汽车转向桥桥设计项目说明指导书.docx
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1、汽车转向桥设计说明书任务书要求:(1)了解汽车转向桥结构,功效(2)进行汽车转向桥受力分析(3)总体方案设计(4)画出转向节零件图(5)画出转向桥总装图一、 概述 转向桥是利用转向节使车轮偏转一定角度以实现汽车转向,同时还承受和传输汽车和车架及车架之间垂直载荷、 纵向力和侧向力和这些力形成力矩。转向桥通常在汽车前部,所以也常称为前桥。 各类汽车转向桥结构基础相同,关键有前轴(梁)、转向节、主销和轮毂(1)前轴:由中碳钢铸造,采取抗弯性很好工字形断面。为了提升抗扭强度,靠近两端略呈方形。前轴中部下凹使发动机位置得以降低,进而降低汽车质心,扩展驾驶员视野,减小传动轴和变速器输出轴之间夹角。下凹部分
2、两端制有带通孔加宽平面,用以安装钢板弹簧。前轴两端向上翘起,各有一个呈拳形加粗部分,并制有通孔。 (2)主销:即插入前轴主销孔内。为预防主销在孔内转动,用带有螺纹楔形销将其固定。 (3)转向节:转向节上两耳制有销孔,销孔套装在主销伸出两端头,使转向节连同前轮能够绕主销偏转,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)。 转向节两个销孔,要求有较高同心度,以确保主销安装精度和转向灵活。为了降低磨损,在销孔内压入青铜或尼龙衬套。衬套上开有润滑油槽,由安装在转向节上油嘴注入润滑脂润滑。为使转向灵活轻便,还在转向节下耳上方和前轴之间装有推力轴承11;在转向
3、节上耳和前轴之间,装有调整垫片8,用以调整轴向间隙。 左转向节上耳装有和转向节臂9制成一体凸缘,在下耳上装有和转向节下臂制成一体凸缘。两凸缘上均制有一矩形键和左转向节上、下耳处键槽相配合,转向节即经过矩形键及带有键形套双头螺栓和转向节上下臂连接。 (4)轮毂:轮毂经过内外两个滚锥轴承套装在转向节轴颈上。轴承松紧度能够由调整螺母调整,调好后轮毂应能正、反方向自由转动而无显著摆动。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。 轮毂外端装有冲压金属端盖,预防泥水或尘土浸入。轮毂内侧装有油封 (有油封装在转向节轴颈根部),
4、有还装有挡油盘。一旦油封失效,则外面挡油盘仍可预防润滑脂进入制动器内。本文设计是JY1061A型采取前置后轮驱动载货汽车转向桥,所以该转向桥为从动桥。从动桥功用:从动桥也称非驱动桥,又称从动车轴。它经过悬架和车架(或承载式车身)相联,两端安装从动车轮,用以承受和传输车轮和车架之间力(垂直力、纵向力、横向力)和力矩。并确保转向轮作正确转向运动1、设计要求:(1)确保有足够强度:以确保可靠承受车轮和车架之间作用力。(2)确保有足够刚度:以使车轮定位参数不变。(3)确保转向轮有正确定位角度:以使转向轮运动稳定,操纵轻便并减轻轮胎磨损。(4)转向桥质量应尽可能小:以降低非簧上质量,提升汽车行驶平顺性。
5、经过对CJ1061A型前桥设计,能够加深我们设计思想,即:(1) 处理好设计优异性和生产可能性之间关系;(2) 协调好产品继承性和产品“三化”之间关系。2、结构参数选择JY1061A型汽车总部署整车参数见表1: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L2(mm)轴距L(mm)汽车质心高度hg(mm)前钢板弹簧座中心距B(mm)58359207272133117533081060780主销中心距B(mm)前轮距B1(mm)车轮滚动半径rr(mm)主销内倾角主销后倾角前轮外倾角a前轮前束(mm)1415158448082.5122.
6、1、转向桥结构形式 本前桥采取非断开式转向桥2.2、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拳部里。(2)转向节结构型式:整体铸造式。(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2.3、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1.1、前轴受力简图图1所表示:图1 汽车向左侧滑时前轴受力图1.2、前轴载荷计算)紧急制动工 汽车紧急制动时,纵向力制动力达成最大值,因质量重新分配,而使前轴上垂直载荷增大,对后轮接地点取矩得取路
7、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=1.63垂直反作用力:Z1l= Z1r=16891.6N横向反作用力:X1l=X1r= =11824.1N)侧滑 汽车侧滑时,因横向力作用,汽车前桥左右车轮上垂直载荷发生转移。(1)确定侧向滑移附着糸数: 在侧滑临界状态,横向反作用力等于离心力F离,并达成最大值F离=,Ymax=G1,为确保不横向翻车,须使V滑V翻,则有:,所以,得到=0.747,取=0.65(2)对车轮接地点取矩垂直反作用力:Z=19360.5NZ=1346.5N横向反作用力Y1l=12584.3NY1r=875.2N)越过不平路面汽国越过不平路面时,因路面不平引发
8、垂直动载荷,至使垂直反作用力达成最大值取动载荷糸数=2.5N载荷计算结果列表,以下表2: 表2 单位 N紧急制动Z116891.6X111824.1侧滑Z1l19360.5Z1r1346.5Y1l12584.3Y1r875.2越过不平路面Z125883.751.3、弯矩及扭矩计算选择下述四个部位计版式其断面弯矩、扭矩-断面在钢板弹簧座内侧,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固定端),故两钢板弹簧之间这段梁可不考虑受扭)-断面在钢板弹簧座外侧周围,此断面内就弯矩最大,而扭矩最小-断面处弯矩,扭矩均较大-断面在梁端,此断面内扭矩最大,而弯矩最小各断面示意图图1各断面计算参数
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