汽车转向桥桥设计说明书

1汽车转向桥设计说明书任务书要求（1）了解汽车转向桥的结构，功能（2）进行汽车转向桥的受力分析（3）总体方案设计（4）画出转向节的零件图（5）画出转向桥的总装图一、概述转向桥是利用转向节使车轮偏转一定的角度以实现汽车的转向，同时还承受和传递汽车与车架及车架之间的垂直载荷、纵向力和侧向力以及这些力形成的力矩。转向桥通常位于汽车的前部，因此也常称为前桥。各类汽车的转向桥结构基本相同，主要有前轴（梁）、转向节、主销和轮毂1前轴由中碳钢锻造，采用抗弯性较好的工字形断面。为了提高抗扭强度，接近两端略呈方形。前轴中部下凹使发动机的位置得以降低，进而降低汽车质心，扩展驾驶员视野，减小传动轴与变速器输出轴之间的夹角。下凹部分的两端制有带通孔的加宽平面，用以安装钢板弹簧。前轴两端向上翘起，各有一个呈拳形的加粗部分，并制有通孔。2主销即插入前轴的主销孔内。为防止主销在孔内转动，用带有螺纹的楔形销将其固定。3转向节转向节上的两耳制有销孔，销孔套装在主销伸出的两端头，使转向节连同前轮可以绕主销偏转，实现汽车转向。为了限制前轮最大偏转角，在前轴两端还制有最大转向角限位凸块或安装限位螺钉。转向节的两个销孔，要求有较高的同心度，以保证主销的安装精度和转向灵活。为了减少磨损，在销孔内压入青铜或尼龙衬套。衬套上开有润滑油槽，由安装在转向节上的油嘴注入润滑脂润滑。为使转向灵活轻便，还在转向节下耳的上方与前轴之间装有推力轴承11；在转向节上耳与前轴之间，装有调整垫片8，用以调整轴向间隙。2左转向节的上耳装有与转向节臂9制成一体的凸缘，在下耳上装有与转向节下臂制成一体的凸缘。两凸缘上均制有一矩形键与左转向节上、下耳处的键槽相配合，转向节即通过矩形键及带有键形套的双头螺栓与转向节上下臂连接。4轮毂轮毂通过内外两个滚锥轴承套装在转向节轴颈上。轴承的松紧度可以由调整螺母调整，调好后的轮毂应能正、反方向自由转动而无明显的摆动。然后用锁紧垫圈锁紧。在锁紧垫圈外端还装有止推垫圈和锁紧螺母，拧紧后应把止推垫圈弯曲包住锁紧螺母或用开口销锁住，以防自行松动。轮毂外端装有冲压的金属端盖，防止泥水或尘土浸入。轮毂内侧装有油封有的油封装在转向节轴颈的根部，有的还装有挡油盘。一旦油封失效，则外面的挡油盘仍可防止润滑脂进入制动器内。本文设计的是JY1061A型采用前置后轮驱动的载货汽车转向桥，因此该转向桥为从动桥。从动桥的功用从动桥也称非驱动桥，又称从动车轴。它通过悬架与车架（或承载式车身）相联，两端安装从动车轮，用以承受和传递车轮与车架之间的力（垂直力、纵向力、横向力）和力矩。并保证转向轮作正确的转向运动1、设计要求（1）保证有足够的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磨损。（4）转向桥的质量应尽可能小以减少非簧上质量，提高汽车行驶平顺性。通过对CJ1061A型前桥的设计，可以加深我们的设计思想，即（1）处理好设计的先进性和生产的可能性之间的关系；（2）协调好产品的继承性和产品的“三化”之间的关系。2、结构参数选择JY1061A型汽车总布置整车参数见表13表1汽车总质量GA（N）前轴轴载质量G1（N）汽车质心至前轴中民线距离L1（MM）汽车质心至后轴中心线距离L2MM轴距L（MM）汽车质心高度HGMM前钢板弹簧座中心距BMM58359207272133117533081060780主销中心距BMM前轮距B1MM车轮滚动半径RRMM主销内倾角主销后倾角前轮外倾角A前轮前束（MM）141515844808251221、转向桥结构形式本前桥采用非断开式转向桥22、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）主销结构型式圆柱实心主销。（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23、前轮定位角本型前轮定位角选择见表1二、转向桥强度计算1、前轴强度计算11、前轴受力简图如图1所示4图1汽车向左侧滑时前轴受力图12、前轴载荷计算）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07制动时前轴轴载千质量重新分配分配糸数M116312LHG07615垂直反作用力Z1LZ1R168916N21GM6307横向反作用力X1LX1R118241N1）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,YMAXG1GRVG215,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3700348NMM6130726331HHBBWI水平面内抗弯断面糸数MNBTHTI214637256231）断面8换算断面简图如图4图4IIII断面计算简图垂直面内抗弯断面系数断面为上，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XCXC的坐标FIY2HBBTTHTBT2/2/1/111230796216830794Y2225470HYT12437018296H该断面对形心轴的惯性矩33121470869XCJBYHBYM上翼面的抗弯断面系数91370869542XCJWYM上下翼面的抗弯断面系数2317086945XCJWYM下水平面内抗弯断面系数331262789WBTBTHM抗扭断面系数由经