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1、毕业设计论文轻型载货汽车转向桥设计学生姓名专业汽车设计与制造班级1学号1指导教师载重汽车转向桥设计摘要本设计为载重汽车的转向桥，此转向桥需要适应不同路况，不同速度下的稳定行驶，因此对前桥的要求也越来越高。在汽车设计、制造、因此应该本着既能有足够的承载能力，乂能实现耐用经济的思想进行方案的选择，为了降低生产成本，乂在结构上满足要求的情况下应尽量简单。通过设计：（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
2、高汽车行驶平顺性。通过分析工作原理设计转向节、前轴、主销等零件的尺寸，使各个零部件的强度满足校核，并运用caxa等绘图软件绘制装配图和零件图。关键词：转向桥；定位参数；转向节；前轴；主销0ThedesignofthetrucksteeringaxleAbstractThisdesignisSteeringAxleforheavytrucks.Thedesignisneedtoadapttodifferentroadandunderdifferentspeeds,sothestabilityoffrontaxlehigherrequirements.Incardesign,manufacture
3、,andshouldbebasedonbothhaveenoughcarryingcapacity,andcanachievedurableeconomicthoughtsoptions,inordertoreducetheproductioncost,andmeetstherequirementsinthestructureofsituationsshouldasfaraspossiblesimple.Bydesign:(1)Toensureadequatestrength:inordertoensureaffordableandreliableforcebetweenwheelandfra
4、me.Bydesign:(1)Toensureadequatestrength:inordertoensureaffordableandreliableforcebetweenwheelandframe.(2)Ensureadequaterigidity:inordertochangethewheelalignmentparameters.(3)Toensurethecorrectpositioningofsteeringwheelangle:tomakethesteeringwheelmovementandstability,manipulatinglightandreducetirewea
5、r.(4)Thesteeringaxleofqualityshouldbeassmallaspossible:toreducethenon-sprungmass,improvevehicleridecomfort.Worksbyanalyzingthedesignofsteeringknuckle,frontaxle,kingpinandotherpartsofthesize,sothatthestrengthofthevariouscomponentstomeetthecheck,anduseothermappingsoftwarecaxaassemblydrawingandpartsare
6、drawing.Keywords:steeringaxle;positionalparameters;knuckle;frontaxjekingpin1目录摘要错误！未定义书签。1. 汽车转向桥的概况31.1汽车转向桥目前状况31.1.1汽车前桥的分类31.1.2前桥各参数对汽车稳定性的作用与影响31.2从动桥的结构形式71.2.1 从动桥总体结构71.2.2 载重汽车从动桥81.2.3 载重汽车从动桥92. 1.2.4设计意义9转向桥的设计结构参数102.1结构参数选择102.2从动桥总体结构选择103. 2.3确定前桥具体结构型式10前轴设计113.1前轴强度计算113.1.1前轴受力分析
7、简图113.1.2前轴载荷的计算（分三种工况分析）123.2前轴弯矩及扭矩计算1303.2.1前轴断面分析图143.2.2各个断面弯扭矩计算（分三种工况分析）153.3断面系数计算213.4应力计算234. 3.5前轴材料的许用应力23转向节设计234.1截面系数计算244.2弯矩计算244.3应力计算245. 4.4转向节的材料、许用应力及强度校核25主销设计255.1在汽车工况下计算266. 5.2在汽车侧滑下计算27转向传动机构设计错误！未定义书签。6.1推力轴承和止推垫片计算错误！未定义书签。6.2杆件设计结果错误！未定义书签。7. 经济技术分析307.1我国汽车车桥行业发展历程307
8、.2国内汽车车桥产量和市场容量分析307.3汽车车桥业发展特征及问题透视307.4车桥产品结构解析一转向桥经济性分析318. 7.5提高转向桥经济性结论错误!致谢错误!参考文献错误!31未定义书签未定义书签未定义书签未定义书签附录错误!#第1章汽车转向桥的概况1.1汽车转向桥目前状况1.1.1汽车前桥的分类从动桥即非驱动桥，乂称从动车桥。它通过悬架与车架（或承载式车身）相联，两侧安装着从动车轮，用以在车架（或承载式车身）与车轮之间传递铅垂力、纵向力和横向力。从动桥还要承受和传递制动力矩。根据从动车轮能否转向，从动桥分为转向桥与非转向桥。一般汽车多以前桥为转向桥。为提高操纵稳定性和机动性，有些轿
