JY1061型汽车前桥设计说明书解析

1、汽车前桥设计说明书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rr（mm）倾角B倾角倾角a束（mm）B，(mm)1415158448082.5122、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

2、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：图图1汽车向左侧滑时前轴受力图汽车向左侧滑时前轴受力图（2）前轴计算载荷的计算i）紧急制动(1+Z1l2hg)B1207272x(1+2x1.06x0.651.584)=19379.22N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

3、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=观+J7x1.6+1=1.631L1.1752垂直反作用力：Z1l=Z1=mG=1.631x20727=16902.96N111r22横向反作用力：X11=X1=mG=11832.00N111r2ii）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，并达到最大值F离=G1V2,Y=G10,离gRmax1，为保证不横向翻车，须使V，则有:剧竺竺，所以y 耳,滑翻施、2hg2hg得到,1.584=0.747，取,=0.652x1.06（2）

4、对车轮接地点取矩垂直反作用力：Z=G1（1-2hg）=1347.78Ni2B1横向反作用力Y1l=Gi（i+2hg）,=12596.49N112BiYlr=Gi（i-2hg）,=876.06N2Bliii）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a=2.5Z=Z=a2=2.5X0727=25908.75N1l1r22载荷计算结果列表，如下表2：表表2单位单位N紧急制动Z116902.68X111832.00侧滑Z1119379.22Z1r1347.78Y1112596.49Y1r876.06越过不平路Zl，25908.75面（3）弯矩及扭

5、矩计算1选择下述四个部位计版式其断面的弯矩、扭矩I-I 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）II- II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III- III断面处的弯矩，扭矩均较大W-W 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表表 3参数车型L1L2L3L4hlh2h3h4JY10614023161671381291253402各断面弯扭矩计算如下i）紧急制动垂直面内弯矩 M，=Zl1i水平面内弯矩 M=X1li上式中Li对应与I-I

6、、II-II、III-III、W-W断面分别带入LI、L2、L3、L4钢板弹簧外侧扭矩Mn=X1上式中hi对应与II-II、III-III、W-W 断面分别带入h2、h3、h4。ii) 侧滑左侧各断面垂直面内弯矩Ml=Z1l-Y1l(rr-hi)上式中Li,hi带入值与紧急制动时一致iii)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表表 4 单位单位N结果工况、I-III-IIIII-IIIW-W紧急制动M/6794953.745341306.922822779.292332596.06M47564643783891219759441632816Mn

7、4153034.704200362.855277075.555679363.8侧滑M13369077.681652078.65-2306125.86-2069777.16越不平路M/10415317.581868494326761.253575407.5(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所示图图3前轴简化图前轴简化图b)计算断面糸数i)I-I 断面如图 3 所示1垂直面内抗弯断面糸数W=BH3竽3=72x6136x%3=37003.47N.mmi-16H6x612水平面内抗弯断面糸数W=2tiB3+h3t=2x12.5x723+36xI23=21

8、744N.mmii-ii6B换算断面简图如图4垂直面内抗弯断面系数II-II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：工Fiyiy2=FT=Bt*1/2t+bt(H-1/2t)+(B-B)*h(t+h/2)11221Bt+bt+(BB)h12130.796y 二 H-y21二67-30.7966x72二37.204该断面对形心轴的惯性矩J=1(By3-Bh3+by3-bh3)xc3111212=11277853.762mm4上翼面的抗弯断面系数：JW=xc 上y11277853.76230.796=41494.15m3下翼面

9、的抗弯断面系数：W=xc-下y2_1277853.6237.204=34347.214m33水平面内抗弯断面系数W=丄(B31+b3t+13h)6B12=27822.97mm33抗扭断面系数由经验公式得H-h68-43C=2B-1.26()=2x75-1.26x()=134.25122H-hC=H-1.67()+1.76(BB-b)2268-43=68-1.67x+1.76x(75-43)2=134.25BB=Bb=92+58=7522b=BB-1=75-42=33H-h1C1()3+C(BB-bB)3Wn=12I3BB-bB68-431134.25(-)3+C121(75-33)375-33

10、=73229mm3iii) III-III断面III-III断面计算简图如图51）垂直面内，水平面内的抗弯断面系数：43W=b/6H(H3-h3)=(523-153)=18913.52mm336x52432W”=b2/6(H-h)=(52-15)=11402.2mm3362）抗扭断面系数：h52m=1.29b43取 a=0.17100.216W0b30.216-43317173.5123如图如图5-III断面计算简图断面计算简图iv)W-W 断面1）垂直面内，水平面内抗弯断面系数：bH243x522W=一=-=19378.7mm3466b2H432-52W=16024.7mm34662）抗扭断

