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B〃L1 (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)141515844808°2.5°1°22、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i）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①=0.7制 动 时 前 轴 轴 载 千 质 量 重 新 分 配 分 配 糸 数m1=观 + J7 x 1.°6 +1=1.631L 1.1752垂直反作用力：Z1l= Z1 = mG = 1.631 x20727 =169 02.96N11 1r 2 2横向反作用力：X11=X1 = mG①=11832.00N11 1r 2ii）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 gR max 1，为保证不横向翻车，须使V <，则有:剧〈竺竺，所以①y耳,滑翻 施 、2hg 2hg得到①,< 1.584 =0.747，取①,=0.652 x 1.06（2） 对车轮接地点取矩垂直反作用力：Z1l2hg®)B1207272x (1 +2 x 1.06 x 0.651.584)=19379.22NZ = G1（1 - 2hg ①'）=1347.78Ni 2 B1横向反作用力Y1l = Gi（i + 2hg ①'）①,=12596.49N11 2 BiYlr = Gi（i - 2hg ①'）①,=876.06N2 Bliii）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 =a 2 = 2.5X^0727 = 25908.75N1l 1r 2 2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Z1119379.22Z1r1347.78Y1112596.49Y1r876.06越过不平路Zl，25908.75面（3）弯矩及扭矩计算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，=Z l1i水平面内弯矩 M〝=X1li上式中Li对应与I- I、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、h4ii) 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 ' =Z1 ' Li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、I-III-IIIII-IIIW-W紧急制动M /6794953.745341306.922822779.292332596.06M〃47564643783891219759441632816Mn4153034.704200362.855277075.555679363.8侧滑M1〃3369077.681652078.65-2306125.86-2069777.16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 3 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 = 72x 613 — 6°x%3 =37003.47N.mmi -1 6 H 6 x 61② 水平面内抗弯断面糸数6 x 72W ' = 2ti B3 + h3t = 2 x 12.5 x 723 + 36 x I23 = 21744N .mm ii - ii 6 B① 换算断面简图如图 4② 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 Fiyiy 2 = ^FT=Bt *1/2t + bt (H- 1/2t ) + (B-B )*h(t + h/2)———1 12 2 1 」Bt + bt + (B — B )h1 2 1—30.796y 二 H - y21二 67 - 30.796二 37.204该断面对形心轴的惯性矩J = 1 (By 3 - B h 3 + by 3 - b h 3)xc 3 1 1 1 2 1 2=11277853.762mm 4上翼面的抗弯断面系数：JW ‘ = —xc 上y11277853.76230.796=41494.15m 3下翼面的抗弯断面系数：W ‘ = ―xc-下y 2_ 1277853.6237.204= 34347.214m 3③ 水平面内抗弯断面系数W =丄(B 31 + b 3t +13 h) 6B 1 2= 27822.97mm3③ 抗扭断面系数由经验公式得H - h 68 - 43C = 2B' -1.26( ) = 2 x 75 -1.26 x ( ) = 134.251 2 2H-hC = H -1.67( ) +1.76(BB - b)2 268 - 43=68 -1.67 x +1.76 x (75 - 43)2=134.25B B = B±b = 92 + 58 = 752 2b ' = B B-1 = 75 - 42 = 33H-h1 C1( )3 + C (BB-bB)3Wn =1 2 I3 BB - bB68 - 431 134.25( - )3 + C121(75 - 33)375 - 33=73229mm 3iii) III-III断面III-III 断面计算简图如图 5如图5-III断面计算简图1）垂直面内，水平面内的抗弯断面系数：43W =b/6H(H3 -h3)= (523 -153)= 18913.52mm33 6x 52432W ” =b 2/6( H - h)= (52 -15) = 11402.2mm 3362）抗扭断面系数：h 52m = — = = 1. 29b 43取 a =0.1710 0.216W "' 0 b3 0.216- 433 17173.5123iv) W-W断面1）垂直面内，水平面内抗弯断面系数：bH 2 43 x 522W ' =一 = - =19378.7mm34 6 6b2H 432 -52W " = = = 16024.7mm34 6 62）抗扭断面系数：W "' = 0 b3 = 0.263 x 433 = 20910.34mm34v） 各断面尺寸参数见表 5：表5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6单位： mm 3I-III-IIIII-IIIw-wW'37003.4734347.21418913.5219378.7W"2174427822.9711402.216024.7W"'7322920910.3420910.345）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b '- M'W'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Mnmax Wn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 + 3t 2d 合ii） 汽车侧滑时垂直面弯曲应力q'=竺 W'iii） 汽车越过不平路面时垂直面弯曲应力Q '=竺 W'b） 应力值计算结果列表：表7I-III-IIIII-IIIw-w紧急制动!Q183.63155.51149.25120.379!!134.38。