9、车采用全四轮转向。多轴汽车除前轮转向外，根据对机动性的要求，有时采用两根以上的转向桥直至全轮转向。一般载货汽车采用前置发动机后桥驱动的布置形式，故其前桥为转向从动桥。轿车多采用前置发动机前桥驱动，越野汽车均为全轮驱动，故它们的前桥既是转向桥乂是驱动桥，称为转向驱动桥。从动桥按与其匹配的悬架结构的不同，也可分为非断开式与断开式两种。与非独立悬架相匹配的非断开式从动桥是一根支承丁左、右从动车轮上的刚性整体横梁，当乂是转向桥时，则其两端经转向主销与转向节相联。断开式从动桥与独立悬:架相匹配。非断开式转向从动桥主要由前梁、转向节及转向主销组成。转向节利用主销与前梁皎接并经一对轮毂轴承支承着车轮的轮毂，
10、以达到车轮转向的目的。在左转向节的上耳处安装着转向节臂，后者与转向直拉杆相连；而在转向节的下耳处则装着与转向横拉杆相连接的转向梯形臂。有的将转向节臂与梯形臂连成一体并安装在转向节的下耳处以简化结构。转向节的销孔内压入带有润滑油槽的宵铜衬套以减小磨损。为使转向轻便，在转向节上耳与前梁拳部之间装有调整垫片以调整其间隙。带有螺纹的楔形锁销将主销固定在前梁拳部的孔内，使之不能转动。1.1.2前桥各参数对汽车稳定性的作用与影响为了保持汽车直线行驶的稳定性、转向轻便性及汽车转向后使前轮具有自动回正的性能，转向桥的主销在汽车的纵向和横向平而内都有一定倾角。在纵向平面内，主销上部向后倾斜一个丫角，称为主销后倾
11、角。在横向平面内，主销上部向内倾斜一个6角，称为主销内倾角。图1-1主销内倾角Figure1-1KingpinInclination主销内倾也是为了保证汽车直线行驶的稳定性并使转向轻便。主销内倾使主销轴线与路面的交点至车轮中心平面的距离即主销偏移距减小，从而可减小转向时需加在方向盘上的力，使转向轻便，同时也可减小转向轮传到方向盘上的冲击力。主销内倾使前轮转向时不仅有绕主销的转动，而且伴随有车轮轴及前横梁向上的移动，而当松开方向盘时，所储存的上升位能使转向轮自动回正，保证汽车作直线行驶。内倾角一般为58。；主销偏移距一股为3040mm轻型客车、轻型货车及装有动力转向的汽车可选择较大的主销内倾角及
12、后倾角，以提高其转向车轮的自动回正性能。但内倾角也不宜过大，即主销偏移距不宜过小，否则在转向过程中车轮绕主销偏转时，随着滚动将伴随着沿路面的滑动，从而增加轮胎与路面间的摩擦阻力，使转向变得很沉重。为了克服因左、右前轮制动力不等而导致汽车制动时跑偏，近年来出现主销偏移距为负值的汽车。主销后倾使主销轴线与路面的交点位丁轮胎接地中心之前，该距离称为后倾拖距。当直线行驶的汽车的转向轮偶然受到外力作用而稍有偏转时，汽车就偏离直线行驶而有所转向，这时引起的离心力使路面对车轮作用着一阻碍其侧滑的侧向反力，使车轮产生绕主销旋转的回正力矩，从而保证了汽车具有较好的直线行驶稳定性。此力矩称稳定力矩。稳定力矩也不宜
13、过大，否则在汽车转向时为了克服此稳定力矩需在方向盘上施加更大的力，导致方向盘沉重。后倾角通常在3以内。现代轿车采用低压宽断面斜交轮胎，具有较大的弹性回正力矩，故主销后倾角就可以减小到接近丁零，甚至为负值。但在采用子牛线轮胎时，由丁轮胎的拖距较小，则需选用较大的后倾角。举一个生活中的例子：我们在骑自行车拐弯的时候，会自然地将车子向所转的方向倾斜，让车轮与地面有一个火角，学过物理的人知道，这样做是为了产生足够的向心力。汽车也是一样，右侧车轮在右转弯的时候在主销内倾角和后倾角的共同作用下会向右侧倾倒，而左侧车轮虽也有主销内倾角，却不会向左侧倾倒，因为还有主销后倾角，把它乂拉了回来，甚至也能向右微微倾
14、斜。不仅如此，两侧车轮的转动还使右侧车身降低，左侧车身抬高，整个车身也向右倾斜，丁是产生了足够的向心力。图1-2车轮外倾角和主销后倾角Figure1-2camberandcasterangle前轮定位除上述主销后倾角、主销内倾角外，还有车轮外倾角及前束，共4项参数。车轮外倾指转向轮在安装时，其轮胎中心平面不是垂直丁地面，而是向外倾斜一个角度a，称为车轮外倾角。此角约为0.5。1.5，一般为俨左右。它可以避免汽车重载时车轮产生负外倾即内倾，同时也与拱形路而相适应。由丁车轮外倾使轮胎接地点向内缩，缩小了主销偏移距，从而使转向轻便并改善了制动时的方向稳定性。图1-3前束Figure1-3toe前束的
15、作用是为了消除汽车在行驶中因车轮外倾导致的车轮前端向外张开的不利影响（具有外倾角的车轮在滚动时犹如滚锥，因此当汽车向前行驶时，左右两前轮的前端会向外张开），为此在车轮安装时，可使汽车两前轮的中心平面不平行，且左右轮前面轮缘间的距离A小丁后面轮缘间的距离B,以使车轮在每一瞬时的滚动方向是向着正前方。前束即（B-A）,一般汽车约为35mm可通过改变转向横拉杆的长度来调整。设定前束的名义值时，应考虑转向梯形中的弹性和间隙等因素。在汽车的设计、制造、装配调整和使用中必须注意防止可能引起的转向车轮的摆振，它是指汽车行驶时转向轮绕主销不断摆动的现象，它将破坏汽车的正常行驶。转向车轮的摆振有自激振动与受迫振动两种类型。前者是由丁轮胎侧向变形中的迟滞特性的影响，使系统在一个振动周期中路面作用丁轮胎的力对系统作正功，即外界对系统输入能量。如果后者的值大丁系统内阻尼消耗的能量，则系统将作增幅振动直至能量达到动平衡状态。这时系统将在某一振幅下持续振动，形成摆振。其振动频率大致接近系统的固有频率而与车轮转速并不一致，且会在较宽的车速范围内发生。通常在低速行驶时发生的摆振往往届丁自摄振动型。当转向车轮及转向系统受到周期性扰动的激励，例如车轮失衡、端面跳动、轮胎的几何和机械特性不均匀以及运动学上的干涉等，在车轮转动下都会构成周期性
