JY1061型汽车前桥设计说明书

1、汽车前桥设计说明书二、结构参数选择1、JY1061A 型汽车总布置整车参数见表1：表 1汽车总前轴轴汽车质汽车质轴距 L汽车质前钢板质量载质量心至前心至后（mm）心高度弹簧座Ga（N） G1（N） 轴中民轴中心hg(mm)中心距线距离线距离BL1（mm） L2(mm)(mm)58359207272133117533081180780主销中前轮距车轮滚主销内主销后前轮外前轮前心距B1(mm)动半径倾角 倾角 ?倾角 a束（mm）rr(mm)B(mm)1415158448082.5 122、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

2、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=0.7制动时前轴轴载千质量重新分配分配糸数m1= hg1= 0.7 1.061 =1

3、.631L 21.175垂直反作用力： Z1l = Z1r= m1G1.631 20727 =16902.96N22横向反作用力： X1l=X 1r=m1G2=11832.00N）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 = G1V 2,Y max=G1gR，为保证不横向翻车，须使 V 滑V 翻，则有： gRgRB1 ，所以 B1 ，2hg2hg得到 1.584 =0.747，取=0.652 1.06（ 2）对车轮接地点取矩垂直反作用力：Z 1lG1 (12hg)

4、= 20727(12 1.06 0.65 ) =19379.22N2B121.584Z 1lG1 (12hg) =1347.78N2B1横向反作用力Y1lG1(12hg2)B1Y1rG1(12hg2)B1=12596.49N=876.06N）越过不平路面汽国越过不平路面时， 因路面不平引起垂直动载荷，至使垂直反作用力达到最大值取动载荷糸数=2.5Z1lZ1rG12.520727N225908.752载荷计算结果列表，如下表2：表2单位 N紧急制动Z116902.68X111832.00侧滑Z1l19379.22Z1r1347.78Y1l12596.49Y1r876.06越过不平路 Z12590

5、8.75面(3)弯矩及扭矩计算选择下述四个部位计版式其断面的弯矩、扭矩 -断面位于钢板弹簧座内侧，属于前轴中部最弱部位。此断面内弯矩最大（钢板弹簧座可视为梁的固定端） ，故两钢板弹簧之间这段梁可不考虑受扭）-断面位于钢板弹簧座外侧附近，此断面内就弯矩最大，而扭矩最小-断面处的弯矩，扭矩均较大-断面位于梁端，此断面内扭矩最大，而弯矩最小各断面示意图如图1各断面的计算参数如下表3表 3 参数L1L2L3L4h1h2h3h4车型JY1061402316167138129125340各断面弯扭矩计算如下）紧急制动垂直面内弯矩M=Z1l i水平面内弯矩M =X1l i上式中 Li 对应与 -、 -、 -

6、、 -断面分别带入L1、L2 、L3 、L4钢板弹簧外侧扭矩Mn=X1上式中 hi 对应与 -、 -、 -断面分别带入h2、h3、h4。）侧滑左侧各断面垂直面内弯矩M1=Z1l-Y 1l (rr-hi)上式中 Li,hi 带入值与紧急制动时一致）越过不平路面垂直面内弯矩M =Z1Li式中 Li 带入与上面计算中一致弯扭矩计算结果如下表4表4单位 N结果 -工况紧M 6794953.745341306.922822779.292332596.06急M 47564643783891219759441632816制动Mn4153034.704200362.855277075.555679363.8侧

7、滑M13369077.681652078.65-2306125.86-2069777.16越不M 10415317.581868494326761.253575407.5平路(4)断面糸数计算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WI IBH 3b1 h372 61360 36 3=37003.47N.mm6H661水平面内抗弯断面糸数2t1 B 3h3 t2 12.5 72336 123WII II67221744 N .mm6B） - 断面 换算断面简图如图4图 4 II

8、II 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 Xc-Xc 的坐标：Fiyiy2Fi= Bt1 * 1/ 2t1bt 2 ( H1/ 2t2 )( BB1 ) * h(t1h / 2)Bt1bt 2(BB1 ) h=30.796y2Hy167 30.79637.204该断面对形心轴的惯性矩：J xc1 (By13B1 h1 3by23b1h2 3 )311277853 .762mm4上翼面的抗弯断面系数： J xcW上y11277853.76230.79641494.15m3下翼面的抗弯断面系数：

9、JxcW下y21277853.6237. 20434347.214m3水平面内抗弯断面系数：W1 (B3 t1 b3t2 t 3 h)6B27822.97 mm3 抗扭断面系数由经验公式得C12B1.26( Hh)2751.26 (68 43) 134.2522C2HHh1.76(Bb )1.67(2)681.6768431.76(7543)2134.25BBb92587522bBt754233Wn1 C1( H2h )3C 2 (Bb ) 33Bb1 134.25(68243)3C121(7533)33753373229 mm3iii) -断面III-III断面计算简图如图5如图 5III-

