汽车前桥设计说明书

1、汽车前桥设计说明书一、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。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

2、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，b|j： （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112.1、从动桥结构形式本前桥釆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：工字形断而加义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

3、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、前轴受力简图如图1所示：图1 汽车向左侧滑时前轴受力图1.2、前轴载荷计算i）紧急制动2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=0.7制动时前轴轴载千质量重新分配分配糸数垂直反作用力：mlgo=11824n 2横向反作用力：xll=xlr=ii ）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

4、。（1）确定侧向滑移附着糸数：g1v2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=ymax=gl（d, gr ，为保证不横向翻车，须使v<v,则有：滑翻，所以，得到2hg2hg,取（2）对车轮接地点取矩垂直反作用力：横向反作用力iii）越过不平路面3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 载荷糸数载荷计算结果列表，如下表2：表2单位n1.3、弯矩及扭矩计算 选择下述四个部位计版式其断面的弯矩、扭矩ii断面位于钢板弹簧座mzlli4水平面m ''=xlli上式中li对应与i1、ii-ik iiiiii、ivf

5、v断面分别带入li、l2、l3、l4钢板弹簧外 侧扭矩上式中hi对应与ii、il-ik iii-iil iviv断面分别带入hl、h2、h3、oo ii)侧滑左侧各断面垂直面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(4)断面糸数计算<a>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5图3前轴简化图b)计算断面糸数i)i- i断面 如图3所示水平而内ii)垂直面抗弯断面糸数ii - ii断面换算断面简图如图图4 iiii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

6、。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：fi=30.796该断面对形心轴的惯性矩:上翼面的抗弯断面系数:'w上1708769 30.796下翼面的抗弯断面系数：'w下1708769 37.2047 水平面iiiiii断面计算简图1）垂直面822432）抗扭断面系数:取iv) iviv断面1）垂直而单位：mmvi）断面系数计算结果列表见表6表6单位：n.mmw' w"i - i 37003.48 21744ii- ii 34347.214 27822.97 62935.57iii- iii 18913.52 114

7、02.2 17173.512iviv 19378.7 16024.7 20910.34wn（5）应力计算a）计算公式i）汽车紧急制动时m'w'm"水平面w"垂直面 合成应力扭转应力：在矩形长边中点上的扭转应力合mnwn在矩形短边中点上的扭转应力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：ii）汽车侧滑时垂直面弯曲应力汽车越过不平路面时 垂直面弯曲应力合wmw'b）应力值计算结果列表:10单位:82（6）jy1061前轴材料的许用应力材料：30cr调质硕度：hb241281许用

8、应力:800937合2、转向节强度计算作用力z11、xii、y11按表11取值 2.1、截面系数计算取轮毂、弯矩计算a紧急制动时3232m制b侧滑时m制c超越不平路面时11制计算用参数jy1061992.3、应力计算a）紧急制动时制w）侧滑时 侧m越超越不平路面时弯矩、应力计算结果列表见表8 表82.4、转向节的材料、许用应力及强度校核材料jy1061 40gr许用应力查 yb6-71:3、主销强度计算3.1、主销作用力计算简图如图612如图6 主销作用力计算简图 主销受力计算参数见表9表93.2、计算载荷计算时，忽略主销倾角的影响，并假定力的作用点位于主销衬套中点。a）z1、xi、y1按表1

9、取值b）汽车紧急制动时和。力z1在主销的支承反力s1主销受到xi和u的作用，力u由下式求得：力xi在主销的两个支承上反作用力s2和s213力u在主销的两个支承上反作用力s3和由制动力矩xlrr的作用，在主销的两个支撑上产生反作用力s4和s4 作用在主销下端的合力（图14）c）汽车侧滑时左主销上支承的反作用力上左主销下支承的反作用力st右主销上支承的反作用力s上右主销下支承的反作用力std）汽车越过不平路面时和。 动载荷在主销上、下支承上产生的作用反力s1143.3、弯矩计算在紧急制动和侧滑时，主销下支承的反作用力为最大，在越过不平路面时，因主销下端的 作用力臂大于上端，所以只需要计算主销下支承

10、处的弯矩（图15）a）汽车紧急制动时b）汽车侧滑时c）汽车越过不平路面时（5）抗弯断而系数、剪切而积和主销衬套挤压而积的计算a）主销抗弯断面系数d4b）主销剪切面积d）主销衬套挤压面积d:主销外径，d：主销内径3.4应力计算分别计算个工况下的弯曲应力、剪切应力、挤压应力见表10。表10载荷、弯矩、应力计算结果列表见表11： 88表11主销受力单位：n m单位：mm 其余量单位：n/mm23.5、主销材料及许用应力jy1061:45许用应力#g1作静载荷计算时，按力参考文献：1、汽车设计刘惟信2001.7清华大学出版社2、汽车车桥设计刘惟信2004.4清 华大学出版社3、ca1080,nj130,bj130前桥总成图，零件图。4、汽车设计郭学讯，邓 亚东2005.8人民交通出版社5、汽车设计吉林工业大学出版社王望予2004.5机械工 业出版社6、汽车构造吉林大学汽车工程系陈家瑞2006.5人民交通出版社jy106a前桥设计日志：(1) 2008.12.25阅读设计任务书，选择前桥设计相关参数(2) 2008.12.26汽车前轴强度