汽車轉(zhuǎn)向橋橋設(shè)計說明書

汽車轉(zhuǎn)向橋設(shè)計說明書任務(wù)書要求：（ 1）了解汽車轉(zhuǎn)向橋的結(jié)構(gòu)，功能（ 2）進行汽車轉(zhuǎn)向橋的受力分析（ 3）總體方案設(shè)計（ 4）畫出轉(zhuǎn)向節(jié)的零件圖（ 5）畫出轉(zhuǎn)向橋的總裝圖一、 概述轉(zhuǎn)向橋是利用轉(zhuǎn)向節(jié)使車輪偏轉(zhuǎn)一定的角度以實現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向， 同時還承受和傳遞汽車與車架及車架之間的垂直載荷、 縱向力和側(cè)向力以及這些力形成的力矩。轉(zhuǎn)向橋通常位于汽車的前部，因此也常稱為前橋。各類汽車的轉(zhuǎn)向橋結(jié)構(gòu)基本相同，主要有前軸（梁） 、轉(zhuǎn)向節(jié)、主銷和輪轂（1）前軸：由中碳鋼鍛造，采用抗彎性較好的工字形斷面。為了提高抗扭強度，接近兩端略呈方形。 前軸中部下凹使發(fā)動機的位置得以降低， 進而降低汽車質(zhì)心， 擴展駕駛員視野，減小傳動軸與變速器輸出軸之間的夾角。 下凹部分的兩端制有帶通孔的加寬平面， 用以安裝鋼板彈簧。前軸兩端向上翹起，各有一個呈拳形的加粗部分，并制有通孔。（2）主銷：即插入前軸的主銷孔內(nèi)。為防止主銷在孔內(nèi)轉(zhuǎn)動，用帶有螺紋的楔形銷將其固定。（3）轉(zhuǎn)向節(jié)：轉(zhuǎn)向節(jié)上的兩耳制有銷孔，銷孔套裝在主銷伸出的兩端頭，使轉(zhuǎn)向節(jié)連同前輪可以繞主銷偏轉(zhuǎn)， 實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。 為了限制前輪最大偏轉(zhuǎn)角， 在前軸兩端還制有最大轉(zhuǎn)向角限位凸塊（或安裝限位螺釘） 。轉(zhuǎn)向節(jié)的兩個銷孔，要求有較高的同心度，以保證主銷的安裝精度和轉(zhuǎn)向靈活。為了減少磨損， 在銷孔內(nèi)壓入青銅或尼龍襯套。 襯套上開有潤滑油槽， 由安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)上的油嘴注入潤滑脂潤滑。為使轉(zhuǎn)向靈活輕便，還在轉(zhuǎn)向節(jié)下耳的上方與前軸之間裝有推力軸承11；在轉(zhuǎn)向節(jié)上耳與前軸之間，裝有調(diào)整墊片8，用以調(diào)整軸向間隙。精選文檔左轉(zhuǎn)向節(jié)的上耳裝有與轉(zhuǎn)向節(jié)臂9 制成一體的凸緣，在下耳上裝有與轉(zhuǎn)向節(jié)下臂制成一體的凸緣。 兩凸緣上均制有一矩形鍵與左轉(zhuǎn)向節(jié)上、 下耳處的鍵槽相配合， 轉(zhuǎn)向節(jié)即通過矩形鍵及帶有鍵形套的雙頭螺栓與轉(zhuǎn)向節(jié)上下臂連接。（4）輪轂：輪轂通過內(nèi)外兩個滾錐軸承套裝在轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸上。軸承的松緊度可以由調(diào)整螺母調(diào)整，調(diào)好后的輪轂應(yīng)能正、反方向自由轉(zhuǎn)動而無明顯的擺動。然后用鎖緊墊圈鎖緊。在鎖緊墊圈外端還裝有止推墊圈和鎖緊螺母， 擰緊后應(yīng)把止推墊圈彎曲包住鎖緊螺母或用開口銷鎖住，以防自行松動。輪轂外端裝有沖壓的金屬端蓋， 防止泥水或塵土浸入。 輪轂內(nèi)側(cè)裝有油封（有的油封裝在轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸的根部），有的還裝有擋油盤。一旦油封失效，則外面的擋油盤仍可防止?jié)櫥M入制動器內(nèi)。本文設(shè)計的是JY1061A 型采用前置后輪驅(qū)動的載貨汽車轉(zhuǎn)向橋，因此該轉(zhuǎn)向橋為從動橋。從動橋的功用：從動橋也稱非驅(qū)動橋，又稱從動車軸。它通過懸架與車架（或承載式車身）相聯(lián)，兩端安裝從動車輪，用以承受和傳遞車輪與車架之間的力（垂直力、縱向力、橫向力）和力矩。并保證轉(zhuǎn)向輪作正確的轉(zhuǎn)向運動1、設(shè)計要求：（ 1）保證有足夠的強度：以保證可靠的承受車輪與車架之間的作用力。