汽车前桥设计说明书【装配图插入文档最后】

汽车前桥设计说明书 二、结构参数选择 1、 汽车总布置整车参数见表 1： 表 1 汽车总质量N） 前轴轴载质量N） 汽车质心至前轴中民线距离 汽车质心至后轴中心线距离 L2(轴距 L（ 汽车质心高度hg(前钢板弹簧座中心距B (58359 20727 2133 1175 3308 1180 780 主销中心距B (前轮距B1(车轮滚动半径 rr(主销内倾角 主销后倾角 前轮外倾角 a 前轮前束（ 1415 1584 480 8 1 2 2、从动桥结构形式 本前桥采用非断开式转向从动桥 3、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：国柱实心主销。 （ 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 4、前轮定位角 本型前轮定位角选择见表 1 三、前桥强度计算 1、前轴强度计算 （ 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 （ 2）前轴计算载荷的计算 ）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 取路面附着糸数 =动时前轴轴载千质量重新分配分配糸数 12 =直反作用力： 1 =向反作用力： 1r= 21）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）确定侧向滑移附着糸数： 在侧滑的临界状态，横向反作用力等于离心力 F 离，并达到最大值 F 离 =1 ,1 ，为保证不横向翻车，须使 V 滑 A 工字形断面前轴 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 图 3 前轴简化图 b)计算断面 糸数 i) -断面 如图 3所示 垂直面内抗弯断面糸数 616 36606172633313 H I=水平面内抗弯断面糸数 2 1 7 4 4726 3331 ） 断面 换算断面简图如图 4 图 4 面计算简图 垂直面内抗弯断面系数 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 坐标： =)2/(*)()2/1(2/1*121112211 = 该断面对形心轴的惯性矩： 31 上翼面的抗弯断面系数： 上下翼面的抗弯断面系数： 下水平面内抗弯断面系数： 6 1 抗扭断面系数 由经验公式得 33332321732293375)3375(121)24368()2(375(4368( -断面 面计算简图如图 5 如图 5 面计算简图 1）垂直面内，水平面内的抗弯断面系数： 322 4 0 2)1552(643)(6/ 9 1 3)1552(52643)(6/2）抗扭断面系数： 33 -断面 1）垂直面内，水平面内抗弯断面系数： 3224322 0 2 3 7 86524362）抗扭断面系数： 3334 9 1 0432 6 3.0 v) 各断面尺寸参数 见表 5： 表 5 单位 ： - - - - B 72 92 0 50 1t b 72 58 43 43 1b 60 16 2t t 12 42 h 36 43 15 H 61 68 52 52 面系数计算结果列表见表 6 表 6 单位 ： 3 - - - - W 21744 73229 5）应力计算 a)计算公式 i)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 “合 扭转应力： 在矩形长边中点上的扭转应力 矩形短边中点上的扭转应力 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： 22 3 合车侧滑时 垂直面弯曲应力 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 ： 28 /10 - - - - 紧急制动 d 滑 不平路 6） 轴材料的许用应力 材料： 30 调质硬度 ： 281 )/( 2 800 937 许用应力： )合 2、转向节强度计算 作用力 11Z 、 11X 、 11Y 按表 1值 （ 2）截面系数计算 取轮毂内轴承根部处指轴为计算断面 4 132 453233 （ 3）弯矩计算 A 紧急制动时 221211 B 侧滑时 5 8 3 24 8 5 9 3 7 911111 C 超越不平路面时 （ 4）计算用参数 51 d ， 201 C ， 302 d （ 5）应力计算 A）紧急制动时 4 1 5 3 0 B）侧滑时 4 1 5 8 8 7 3 2 C）超越不平路面时 9 5 4 15 1 8 1 7 5 （ 6）弯矩、应力计 算结果列表见表 8 表 8 功况 M 紧急制动 滑 63285 超越不平路 518175 7）转向节的材料、许用应力及强度校核 材料 40用应力 s 查 2/980 ) 3、主销强度计算 （ 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 （ 2）主销受力计算参数见表 9 表 9 参数车行 a b c e f l 1l n r D h H 7 70 20 497 360 21 165 21 480 30 37 40 （ 3）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） 1Z 、 1X 、 1Y 按表 1 取值 B）汽车紧急制动时 力 1Z 在主销的支承反力 1S 和 1S 。 6902111 主销受到 1X 和 u 的作用，力 u 由下式求得： 5 91 6 5 8 3 211 X 在主销的两个支承上反作用力 2S 和 2S 01183212 71183212 力 u 在主销的两个支承上反作用力 3由制动力矩 作用，在主销的 两个支撑上产生反作用力 4S 和 4S r 作用在主销下端的 合力（图 14） 1 0 2) 4 5 4 2 5()()(22242231C)汽车侧滑时 左主销上支承的 反作用力 1 4 3 7 5 9 611上 左主销下支承的 反作用力 7 4 3137 3 7 5 9 611 下右主销上支承的 反作用力 上右主销下支承的 反作用力 911 下D）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 1S 和 1S 。 （ 4）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） A) 汽车紧急 制动时 =) 汽车侧滑时 下=) 汽车越过不平路面时 1 = 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 )1(32 443 =)主销剪切面积 )(4 22 =) 主销衬套挤压面积 =1200:主销外径， d：主销内径 （ 6）应力计算 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 侧滑时 下越过不平路面时 1 1 公式编号 67 68 69 （ 7）载荷、弯矩、应力计算结果列表见表 11： 表 11 主销受力单位 ： N M 单位： 2 其余量单位 ： 2/ 主销受力 M c紧急制动 S 滑 上1S 8）主销材料及许用应力 4