11、面系数：W=0b3=0.263x433=20910.34mm34v）各断面尺寸参数见表5：表表 5单位单位：mmJY1061I-III-IIIII-IIIW-WB7292B160501112.512.5b72584343b6016I?12.512.5t1242h364315H61685252vi）断面系数计算结果列表见表6表表 6单位单位：mm3I-III-IIIII-IIIw-wW37003.4734347.21418913.5219378.7W2174427822.9711402.216024.7W7322920910.3420910.345）应力计算a）计算公式i）汽车紧急制动时垂直面内

12、弯曲应力b-MW水平面内弯曲应力b-MW合成应力Q=+“合扭转应力：在矩形长边中点上的扭转应力T二MnmaxWn在矩形短边中点上的扭转应力T=YTmax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Q=2+3T2d合ii）汽车侧滑时垂直面弯曲应力Q=竺Wiii）汽车越过不平路面时垂直面弯曲应力Q=竺Wb）应力值计算结果列表：表表 7I-III-IIIII-IIIw-w紧急制动!Q183.63155.51149.25120.379!134.38173.29101.89Tmax45.51113.38271.40位位：x108N/mm2ad402

13、.38300.30357.27496.14侧滑a91.0548.10-125.926-106.81越不平路a287.07238.36228.77184.50（6）JY1061前轴材料的许用应力材料：30Cr调质硬度：HB241281a（N/mm2）:b800937许用应力：aa二（0.6-0.7）aTT=0.7a合 sbss2、转向节强度计算作用力Z、X、Y按表1-1取值111111（2）截面系数计算取轮毂内轴承根部处指轴为计算断面兀d3兀x453W=32323）弯矩计算A紧急制动时M=CV;Z2+X2=20 x、16902.872x2+118302x2=825303.22制 111B侧滑时M

14、=ZC-Yr=19379.22x20-12596.49x480制 11111r=-565832.60C超越不平路面时M=ZC=25908.75x20=518175制 114）计算用参数JY1061=8941.64d=45，C=20，11d=3025）应力计算C）超越不平路面时b=巴巴越=518175=57.951W8941.646）弯矩、应力计算结果列表见表8表表8功况Mb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bb查YB6-71:b二980N/mm2sbb

15、二（0.65-0.75）bSb3、主销强度计算（1）主销作用力计算简图如图6A）紧急制动时b82530.228941.64=92.3B）侧滑时b-56588732.608941.64=-632.8511如图如图6主销作用力计算简图主销作用力计算简图2）主销受力计算参数见表9表表9参数车行abcefll1nrrDhHJY1066724936B-B116B-B1483341700701251200703）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）Z、X、Y按表1取值111B）汽车紧急制动时力Z在主销的支承反力S/和S。111主销受到X和u的作用，力u由下式求得:Z-

16、11a+b16902.87+1584-1415267+70=10425.5N111u二X-=11832X84.5二6059.4il1651力X在主销的两个支承上反作用力S和S122b70S=X一=11832X=6045.55N21a+b67+70a67S=X一=11832X=5786.45N21a+b67+70力u在主销的两个支承上反作用力S和S33b70S=卩=6059.4X=3096.04N3a+b137b67S=卩=6059.4X=2963.36N3a+b137由制动力矩Xr的作用，在主销的两个支撑上产生反作用力S和1r4S4r480S=S=Xr=11832X=41455.18N441a

17、+b137作用在主销下端的合力(图14)S=T(S+S)2+(S+S)2X1324=(10425.5+2963.36)2+(5786.45+41451.18)2=49102.27NC)汽车侧滑时左主销上支承的反作用力Yf-Z12596.5X360-19379.22X84.5S=T并=上a+b137=21147.42N左主销下支承的反作用力12596.5X497-19379.22X84.517右主销上支承的反作用力Yf+ZI313335“S=irir=3133.35N上a+b右主销下支承的反作用力S=Y1re+Z1rl4009.41N下a+bD）汽车越过不平路面时动载荷在主销上、下支承上产生的作

18、用反力S和S。11f“flS=S=Z=15980.21N111a+b（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M=S-h=1816786.99N.mmB）汽车侧滑时M=S-h=1248525.04N.mm下C）汽车越过不平路面时M=S-h=2650.72N.mm1Ye-Zl=-444a+b（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W=兀D3（1-丄）=2650.72mm332D47B）主销剪切面积F=（D2-d2）=706.86mm2D）主销衬套挤压面积F二 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表表10弯曲应力剪切应力挤压应力紧急制动时Mc=WSFScXcF侧滑时M