（ 2）保證有足夠的剛度：以使車輪定位參數(shù)不變。（ 3）保證轉(zhuǎn)向輪有正確的定位角度：以使轉(zhuǎn)向輪運動穩(wěn)定，操縱輕便并減輕輪胎的磨損。（ 4）轉(zhuǎn)向橋的質(zhì)量應(yīng)盡可能小：以減少非簧上質(zhì)量，提高汽車行駛平順性。通過對 CJ1061A 型前橋的設(shè)計，可以加深我們的設(shè)計思想，即：（ 1 ） 處理好設(shè)計的先進性和生產(chǎn)的可能性之間的關(guān)系；(2) 協(xié)調(diào)好產(chǎn)品的繼承性和產(chǎn)品的“三化”之間的關(guān)系。2、結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇JY1061A型汽車總布置整車參數(shù)見表1:表1汽車總質(zhì)量Ga (N)前軸軸載質(zhì)量G1 (N)汽車質(zhì)心至前軸中民線距離L1(mm)汽車質(zhì)心至后軸中心線距離L2(mm)軸距L(mm)汽車質(zhì)心高度hg(mm)前鋼板彈簧座中心距B (mm)58359207272133117533081060780主銷中心距B，(mm)前輪距B1(mm)車輪滾動半徑r(mm)主銷內(nèi)傾角3主銷后傾角？前輪外傾角a刖輪刖束(mm)1415158448082.5122.1、 轉(zhuǎn)向橋結(jié)構(gòu)形式本前橋采用非斷開式轉(zhuǎn)向橋2.2、 選擇前橋結(jié)構(gòu)型式及參數(shù)(1)前軸結(jié)構(gòu)形式：工字形斷面加叉形轉(zhuǎn)向節(jié)主銷固定在前軸兩端的拳部里。(2)轉(zhuǎn)向節(jié)結(jié)構(gòu)型式：整體鍛造式。(3)主銷結(jié)構(gòu)型式：圓柱實心主銷。(4)轉(zhuǎn)向節(jié)止推軸承結(jié)構(gòu)形式：止推滾柱軸承。(5)主銷軸承結(jié)構(gòu)形式：滾針軸承(6)輪轂軸承結(jié)構(gòu)形式：單列向心球軸承2.3、 前輪定位角本型前輪定位角選擇見表1二、轉(zhuǎn)向橋強度計算1、前軸強度計算1.1、 前軸受力簡圖如圖1所示：圖1汽車向左側(cè)滑時前軸受力圖1.2、 前軸載荷計算i)緊急制動工汽車緊急制動時，縱向力制動力達到最大值，因質(zhì)量重新分配，而使前軸上的垂直載荷增大，對后輪接地點取矩得取路面附著系數(shù) 80.7制動時前軸軸載千質(zhì)量重新分配分配系數(shù)hg . 0.7 1060 ,m1=1 = 1 =1.63L21175垂直反作用力： Z1尸Z 1r= -m 16320727=16891.6N橫向反作用力：X11=X1k mGg11824.1Nii)側(cè)滑汽車側(cè)滑時，因橫向力的作用，汽車前橋左右車輪上的垂直載荷發(fā)生轉(zhuǎn)移。(1)確定側(cè)向滑移附著系數(shù)：在側(cè)滑的臨界狀態(tài)，橫向反作用力等于離心力 ,GW2F離，并達到取大值 F離=，丫max=G 1gR、一，gRBiBi.，為保證不橫向翻車，須使V滑<V翻，則有：JgRP，所以 <，得到,2hg2hg< 1584 =0.747,取 =0.652 1060(2)對車輪接地點取矩垂直反作用力：Gi 2hg、207272 1060 0.65Z1l (1) = (1 )=19360.5N2 B1 21584G1Z1i :(12hg .-)=1346.5NB1橫向反作用力G1 ”Y11 (12Y1rG1(122hg 、一-)=12584.3NB12hg 、 )=875.2NB1iii)越過不平路面汽國越過不平路面時，因路面不平引起垂直動載荷，至使垂直反作用力達到最大值取動載荷系數(shù) =2.5G120727Z1lZ1r1 2.5 25883.75 N22載荷計算結(jié)果列表，如下表 2:表2單位N緊急制動Z116891.6X111824.1側(cè)滑Z1l19360.5Z1r1346.5Y1l12584.3Y1r875.2越過/、平路面Z1 25883.751.3、彎矩及扭矩計算選擇下述四個部位計版式其斷面的彎矩、扭矩I -I斷面位于鋼板彈簧座內(nèi)側(cè)，屬于前軸中部最弱部位。