10、III断面计算简图1）垂直面内，水平面内的抗弯断面系数：W3b / 6H (H 3h3 )643(523153 ) 18913.52mm352W3b 2 / 6(Hh)432(5215)11402.2mm362）抗扭断面系数：h52m1.29b 43取 0.1710.216W330.216 43317173.512biv) -断面1）垂直面内，水平面内抗弯断面系数：W 4bH24352219378 .7mm366b 2 H4325216024.7mm3W 4662）抗扭断面系数：W 4b30.26343320910.34 mm3v) 各断面尺寸参数见表 5：表 5单位： mmJY1061- -

11、B7292B16050t112.512.5b72584343b16016t212.512.5t1242h364315H61685252vi) 断面系数计算结果列表见表 6 表 6单位：mm3- W37003.47W21744W（ 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- - - 34347.21418913.5219378.727822.9711402.216024.77322920910.3420910.34M W M W 合成应力合“扭转应力：在矩形长边中点上的扭转应力maxM nWn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

12、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 ：d232合ii) 汽车侧滑时垂直面弯曲应力M W iii) 汽车越过不平路面时M 垂直面弯曲应力W b) 应力值计算结果列表：表 7单位： 108 N / mm2- - - - 183.63155.51149.25120.379134.38173.29101.89紧急制动m ax45.51113.38271.40侧 滑越不平路d402.38300.30357.27496.1491.0548.10-125.926-106.81287.07238.36228.77184.50（6）JY

13、1061 前轴材料的许用应力材料： 30Cr调质硬度： HB241281b (N / mm2 ) ：800937许用应力：合s(0.6 0.7) bs 0.7 s2、转向节强度计算作用力 Z11 、 X 11 、 Y11 按表 1-1 取值（2）截面系数计算取轮毂内轴承根部处指轴为计算断面d 3453W328941.6432（3）弯矩计算A 紧急制动时M 制 C1 Z12X 1220 16902.8722 1183022 825303.22B 侧滑时M 制Z11C1Y11rr19379.222012596 .49480565832.60C 超越不平路面时M 制Z1 C125908.752051

14、8175（4）计算用参数 JY1061d1 45 ， C120 ， d2 30（5）应力计算A）紧急制动时M 制82530 .22W8941.6492.3B）侧滑时M 侧56588732.60W8941.64632.85C）超越不平路面时M 越518175W57.9518941.64（6）弯矩、应力计算结果列表见表8表 8功况M紧急制动825303.22155.8侧滑-5658732.69-63285超越不平路51817557.951（7）转向节的材料、许用应力及强度校核材料JY106140Gr许用应力s 查YB6-71 ：b 980N/ mm2S (0.650.75)b 3、主销强度计算（1

15、）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a bcefll1nrrDhH行JY1066724936170070B1B2165B1B2483340070（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） Z1 、 X 1 、 Y1 按表 1 取值B）汽车紧急制动时力 Z1 在主销的支承反力 S1和 S1 。Z1l16902.87158421415S1S110425.5Nab6770主销受到 X 1 和 u 的作用，力u 由下式求得：uX 1 l1183284.56059.4l1165力 X 1 在主销的两个支承上反作

16、用力S2 和 S2b70S2X1ab11832 6770 6045.55NS2X1a67ab118325786.45N6770力 u 在主销的两个支承上反作用力 S3和 S3S3b6059.4703096.04 Nab137S3b6059.4672963.36Nab137由制动力矩 X1 rr的作用，在主销的 两个支撑上产生反作用力 S4 和S4rr480S4S4 X 1 a b1183213741455.18N作用在主销下端的合力（图 14）S( S1S3 ) 2(S2S4 ) 2(10425.52963.36)2(5786.45 41451.18) 249102.27NC)汽车侧滑时左主销

17、上支承的反作用力Y1l fZ1l12596.5 360 19379 .22 84.5S上b137a21147 .42N左主销下支承的反作用力Y1l eZ1l l12596.5 497 19379.22 84.5S下b33743.72 Na137右主销上支承的反作用力S上Y1rfZ1r l3133.35 Nab右主销下支承的反作用力Y1 r eZ 1 r lS 下4009 .41 NabD）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S1 和 S1 。S1 S1 Z1l15980.21Nab（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

18、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M S h =1816786.99N.mmB) 汽车侧滑时M S下 h =1248525.04N.mmC) 汽车越过不平路面时M S1 h =2650.72N.mm（ 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D 3d 43W32(1D 4 ) =2650.72mmB)主销剪切面积F( D 2d 2 ) =706.86mm24D) 主销衬套挤压面积F D H =1200mm2D: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M