验公式得1233236843627511278436167543210359741684104573HHCBBBBBTHHCBBWN332957MIII断面IIIIII断面计算简图如图510如图5IIIIII断面计算简图1）垂直面内，水平面内的抗弯断面系数333322“34/618952650WBHHM2）抗扭断面系数216079435取BHM331752NWIV断面1）垂直面内，水平面内抗弯断面系数322“47160453698MHBW2）抗扭断面系数333029NBV各断面尺寸参数见表5表5单位M11JY1061B7292B160501T125125B72584343160162T125125T1242H364315H61685252VI断面系数计算结果列表见表6表6单位NMW3700348343472141891352193787W“217442782297114022160247NW6293557171735122091034（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WM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NWMMAX12在矩形短边中点上的扭转应力MAX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23合DII汽车侧滑时垂直面弯曲应力WMIII汽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28/10MN183508155406149147120289“218602134293173179101826MAX66696307075271424紧急制动D402110300300357270496140侧滑9096040053125804173836越不平路“281197238135228545184324（6）JY1061前轴材料的许用应力材料30CR调质硬度HB241281800937/2MNB许用应力BS706合SS702、转向节强度计算作用力、按表11取值1ZX1Y1321、截面系数计算取轮毂内轴承根部处指轴为计算断面64891325DW22、弯矩计算A紧急制动时28530130287169022121XZCM制B侧滑时60583249531RY制C超越不平路面时51872075981ZM制计算用参数JY1061，41D132D23、应力计算A）紧急制动时9648150W制B）侧滑时85327M侧C）超越不平路面时9164851越弯矩、应力计算结果列表见表8表8功况M紧急制动825303221558侧滑56587326963285超越不平路5181755795124、转向节的材料、许用应力及强度校核材料JY106140GR14许用应力查YB671S2/980MNB756BS3、主销强度计算31、主销作用力计算简图如图6如图6主销作用力计算简图主销受力计算参数见表9表9参数车行ABCEFL1LNRDHHJY106167702049736021B1652B48030374032、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）、按表1取值1ZXYB）汽车紧急制动时力在主销的支承反力和。11SNBALZS510427658490211主销受到和U的作用，力U由下式求得X154605918321LXU力在主销的两个支承上反作用力和12SNBAS56047832X811力U在主销的两个支承上反作用力和3SNBAS36291746050493由制动力矩的作用，在主销的两个支撑上产生反作用力和RX14SBARS185137480214作用在主销下端的合力（图14）NSSS274910184557863652221C汽车侧滑时左主销上支承的反作用力NBAZFYSLL42171375842960519上左主销下支承的反作用力NBALZEYSL723413758294512961下右主销上支承的反作用力NBALFSRR531上16右主销下支承的反作用力NBALZEYSRR410911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和。1SNBALZS259801133、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181678699NMMHSMB汽车侧滑时124852504NMM下C汽车越过不平路面时265072NMMHS1（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265072MM31324DDWB主销剪切面积70686MM242DFD主销衬套挤压面积1200MM2HDD主销外径，D主销内径1734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WMFSFSC侧滑时下C下越过不平路面时FS1FSC1公式编号676869载荷、弯矩、应力计算结果列表见表1188详细DWG图纸三二1爸爸五四0六全套资料低拾10快起表11主销受力单位NM单位其余量单位2M2/MN主销受力MC紧急制动S49102271216783996857469540920上24602侧滑下3867618越过不平路面1S5980215