此斷面內(nèi)彎矩最大（鋼板彈簧座可視為梁的固定端），故兩鋼板彈簧之間這段梁可不考慮受扭）n-n斷面位于鋼板彈簧座外側(cè)附近，此斷面內(nèi)就彎矩最大，而扭矩最小出-出斷面處的彎矩，扭矩均較大IV-IV斷面位于梁端，此斷面內(nèi)扭矩最大，而彎矩最小各斷面示意圖如圖1各斷面的計算參數(shù)如下表 3表3車型LiL2L3L4hih2h3h4JYI06I4023I6I67I38I29I25340各斷面彎扭矩計算如下i）緊急制動垂直面內(nèi)彎矩 M =Z小水平面內(nèi)彎矩M =X 1li上式中Li對應(yīng)與I -1、n -n、出-出、IV -IV斷面分別帶入 L1、L2、L3、L4上式中hi對應(yīng)與I鋼板彈簧外側(cè)扭矩 Mn=X i（rr hi）m -m> IV-IV斷面分別帶入 hi、h2、h3、0。ii）側(cè)滑左側(cè)各斷面垂直面內(nèi)彎矩M 1=Z ii-Yii（rr-hi）上式中Li,hi帶入值與緊急制動時一致iii）越過不平路面垂直面內(nèi)彎矩 M=ZiLi式中Li帶入與上面計算中一致彎扭矩計算結(jié)果如下表4緊 急 制 動M6790423533774628208972331041M 4753288373641619746251631726Mn4150259419755652735495675568側(cè)滑Mi33658321650492-2379394-3368715越不平路M10405268817926543225863571958(4)斷面系數(shù)計算a)斷面簡圖本汽車前軸簡化為換算斷面形狀后如圖3所示前軸簡化圖圖3b)計算斷面系數(shù)<A>A工字形斷面前軸i) I -1斷面如圖3所示垂直面內(nèi)抗彎斷面系數(shù)72 613 60空=37003.48N.mm6 61水平面內(nèi)抗彎斷面系數(shù)Wiiii2t1B3 h3t6B2 12.5 723 36 123 21744 N .mm6 72ii) n -n 斷面換算斷面簡圖如圖 49P圖4 II II斷面計算簡圖垂直面內(nèi)抗彎斷面系數(shù)n-n斷面為上，下翼緣不等長的工字形斷面。計算其垂直面內(nèi)抗彎斷面系數(shù)的關(guān) 系是確定出形心軸坐標。形心軸Xc-Xc的坐標：V2FiyiFi_ Bt1*1/2t1 bt2(H 1/2t2) (B B1)*h(t1 h/2)-Bt1 bt2 (B B1)h=30.796y2 H Vi68 30.79637.204h2 y t2 37,204 12.5 24.704 hi h h2 43 24.704 18.296 該斷面對形心軸的慣性矩：13333Jxc 3(By1 Bm by2 bh ) 4 1708769mm上翼面的抗彎斷面系數(shù):W上Jcyi170876930.79655486.72mm3卜翼面的抗彎斷面系數(shù): JxcW下-xcy2170876937.204_ _ _345929.72 mm水平面內(nèi)抗彎斷面系數(shù):1 _ 333W(B3tl b3t2 t3h)6B27822.98mm3抗扭斷面系數(shù)由經(jīng)驗公式得136.14H h、 _ _ . _ _ .68 43.C1 2B 1.26( 2 ) 2 75 1.26 (一-)H hC2 H 1.67() 1.76(B b)68 4368 1.6721.76 (75 43)103.445精選文檔92 58275 427533H h 331C1(H-)3 C2(B b)3Wn23B b68 43 331 136.14()3 103.445(75 33)33753362935.97mm3iii）出-出斷面如圖5 III-III斷面計算簡圖1）垂直面內(nèi)，水平面內(nèi)的抗彎斷面系數(shù):W3IW33343333b/6H (H h) (5215 ) 18913.52mm6 52,2_2b433(H h) (52 15) 11402.2 mm662）抗扭斷面系數(shù):1.29h 52b 430.1710.21633Wnb 0.216 4317173.512iv) IV -IV斷面1)垂直面內(nèi)，水平面內(nèi)抗彎斷面系數(shù)： bH 2 43 5223W419378.7mm662- 2_“"b