 5） /T （公式 6）其中，垂直平面内的弯矩；为前梁弯曲截面系数， W ( 3D - 3d )/32 （公式 7）设计中为预选前梁在板簧座处的弯曲截面系数3,可采用经验公式 VW=2200 （公式 8）其中， m=74%M， l=2l 所以9432 3 对于圆形截面 W 3D /32 （公式 9）则可初步预算出 D=67 D=70， d=50 W ( 3D - 3d )/32 ， 3D (1- 4 ) 则 W =12470 3 =30999 3 代入公式（ 5）和公式（ 6）可得，板簧座处弯曲应力 =216 =险截面为圆面），前轴可采用 40硬度为由机械设计手册可查得 w=355 =200 经校核，强度符合强度要求，故选取尺寸为 D=70d=50合要求。中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 9 车在侧滑时前梁的应力计算设汽车高速行驶时，急速右转弯。确定侧向滑移附着系数：在侧滑的临界状态下，即在最大侧向力时，横向反作用力等于离心力高F，并达到最大值高F= 1G 2V / （公式 10）最大侧向力： 1G 1 （公式 11）为保证汽车不会横向翻车，须使清V翻V，则有1g R， 1 2/ 即 1 1 为汽车承受最大侧向力时无纵向力的作用，此时前梁仅受弯矩的作用。左、右前轮承受的地面垂直反作用力和横向侧向反力各不相同，左、右前轮

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