一、概述车桥通过悬架与车架连接，支承着汽车大部分重量，并将车轮的牵引力或 制动力，以及侧向力经悬架传给车架为了便于与不同悬架相配合，汽车的车桥分为整体式和断开式两种按使 用功能划分，车桥又可分为转向桥、转向驱动桥、驱动桥和支持桥本文设计 的是JY1061A型采用前置后轮驱动的载货汽车前桥，因此该前桥作为从动桥从动桥的功用：从动桥也称非驱动桥，又称从动车轴它通过悬架与车架 （或承载式车身）相联，两端安装从动车轮，用以承受和传递车轮与车架之间 的力（垂直力、纵向力、横向力）和力矩并保证转向轮作正确的转向运动1、设计要求：（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） 从动桥的质量应尽可能小：以减少非簧上质量，提高汽车行驶平顺性通过对CJ1061A型前桥的设计，可以加深我们的设计思想，即:(1) 处理好设计的先进性和生产的可能性之间的关系；(2) 协调好产品的继承性和产品的“三化”之间的关系2、结构参数选择JY1061A 型汽车总布置整车参数见表 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 r r(mm)主销内倾角B主销后倾角前轮外倾角a前轮前 束(mm)141515844808°2.5°1°22.1、从动桥结构形式 本前桥采用非断开式转向从动桥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的拳部里（2）转向节结构型式：整体锻造式。
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、前桥强度计算1、前轴强度计算1.1、前轴受力简图1.2、前轴载荷计算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0=0.7制动时前轴轴载千质量重新分配分配糸数m1= 攀 +1 =畀：；060 +1=1.63L 11752mG垂直反作用力：Z1l=Z1r= 2—1.63 x 207272=16891.6NmG横向反作用力：：X1=X1=-^- 0=11824.1Nii）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：GV2在侧滑的临界状态，横向反作用力等于离心力F离，并达到最大值F离=t ,Ymax=G］①'离 离 gR max 1j gRB B，为保证不横向翻车，须使 V滑＜V翻，则有：丫莎讥 1，所以①' ＜ -，得到滑 翻 \i 2hg 2hg1584①＜ =0・747,取①=0.652x1060（2）对车轮接地点取矩垂直反作用力：1l2hg®)B1207272x (1+^60^) =19360.5N15841l2hg ①'B1)=1346・5N横向反作用力Y1l =牛(1 + 2h^ )®' =12584.3NY1r =2hg ①'B1)"=875.2N过）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8 =2.5< G 20727Z = Z =8t = 2.5 x = 25883.75 N1l 1r 2 2载荷计算结果列表，如下表2：表2单位N① 选择下述四个部位计版式其断面的弯矩、扭矩I -1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HI-IH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，=Z11i水平面内弯矩 M〝=X1li上式中Li对应与I-I、II-II、m-HI、W-W断面分别带入L1、L2、L3、L4钢板弹簧外侧扭矩Mn=X (r h )1 r i上式中hi对应与I-I、II-II、IU-m、W-W断面分别带入hl、h2、h3、0ii)侧滑左侧各断面垂直面内弯矩M; =Z1l-Y1l(rr-hi)上式中Li,hi带入值与紧急制动时一致逍)越过不平路面垂直面内弯矩M ' =Z]' 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-IIm-mW-W紧急制动M'6790423533774628208972331041M''4753288373641619746251631726Mn5675568侧滑M'i-2379394-3368715越不平路M'(4)断面糸数计算 vA>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'BH3 - b h3 72 x 613 - 60 x 363W = i = =37003・48N・mm1 -1 6 H 6 x 61fWII-II②水平面内抗弯断面糸数=21744N mm2t B3 + h3t 2 x 12.5 x 723 + 36 x 123 ——I =6 B 6 x 72① 换算断面简图如图 4② 图 4II— II 断面计算简图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 Fiyi Bt *l/2t + bt (H -l/2t ) + (B-B )*h(t + h/2)2 Fi Bt + bt + (B — B )h1 2 1=30.796y 二 H — y21二 68 — 30.796 h 二 y — t 二 37.204 —12.5 二 24.704 h 二 h — h 二 43 — 24.704 二 18.296 2 2 2 1 2二 37.204该断面对形心轴的惯性矩：xc=一 (By 3 - B h 3 + by 3 -b h 3)3 1 11 2 1 2上翼面的抗弯断面系数：= 1708769 mm 4W ‘ = Jxc上 y1翼面的抗弯断面系数：30.7961708769= 55486.72mm 3W ‘ = Jxc 下 y 2 170876937.204= 45929.72 mm 3iii)III-UI 断面③ ③水平面内抗弯断面系数：W =丄(B 3t + b3t +13h)6 B 1 2 抗扭断面系数=27822.98mm3由经验公式得H - h 68 - 43C = 2 B-1.26( ) = 2 x 75 -1.26 x ( ) = 136.141 2 2C = H -1.67( h) +1.76( B- b)2 268-43=68 -1.67 x +1.76 x (75 - 43)2=103.445B = B + b = 92 + 58 = 752 2b =B -t =75-42=33]C1(HJ-h )3 + C (BB - bb)3Wn = 2 23 B - b68-431136.14( )3 +103.445(75 - 33)3 2—3 75 - 33= 62935.97mm3=b/6H（H3 -h3）=436 x 52（523 -153）= 18913.52mm3W ”= （H 一 h） = （52 一 15） = 11402.2mm33 6 62）抗扭断面系数：h 52m = — = = 1.29b 43W =0 b3 = 0.216 x 433 = 17173.512 n取 a =0.1710 0.216iv）W-W断面1）垂直面内，水平面内抗弯断面系数W'bH 2~6~W"b 2 H~6~43 x 5226432 x 52619378.7mm32）抗扭断面系数16024.7mm3W = 0 b3 = 0.263 x 433 = 20910.34 mm 3 v）各断面尺寸参数见表 5： n表5 单位： mmJY1061I-III-IIUI-IIIW-WB7292B1605012.512.5b72584343b60161212.512.5t1242h364315H61685252vi）断面系数计算结果列表见表6表 6 单位： N .mmI-III-IIm-mw-wW'37003.4834347.21418913.5219378.7W"2174427822.9711402.216024.7Wn62935.5717173.51220910.345）应力计算a）计算公式i）汽车紧急制动时M'垂直面内弯曲应力◎' = wM水平面内弯曲应力b "=:合成应力◎厶+b合扭转应力：在矩形长边中点上的扭转应力e 二maxM nWn在矩形短边中点上的扭转应力e二*max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1b = /a 2 + 3t 2 上翼面长边中点，其相当应力：d \合ii） 汽车侧滑时垂直面弯曲应力a'=iii） 汽车越。