H 43 523W4 16024.7 mm662)抗扭斷面系數(shù)： 333Wnb 0.263 4320910.34mmv)各斷面尺寸參數(shù)見表 5:單位：mmJY1061I - In -nm-mW-IVB7292B16050ti12.512.5b72584343bi6016t212.512.5t1242h364315H61685252vi)斷面系數(shù)計算結(jié)果列表見表6表6單位：N.mmI -In-nm-mIV-IVW37003.4834347.21418913.5219378.7W"2174427822.9711402.216024.7Wn62935.5717173.51220910.34(5)應(yīng)力計算a計算公式M WM "W"i)汽車緊急制動時垂直面內(nèi)彎曲應(yīng)力水平面內(nèi)彎曲應(yīng)力合成應(yīng)力扭轉(zhuǎn)應(yīng)力:在矩形長邊中點上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力max在矩形短邊中點上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力MnWnmax工字形斷面中所產(chǎn)生的最大應(yīng)力和最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力是作用在梁斷面上的不同點處。對于上 翼面長邊中點，其相當應(yīng)力:M WM Wii）汽車側(cè)滑時垂直面彎曲應(yīng)力iii）汽車越過不平路面時垂直面彎曲應(yīng)力b）應(yīng)力值計算結(jié)果列表:表 7單位：108 N / mm2I -In -nm-mIV-IV緊急制動183.508155.406149.147120.289"218.602134.293173.179101.826max66.696307.075271.424d402.110300.300357.270496.140側(cè)滑90.96040.053-125.804-173.836越不平路"281.197238.135228.545184.324（6） JY1061前軸材料的許用應(yīng)力2、材料：30Cr 倜質(zhì)硬度 ：HB241281b(N /mm ) ： 800 937許用應(yīng)力：合 s (0.6 0.7) bs 0.72、轉(zhuǎn)向節(jié)強度計算作用力Zii、X11、Yi按表1-1取值2.1、 截面系數(shù)計算取輪轂內(nèi)軸承根部處指軸為計算斷面453328941.642.2、彎矩計算A緊急制動時C1 Z12X；20.16902.872 2 118302 2 825303.22B側(cè)滑時19379.2220 12596.49 480精選文檔565832.60C超越不平路面時M 制Z1 C125908.75 20518175計算用參數(shù)JY1061d145 ,C1d2302.3、 應(yīng)力計算A）緊急制動時82530.228941.64.B)側(cè)滑時56588732.60” 632.858941.64C)超越不平路面時518175 57.9518941.64彎矩、應(yīng)力計算結(jié)果列表見表8表8功況M緊急制動825303.22155.8側(cè)滑-5658732.69-63285超越/、平路51817557.9512.4、 轉(zhuǎn)向節(jié)的材料、許用應(yīng)力及強度校核材料 JY1061 40Gr2許用應(yīng)力s 查 YB6-71 ： b 980N/mm5 (0.65 0.75) b3、主銷強度計算5.1、 主銷作用力計算簡圖如圖6如圖6主銷作用力計算簡圖主銷受力計算參數(shù)見表9表9參數(shù)車行abcefl1inrDhHJY1061677020497360B1 B2165B1B24803037405.2、 計算載荷計算時，忽略主銷傾角的影響，并假定力的作用點位于主銷襯套中點。A) Z1、X1、丫按表1取值B)汽車緊急制動時力乙在主銷的支承反力 和S。16902.871584 1415SiSi67 7010425.5N主銷受到X1和u的作用，力u由下式求得:l84 5u X111832 6059.4l1165力X1在主銷的兩個支承上反作用力S2和S2S2X111832706045.55Na b67 70八a67S2X1 11832 5786.45Na b67 70力u在主銷的兩個支承上反作用力S3和S3S3- 6059.4 亞 3096.04Na b137S3b-6059.4-672963.36Na b137由制動力矩X1rr的作用，在主銷的兩個支撐上產(chǎn)生反作用力S4和S4匚480S4S4 X1一1183241455.18Na b137作用在主銷下端的 合力(圖14)S(S1S3 )2 (S2S4 )2.(10425.5 2963.36)2 (5786.45 41451.18)2 49102.27NC)汽車側(cè)滑時左主銷上支承的反作用力oY11 f Z1112596.5 360 19379.22 84.5S上a b13721147.42N左主銷下支承的反作用力c Ye Z1ll12596.5 497 19379.22 84.5S 11- 33743.72Na b137右主銷上支承的反作用力Yrf Z1JS 3133.35Na b右主銷下支承的反作用力YireZ ir l一S 下 4009 .41 Na bD）汽車越過不平路面時動載荷在主銷上、下支承上產(chǎn)生的作用反力S1和。SiSi乙- 15980.21Na b5.3、 彎矩計算在緊急制動和側(cè)滑時，主銷下支承的反作用力為最大，在越過不平路面時，因主銷下端的作用力臂大于上端，所以只需要計算主銷下支承處的彎矩（圖15)國司TJ.dvrg寸轉(zhuǎn)向胡裝配圖dwg 因汽主轉(zhuǎn)向標液魚圉,jpg2017/9/18 11:132017/Q/18 U心2017/9/18AutoCAD 圉形AutoCAD 圉形JPEG圄住89 KB107 K870 KB吧軍轉(zhuǎn)向蟒格設(shè)計說理書H亡2017/9/18 11:12Microsoft Office.487 KBA）汽車緊急制動時M S h=1816786.99N.mmB）汽車側(cè)滑時MS下 h =1248525.04N.mmC）汽車越過不平路面時MS1h =2650.72N.mm（5）抗彎斷面系數(shù)、剪切面積和主銷襯套擠壓面積的計算A）主銷抗彎斷面系數(shù)D 3d 4W （1 ）=2650.72mm332D4B）主銷剪切面積F （D2 d2） =706.86mm24D）主銷襯套擠壓面積F D H =1200mm2D:主銷外徑，d：主銷內(nèi)徑5.4、 力計算分別計算個工況下的彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力、擠壓應(yīng)力見表10。表10彎曲應(yīng)力剪切應(yīng)力擠壓應(yīng)力緊急制動時MWSFScF側(cè)滑時MWS下S下cF越過/、平路面時MWS1FS1 c F公式編號676869載荷、彎矩、應(yīng)力計算結(jié)果列表見表11: 88詳細D=W=G圖=紙：三二1爸爸五四0六3231885406|電艇S更輯資科男19歲 總7月"日（公歷）巨鱉座 屬虎& L b S T 2由*函：揶子掬與第D蓬的空間全套資料低拾10快起主銷受力Mc緊急制動S49102.271216783.99685.7469.540.920表11主銷受力單位：N M單位：mm2 其余量單位：N / mm2側(cè)滑S上24602s下38676越過不平路面S15980.21591267.77223.0622.6113.323.5、主銷材料及許用應(yīng)力JY1061：4522許用應(yīng)力833N/mm2 83.3N/mm2c c 49.0N/mm2按力Xi G1作靜載荷計算時，c 15N/mm22參考文獻：1、汽車設(shè)計劉惟信2001.7清華大學出版社2、汽車車橋設(shè)計劉惟信2004.4清華大學出版社3、CA1080,NJ130,BJ130前橋總成圖，零件圖。4、汽車設(shè)計郭學訊，鄧亞東 2005.8人民交通出版社5、汽車設(shè)計吉林工業(yè)大學出版社王望予2004.5機械工業(yè)出版社6、汽車構(gòu)造吉林大學汽車工程系陳家瑞2006.5人民交通出版社此文檔可自行編輯修改，如有侵權(quán)請告知刪除，感謝您的支持，我們會努力把 內(nèi)容做得更好